Çalışmada Urla/İzmir’de hâlihazırda işlevsel olan 2.5MW üretim kapasiteli bir rüzgâr türbini incelenmiştir. Türbin kulesi üzerinden kule yüksekliği boyunca dağıtılmış şekilde tasarlanan veri toplama sistemi aracılığıyla titreşim verileri toplanmıştır. Titreşim verileri operasyonel modal analiz yöntemleri kullanılarak işlenmiş ve yapının dinamik özellikleri belirlenmiştir. Rüzgâr hızı, rüzgâr yönü ve sıcaklık gibi çevresel faktörlerin kulenin tahmin edilen dinamik özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Aerodinamik sönümün de katkısıyla, yapıdaki toplam sönüm değerleri geniş bir aralıkta elde edilmiştir. Çevresel ve operasyonel faktörlerin modal parametrelere etkisinin netbir şekilde ortaya koyulabilmesi için, farklı operasyonel ve çevresel koşulları da içerecek şekilde uzun süreli kaydedilecek veri setleri ile çalışmaların yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Onur ÖZTÜRKOĞLU / Dokuz Eylül Üniversitesi
Veysel YURTSEVEN / Dokuz Eylül Üniversitesi
Yaşar TANER / Dokuz Eylül Üniversitesi
Özgür ÖZÇELİK / Dokuz Eylül Üniversitesi
Serkan GÜNEL / Dokuz Eylül Üniversitesi
Fosil ve fosil türevi yakıtların kullanımı ekosisteme ciddi ve geri dönüşü olmayan zararlar vermektedir. Bu kapsamda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talep her geçen gün artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alan rüzgâr enerjisi, geleneksel enerji üretim yöntemlerine kıyasla yüksek verimlilik ve kısa amortisman süreleri gibi faktörler nedeniyle önem kazanmıştır. Son on iki yılda dünyada rüzgâr enerjisinde kurulu kapasite yaklaşık dört buçuk katına çıkarken [1], ülkemizde bu kapasite 4.7 katına çıkmıştır [2]. Türbinlerin rüzgâr, deprem, sıcaklık, dalga vb. etkileri altında yapısal davranışlarının incelenmesi sonucunda IEC [3], GL [4]ve RISØ [5] gibi çeşitli standartlar oluşturulmuştur.
Yenilenebilir enerjiye karşı artan talebi karşılamak amacıyla birçok ülkede olduğu gibi Türkiye’de de deprem tehlikesinin yüksek olduğu bölgelere rüzgâr türbinleri kurulmuştur. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı'nın "Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Haritası" [6] ile birlikte Afet ve Acil Durum Yönetimi Kurumu'nun (AFAD) "Türkiye Sismik Tehlike Haritası" [7] başlıklı yayınına bakıldığında, rüzgâr enerjisi potansiyeli yüksek bölgelerin deprem tehlike düzeylerinin yüksek olduğu görülmektedir. Bu nedenle Türkiye'de inşa edilen rüzgâr enerjisi santrallerinin çoğunluğu deprem tehlikesinin yüksek olduğu bölgelerdedir. Rüzgâr türbini üreticileri ve paydaşlarının proje bilgilerini akademik ve mühendislik camialarıyla daha çok paylaşması; kule sismik davranışının çalışılması, raporlanması, akademik ortamda yayınlanması/tartışılması ve kule tasarımlarının geliştirilmesi ve ilgili yönetmeliklerin güncellenmesine imkân oluşturacaktır.
Rüzgâr türbinlerinin sismik davranışlarının anlaşılması için çalışan merkezlerin, bilim insanlarının ve yayınların sayısının artması gerekmektedir [8]. Rüzgâr türbinlerinin dinamik özellikleri çevresel ve operasyonel koşulların değişimin denetkilenmektedir. Sıcaklık artışıyla beraber yapısal modların frekanslarında küçülmelergözlenmekle beraber rotor-nasel hattının referans alınan bir yön (genellikle coğrafi kuzey yönü) ile yaptığı açıyı belirten nasel doğrultusu değişimi daha çok mod şekillerini etkilemektedir.Türbin kanatlarının hareket halindeyken kule yakınında geçişlerinde etkileşime girmesi sebebiyle aerodinamik sönümler meydana gelmektedir. Aerodinamik sönüm negatif ve pozitif değerler alabileceği gibi yalnızca deneysel olarak gözlemlemek mümkündür. Rotor hızının değişimi ile birlikte türbin kulesinin yapısal modlarındaki sönüm oranları da değişebilmektedir [9-10].
Bu çalışma, aktif olarak çalışan bir rüzgâr türbininin operasyonel ve çevresel etkiler altında modal parametrelerini Operasyonel Modal Analiz (OMA) yöntemleri kullanarak tahmin edilmesini amaçlamaktadır. Bu çevresel faktörlerin modal parametreler üzerindeki etkilerini anlamak, yapıyı sağlıklı izlemenin önemli bir parçasını oluşturacak ve rüzgâr türbininin karmaşık dinamik yapısının anlaşılmasını sağlayacaktır.
Sadece çıktı (only-output) tabanlı modal analiz olarak da bilinen OMA, bir yapının çeşitli çevreseluyaranlar altında tepkisini ölçmeye ve değerlendirmeye dayanır. Doğal çalışma koşulları altında,yapıya etkiyen kuvvetlerin ölçülemediği veya dışarıdan uyarmanın zor veya pratik olmadığıdurumlarda sıkça kullanılan OMA yöntemleri inşaat mühendisliğinde köprüler, binalar, yayaköprüleri, tarihi yapılar, açık deniz platformları, rüzgâr türbinleri, barajlar, stadyumlar vb. yapıların modal parametrelerinin belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır [11].
Bu çalışmada İzmir’in Urla ilçesinde aktif olarak çalışmakta olan 2.5MW’lık bir rüzgâr türbini için çeşitli sensörlerden (ivme ölçer, sıcaklık ve nemölçer) oluşan veri toplama sistemi tasarlanmış ve türbin kulesine yerleştirilmiştir. Veri toplama sistemi ve türbinin halihazırda bulunun Merkezi Denetleme Kontrol ve Veri Toplama (Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA) sisteminden gelen verilerin (rüzgâr hızı, rüzgâr yönü, sıcaklık, rotor hızı, nasel doğrultusu ve pitchaçısı) senkron olarak toplanabilmesi ve üniversite kampüsüne aktarımı için LabVIEW [12] yazlımı geliştirilmiştir. Toplanan veriler Artemis [13] bir OMA yöntemi olan İyileştirilmiş Frekans Tanım Alanında Ayrıştırma (Enhanced Frequency Domain Decomposition, EFDD) [14] yöntemi ile işlenmiş ve yapının dinamik karakterizasyonu yapılmıştır. Farklı operasyonel ve çevresel koşulların modal parametrelere olan etkisi yorumlanmıştır.
AMAÇ
Çalışmanın asıl amacı çevresel ve operasyonel faktörlerin yapının modal özelliklerine etkisini tanımlayabilmektir. Bu sayede sonraki çalışmalarda çevresel ve operasyonel faktörlerin olumsuz etkilerinden arındırılmış ve sadece hasara duyarlı, güvenilir bir yapı sağlığı izleme sistemi geliştirilmesi mümkün kılınacaktır.
RÜZGÂR TÜRBİNİNİN TANITILMASI
Araştırmada Urla/İzmir’de yerel bir enerji şirketi tarafından işletilen 2,5 MW kapasiteli bir rüzgârtürbini (Şekil 1) incelenmiştir. Türbin, 3 kanatlı ve yatay eksenli olup türbinin hub yüksekliği 90 metredir. Türbin kulesi, betonarme temel sistemine bulonlar ile sabitlenmiş ince cidarlı çelik bir silindir formundadır. Nasel, hub ve kanatlar türbin kulesi tepesinde bulunur. Rüzgâr türbininin çeşitli özellikleri Tablo 1'de sunulmuştur.
DEVAMI VAR
2 Ağustos 2024
Türkiye'nin en ESKİ ve en çok ZİYARET EDİLEN şantiyesi: ŞANTİYE®...
İnşaata dair "KAYDADEĞER" ne varsa... 1988'den bu yana...
Şantiye®nin ürettiği, derlediği ve yayınladığı içeriklerde öncelik “KAMUSAL YARAR”dır...
Ve yayınlanan içeriğin “ÖZEL” olmasına özen gösterilir...
BASILI DERGİ + E-DERGİ + SANTİYE.COM.TR + SOSYAL MEDYA + DİJİTAL PLATFORMLAR...
İnşaat sektörünün buluşma noktası Şantiye®, “Güven”i temsil eden “Basılı bir Yayın” olma özelliğinin yanı sıra yenilenen web sitesi, Turkcell Dergilik ve Türk Telekom E-Dergi gibi mobil uygulamalardaki varlığı, 42 bin E-Bülten abonesi ve 85 bin sosyal medya takipçisi-bağlantısıyla inşaat sektörünün en önemli iletişim platformlarından biri olmaya her ortamda devam ediyor... 1988'den bu yana...
Şantiye® ayrıca yapı sektörüne "Şantiye'nin Yıldızı Ödülü", "Yılın Yeşil Yapı Malzemesi / Teknolojisi Ödülü" ve "Şantiyeden Kareler Fotoğraf Yarışması" gibi farklı organizasyonlarla da katkı sunuyor.
Şantiye®nin son sayısı da dahil 1988 yılından bugüne kadar yayınlanan TÜM SAYILARINA E-Dergi olarak göz atmak için lütfen tıklayın...
Şantiye®, başta ABONELERİ olmak üzere 2020-2025 yıllarında ilan veren firmalar ABS Yapı, Akyapı, Alumil, Anadolu Motor (Honda), Alkur, Ak-İzo, Altensis, Arbiogaz, Aremas, Arfen, Artus, Assan Panel, Asteknik, Atos, Batıçim, Baumit, Betek, Betonblock, Borusan CAT, Bosch Termoteknik, Bostik, BTM, Buderus, Bureau Veritas, Chryso, Çimsa, Çuhadaroğlu, Çukurova Isı, Deutsche Messe, Duyar Vana, DYO, Efectis ERA, Ekomaxi, Elkon, Emülzer, Eryap, Filli Boya, Fixa, Fullboard, Form Endüstri Ürünleri, Form Endüstri Tesisleri, Form MHI (Mitsubishi Heavy Industries) Klima, Garanti Leasing, GF Hakan Plastik, Gökçe Brülör, Grundfos, Hannover Fairs, Hilti, IQ Alüminyum (by Deceuninck), İNKA, İntek, İpragaz, İstanbul Teknik, İzocam, İzoser, Kalekim, Knauf, Knauf Insulation, Komatsu, Köster, Kuzu Grup, LG, Marubeni, Masdaf, Master Builders Solutions, MBI Braas, Meiller Kipper (Doğuş Otomotiv), Messe Frankfurt, Messe München/Agora Tur., Mekon, Mitsubishi Chemical, Molecor, Nalburdayim.com, NETCAD, ODE, Ökotek, Özler Kalıp, Özpor, Panasonic, PERI, Pimakina, Polyfibers, Polyfin, Prometeon, Ravago, Rehau, Saint Gobain Türkiye, Samsung, Saray Alüminyum, Schüco, Selena (Tytan), Sentez Mekanik, Serge Ferrari, Shell, Siemens, Sistem İnşaat, Soudal, Sika, Şişecam, Temsa, TMS, Tekno Yapı, Türk Ytong, Tremco illbruck, Vaillant, Vekon, Viessmann, Wermut, Wielton, Wilo, Winsa, XCMG, Xylem ve ZF'nin değerli katkılarıyla hazırlanmaktadır.
ABONE OLMAK İÇİN
Bir yıllık abonelik bedelimiz olan 2.100 TL (6 Sayı, KDV Dahil)'yi TR70 0001 0008 5291 9602 1550 01 IBAN no’lu hesabımıza (Ekosistem Medya) yatırıp; ardından dekontu, açık adresinizi ve fatura bilgilerinizi (şahıs ise TC kimlik no; firma ise vergi dairesi-numarası) santiye@santiye.com.tr adresine e-posta veya 0532 516 03 29 no’lu telefona WhatsApp / SMS aracılığıyla ulaştırabilirsiniz.
