Avrupa Birliği, denizde üretilen rüzgar enerjisi kapasitesini 2030 yılına kadar en az 60 gigawatt’a çıkarmak istiyor. Freudenberg Sealing Technologies (FST), temel yapılarına yönelik sızdırmazlık çözümleriyle, denizdeki zorlu koşullara rağmen yeni rüzgar türbinlerinin 30 yıl veya daha uzun bir hizmet ömrüne ulaşmasını sağlamaya yardımcı oluyor.
Almanya’nın Kuzey Denizi’nde şimdiye kadar ölçülen en yüksek rüzgar hızı saatte 191 kilometreydi. Denizde kurulan rüzgar türbinlerinin çok daha düşük rüzgar hızlarında zaten kapatıldığı doğrudur. Ancak türbinler, tüm hizmet ömürleri boyunca her koşulda bir kasırganın muazzam güçlerine dayanabilmelidir. Kuleleri deniz tabanına sabitlemek için kullanılan temeller bu konuda önemli bir rol oynamaktadır. Kuzey ve Baltık Denizlerinde bulunanlar gibi sığ sularda, bu genellikle “monopil” adı verilen kazıklar kullanılarak yapılır. Bunlar deniz tabanına çakılan ve üst ucu su yüzeyinin üzerinde olan çelik kazıklardır. Yüksekliği 10 megavatlık bir türbinde rotor göbeğine kadar 150 metreye ulaşabilen kule genellikle doğrudan iskeleye monte edilmez, ancak bir bağlantı parçası – bir flanş – tarafından desteklenir. Flanş, kule kurulduktan sonra herhangi bir bakım için erişilemeyen birkaç düzine cıvata ile sabitlenir. Cıvatalı bağlantının denizdeki zorlu ortama rağmen korozyona uğramamasını sağlamak için nem girişine karşı korunması gerekir. FST contaları 800’den fazla açık deniz rüzgar türbininde bu önemli görevi yerine getirmektedir.
En önemli işlev, iskelenin üst ucundaki bir halka conta tarafından yerine getirilir: vidalı bağlantıyı destekleyen bağlantı parçasının iç kısmını çevreler. MP-TP (Monopile-Transition-Piece) kısaltmasına sahip bu flanş contası, modern sistemler için sekiz ila on metre çapa ulaşabilir. FST, birkaç yıldır bu contayı çift tasarımlı olarak da sunmaktadır. Freudenberg uzmanı Manuel Hille’nin de açıkladığı gibi, çift sıralı tasarımın ana avantajı, ortaya çıkan yedekliliktir: “Taşıma veya montaj sırasında iki contadan birinde küçük bir hasar meydana gelirse, işlev yine de garanti edilir. Ayrıca, farklı tasarımlar ve malzemeler birbirleriyle en iyi şekilde birleştirilebilir.”
Standart tasarımlarda, bağlantı parçasının alt ucu ile iskele arasında bir boşluk kalır. Elastik dalgakıranlar olarak tasarlanan hava odacıklı bir veya iki halka conta, deniz suyunun içeri girmemesini sağlar. Boşluk çimento ile doldurulursa, bir halka conta sertleşme sırasında çimentoyu istenen konumda tutabilir ve daha sonra tuzlu su saldırısından koruyabilir. Buna ek olarak, genellikle monopilin içinde su yüzeyinin üzerine yerleştirilen bakım platformları, özel olarak tasarlanmış bir conta ile gaz girişine karşı korunabilir. Bu tür gazlar, deniz suyundaki biyolojik süreçler nedeniyle iskelede oluşabilir.
Uzun ömür için tasarlandı
Deniz tabanlı rüzgar türbinlerinin bileşenleri için hizmet ömrü beklentileri son yıllarda keskin bir şekilde artmıştır. Başlangıçta 25 yıl iyi bir değer olarak kabul edilirken, tasarım artık 35 yıla kadar çıkmaktadır. Bu kadar uzun bir hizmet ömrü yalnızca test tezgahı testleriyle garanti edilemez. Bu nedenle Freudenberg, uyarlanmış bir Arrhenius algoritması kullanarak altı hafta boyunca gerçekleştirilen yoğun yük testlerinin sonuçlarını tahmin etmektedir. İsveçli kimyager ve Nobel Ödülü sahibi Svante August Arrhenius’un adını taşıyan bu yöntem, Freudenberg uzmanları tarafından son yıllarda sürekli olarak daha da geliştirilmiştir. Kimyasal ve fiziksel etkileri malzemenin yapısal-mekanik davranışıyla birleştirerek hizmet ömrü modelini önemli ölçüde geliştirdiler.
FST’de enerji sektörü satışlarından sorumlu olan Marcel Schreiner, “Şu anda planlanan tüm deniz rüzgar santrallerinin yüzde 80’i monopil
teknolojisine dayanıyor,” diye tahmin ediyor. “Bu bizim için önemli bir büyüme pazarı.” Uzmana göre, giderek daha büyük türbinlere doğru olan eğilim – 2030 yılı için 20 megavatlık nominal çıkışlar tartışılıyor – bileşenleri seçerken hizmet ömrüne özellikle dikkat edilmesi lehine de konuşuyor.
