1 of 36

Rüzgar Türbinleri için

Yenilikçi Generatör Sistemleri

Ozan Keysan

13/12/2017

http://keysan.me

​

2 of 36

Rüzgar Enerjisi

Kurulu güç her 3 yılda

2 katına çıkıyor.

2016’da toplam 487 GW Kurulu Güç

3 of 36

Rüzgar Enerjisi

4 of 36

Türkiye’de Rüzgar Enerjisi

5 of 36

Türkiye’deki En Yaygın Markalar

6 of 36

Ne Kadar Büyük?

www.upwind.eu

7 of 36

Ne Kadar Büyük?

RePower Bard Turbines - 5MW - 126 m Blade Diameter

8 of 36

Ne Kadar Büyük?

RePower Bard Turbines - 5MW - 126 m Blade Diameter

9 of 36

Daha Büyük Türbinler

BVG. Offshore wind cost reduction pathways, 2012.

​

10 of 36

Fillerin Neden Büyük Kulakları Var?

11 of 36

Rüzgar Enerjisi: Ne Kadar Büyük?

www.upwind.eu

12 of 36

Rüzgar Türbini - Nasel

13 of 36

Bileşen Maliyetleri

Kule %26,3

Rotor kanatları %22

Dişli kutusu %12,9

  • Çevirici %5

Generatör %3,4

14 of 36

En Yaygını?

  • 3 Aşamalı Dişli Kutusu
  • + Çift Beslemeli Asenkron Generator
  • + Kısmi Güç Elektroniği

15 of 36

Dişli Kutusu + DFIG

16 of 36

Dişli Kutusu + DFIG

http://www.repower.de/en/wind-power-solutions/wind-turbines/6m

RePower 6 MW, 12 rpm

Avantajları

  • Düşük Güç Elektroniği Maliyeti
  • Yaygın Teknoloji

​

Dezavantajları

  • Dişli Kutusu Maliyeti
  • Düşük Verim
  • Dişli Kutusu Problemleri

17 of 36

Rüzgar Türbinlerinde Dayanıklılık?

18 of 36

Rüzgar Türbinlerinde Dayanıklılık?

Data from 1500 1 MW turbines,Hahn, B., & Durstewitz, M. (2007). Wind Energy-Reliability of Wind Turbines.

19 of 36

Bakım Maliyetleri

20 of 36

Rüzgar Türbini - Nasel

Sincap Kafes Generatör + Tam Güç Çevirici

21 of 36

Alternatif Generatör Teknolojileri

RePower 6 MW, 12 pm

Enercon

The Switch

Dişli Kutusu + DFIG

Doğrudan Sürüşlü Senkron Generatör

Doğrudan Sürüşlü Sabit Mıknatıslı Generatör

22 of 36

Alternatif Jeneratör Teknolojileri

www.upwind.eu

23 of 36

Doğrudan Sürüş

  • Dişli Kutusu Yok
    • Yüksek verim
    • Daha az hareketli parça
    • Yüksek dayanıklılık
  • Generatör
    • Düşük hız
    • Yüksek tork
    • Büyük Çap
    • Ağır

6 MW, 13 rpm, 10 m diameter, 220 tonnes

24 of 36

Elektrik Uyartımlı Senkron Generatör

Artılar

  • Üretimi Kolay (Sabit Mıknatısa Göre)
  • Kontrolü Kolay

Eksiler

  • Büyük Kütle/Çap
  • Fırçalı Rotor

25 of 36

Sabit Mıknatıslı Doğrudan Sürüş

The Switch

3.8 MW, 21 rpm

6.5 m diameter

81 tonnes

Artılar

  • Minimum Hareketli Parça
  • Yüksek Verim

​

Eksiler

  • Büyük Çap
  • Mıknatıs Maliyeti

26 of 36

Verimlilik Karşılaştırması

Efficiency

65%

75%

85%

95%

100%

90%

80%

70%

3

12

6

9

Wind Speed (m/s)

Direct drive PMG

Medium Speed PMG

High Speed PMG

High Speed DFIG

Zhang et al.

Generatör + Dişli Kutusu Verimi

27 of 36

Alternatif Jeneratör Sistemleri

28 of 36

Yenilikçi Çözümler

Nüvesiz Sabit Mıknatıslı Generatör

Manyetik Dişli

Süperiletken

Generatörler

250 kW,

Axial flux, Goliath

Magnotomatrics

Sea Titan 10 MW, 10 rpm AMSC

29 of 36

Tek Aşamalı Dişli Kutusu

5 MW Multibrid, Areva

IntegraDrive (GE Drivetrain)

  • Çabuk Kurulum
  • Ortak Rulman
  • Düşük Ağırlık

30 of 36

Çok Şaftlı Dişli Kutusu

Multi-Duored: 6.5 MW

Çift şaftlı dişli kurusu

Winergy

Clipper Çoklu Generatör Sistemi

31 of 36

Hidrolik Sistemler

Artemis Digital Displacement

32 of 36

Sistem Karşılaştırması

​

DD

1G

2G

3G

​

PMG

EESG

PMG

DFIG

Hydraulics +SG

DFIG

Ağırlık

​

​

​

​

​

​

Boyut

​

​

​

​

​

​

Verim

​

​

​

​

​

​

Dayanıklılık

​

​

​

​

​

​

Kurulum Maliyeti

​

​

​

​

​

​

33 of 36

Güç Değişkenliği

34 of 36

Güç Değişkenliği

Rüzgar türbinleri tarafından üretilen her MWh enerji, başka santraller tarafından eksik üretilmiş enerji demektir.

35 of 36

Güneş, Rüzgar Bize Yeter (mi)?

Kitap Önerileri: �Sustainable Energy - Without the Hot Air�Renewable Energy Cannot Sustain a Consumer Society

​

​

36 of 36

Teşekkürler

PowerLab Araştırma Grubu

power.eee.metu.edu.tr

​

Ozan Keysan�keysan@metu.edu.tr

​

Bu sunumu, keysan.me/presentations adresinden indirebilirsiniz.

​