20 Şubat 2016 Cumartesi

Rüzgar Türbinlerinde Temel Tasarımının Önemi

Rüzgar enerji tesislerinin inşaatları, tesis kurulum maliyetleri açısından önemli pay tutmaktadır. Kule ve temeller, inşaat süreci içinde en önemli iş kalemleri arasında yer almaktadır.


Teknolojinin vardığı seviye sonucunda, kule yüksekliklerinin ve kanat çaplarının 120 metrelere ulaşabiliyor olması, ve kanatların dinamik yükleme-boşaltma karakteristiği, kule ve temel yapılarını, yapı mühendisliği açısından kritik ve özel yapılar sınıfına sokmaktadır.
Türbin kulesi, nacelle ve rotorun doğrudan bağlandığı, yükseklikleri 70-120 metreleri bulan özel yapılardır. Boru kesitli çelik kule, kafes sistem örgü çelik kule (lattice tower), hibrid (betonarme+çelik) kule ve betonarme kuleler uygulamada yer bulmuş kule tipleridir. Her bir kule tipinin, malzeme ekonomisi, sevkiyat, montaj, bakım ve estetik yönlerden artı ve eksileri değerlendirilmektedir.
Rüzgar türbini temelleri, üst yapı yüklerini zemine güvenle aktarması gereken özel yapılardır. Türbin temelleri standart bir yapı temeli olmayıp, kulenin hizmet ömrü (yaklaşık 25 yıl) boyunca milyonlarca defa dış zorlamalara ve yorulma etkilerine maruz kalacak özel bir temeldir.
Temelin maruz kaldığı yüklerin dinamik karakteristikte olması, yüksek moment / düşey yük oranı (eksantrisite) ve yaklaşık 25 yıl boyunca temelden beklenen üst düzey yorulma dayanımının sağlanması, bu yapıyı standart temel yapılarından ayırmaktadır. Temel dizaynı ve uygulamasında yapılacak hatalar, işletme aşamasında giderilmesi oldukça maliyetli yapısal çatlak ve dayanım yetersizliklerine neden olacak, daha ileri durumlarda göçme düzeyinde stabilite kaybı (kayma-devrilme) ile karşılaşılacaktır.
En sık kullanılan karasal rüzgar türbini temel tipleri, yüzeysel plak, grup kazıklı, kaya ankrajlı ve tekil kazıklı temel sistemleridir. Temeller, donatı çeliği ve yüksek dayanımlı betondan oluşturulmaktadır.

Genser Mühendislik
    İzmir, 2016 

5 Şubat 2016 Cuma

Türkiye’de Lisanssız Elektrik Üretimi

Yasal Şartlar
Lisanssız elektrik üretimi, elektrik abonelerine kendi elektriklerini üretip ihtiyaç fazlası elektriği satma imkanı veren, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasına dayalı özel bir sistemdir.
Bu süreci düzenleyen yasal çerçeve Elektrik Piyasası Kanunu’nun 14. maddesidir. Bu maddeye göre; rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle veya konjenerasyon enerjisine dayalı üretim tesislerinden (i) kurulu gücü azami 1 megavatlık üretim tesisleri ve (ii) ürettiği enerjinin tamamını iletim veya dağıtım sistemine vermeden kullanan, üretimi ve tüketimi aynı ölçüm noktasında olan üretim tesisleri lisans alma yükümlülüğünden muaf olarak faaliyet gösterebilecektir. Ayrıca Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik’in 5. maddesi ve Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Tebliğ’in 4. maddesi de lisans alma yükümlülüğüne ilişkin muafiyet gereklilikleri, elektrik üretimi amacıyla şirket kurma ve söz konusu muafiyetten yararlanacak üretim tesislerinin listelenmesi konularında süreci ve prosedürü düzenlemektedir;
  • Sadece elektrik abonesi olmak kaydıyla her bir gerçek veya tüzel kişi lisanssız elektrik üretimi tesisi kurabilmektedir,
  • Her bir elektrik aboneliği üzerinden temsil edilen her bir tüketim noktası için 1 megavata kadar yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı elektrik enerjisi üreten sadece bir üretim tesisi kurulabilir,
  • Ayrıca birkaç tüketim noktası üzerinden kurulacak olan tesislerin de toplam kapasitelerinin 1 megavatı geçmemesi şartıyla birden fazla yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı elektrik üretim tesisi kurulabilir,

Burada önemli olan bir diğer nokta elektrik üretimi ile tüketiminin gerçekleştiği yerlerin aynı dağıtım bölgesi içinde olması gerektiğidir.
Lisanssız elektrik üretimi kişi veya kuruluşların kendi ihtiyaçları olan elektriği üretmelerini amaçlamaktadır. Fakat üretilen enerjinin ihtiyaç fazlası kısmı, enerji rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle veya konjenerasyon ile elde edilmiş ise, Yenilenebilir Enerji Kanunu’ndaki düzenlemeler çerçevesinde Yenilenebilir Enerji Destek Mekanizmasında belirtilen fiyatlar ile 10 yıl boyunca şebeke/dağıtım şirketine satılabilecektir. İhtiyaç fazlası enerji ikili anlaşmalar yapılarak tedarik edilemez ve satılamaz, sadece şebeke/lisanslı dağıtım şirketlerine satılabilir.

Başvuru Süreci
Lisanssız elektrik üretimi için Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmeliğe ekli Lisanssız Üretim Başvuru Formu doldurarak başvuru yapılır. Bu forma ek olarak; tesisin yapılacağı taşınmazın tapu kaydı veya kira sözleşmesi, teknik bağlantı şeması ve başvuru ücretinin ödendiğine dair makbuz da başvuru esnasında ilgili yerel dağıtım şirketine ya da ilgili Organize Sanayi Bölgesi dağıtım lisansı sahibine verilir. Başvurular başvuruyu takip eden aydan itibaren 20 gün içinde değerlendirilip sonuçlandırılır. 



Lisanssız elektrik üretim süreci ve şartları, lisanslı elektrik üretim sistemine kıyasla bireysel yatırımcılara daha uygun bir sistem olması ve ayrıca bu alandaki teşvikler nedeniyle yatırımcılar açısından daha avantajlı ve büyük kar potansiyeli olan bir alandır.

Genser Mühendislik

    İzmir, 2016



3 Şubat 2016 Çarşamba

Arazi Tipi Güneş Enerji Santrallerinde (Saha Konstrüksiyonlarında) Temel Sistemleri

Tipik bir güneş enerjisi saha konstrüksiyonu, üst yapı, temel ve zemin bileşenlerinden oluşur. Temel, yapı yüklerini ve yükün dağılımını altta bu yükü taşıyacak zeminin taşıyabileceği şekle dönüştürerek aktaran bir sistemdir. Bu niteliği ile de hem yapıdan hem de zeminden etkilenir. Bu sebeple, temel tasarımı bir yapı-zemin etkileşimi problemidir.
Temel tipi, genel olarak yerel koşularının değerlendirilmesinden sonra, zemin mekaniği ilkelerine göre seçilmelidir. Zemin ve temel etütleri, temel tasarımı ile zemin-temel yapı etkileşiminin irdelenmesinde kullanılacak zemin özellikleri ve zemin parametrelerinin tayini için yapı, alan ve çevresinde zemin ve yeraltı suyu ile ilgili bütün verilerin toplanması amacıyla yapılan çalışmalar olup bu çalışmaların sonucunda temel ön tasarımı yapılmaktadır.

Ülkemizde temel tasarımında aşağıda belirtilen belli başlı yönetmelikler ve özel şartnameler kullanılmaktadır;

  •     TS 500-2000, Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları
  •      DLH-2007, Geoteknik Tasarım Esasları
  •      DBYBHY-2007, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik

Güneş enerji santrallerinde temel tipi zemin ve konstrüksiyon cinsine göre değişkenlik göstermektedir. Seçimi yapılan temel tipi, konstrüksiyon üst yapısını hem dizayn hem de uygulama aşamasında doğrudan etkilendiğinden doğru uygun temel seçimi büyük önem teşkil etmektedir.

Ülkemizde sık karşılaşılan güneş enerji santralleri için temel tipleri;
 (1) Yüzeysel temel
Betonarme Tekil temel
(2) Kazıklı Temeller
Çakma çelik kazıklar
Çakma çelik vida kazıklar
Beton dolgulu çelik kazıklar

Betonarme Tekil Temeller

Betonarme tekil temeller (Resim 1.) çakma işleminin gerçekleşmediği, ayrışmamış kaya ya da az ayrışmış kaya tipi zeminlerde tercih edilir. Betonarme tekil temeller ile uzun aralıklar kolayca geçilebilmekte ve konstrüksiyon çakma temellere göre tonaj olarak daha düşük çıkmaktadır. 1 MW güneş enerjisi saha konstrüksiyonu için ortalama 200-250 m3 beton kullanılmaktadır. Bu temel sisteminde durabilite, korozyon, vs. yönlerinden avantaj sağlanırken uygulama süresi ve bir yenilenebilir tesisinde çevreye yaptığı kalıcı etki, negatif yönleri olarak belirtilebilir. Bu temel sistemi eğilmeden ziyade, ağırlık / stabilite prensibiyle çalıştıklarından, temellere çatlak donatısı teşkil etmek birçok durumda yeterli olmaktadır.

Resim 1. Güneş enerji santrallerinde betonarme tekil temel uygulaması



Çakma Çelik Kazıklar

Çakma çelik kazıklar (Resim 2.) çakma işleminin kolayca gerçekleştiği zemin cinsleri (kum, kil, çakıl veya ayrışmış kaya)  için tercih edilir. Çakma çelik kazıklar için en önemli konu çakma işleminin gerçekleşeceği profil tercihidir, bu aşamada çakmaya uygun profil seçimi konstrüksiyon dizaynı yapılırken göz önünde bulundurulmalıdır. Çakım profillerinde uygun korozyon koruması tesisin ekonomik ömrü açısından kritik önemdedir.

Resim 2. Güneş enerji santrallerinde çakma çelik kazık uygulaması

Çakma Çelik Vida Kazıklar

Çakma çelik vida kazıklar (Resim 3.) çakma çelik kazıkların kullanım amacı ile aynıdır. Çakma çelik vidaların tercih sebebi çakım kolaylığı ve çekme kapasitesinin vida diş yivleri sayesinde daha yüksek olmasıdır. 



Resim 3. Güneş enerji santrallerinde çelik vida kazık uygulaması



Beton Dolgulu Çelik Kazıklar

Beton çelik kazıklar (Resim 4.) çakma işleminin kolayca gerçekleştiği zemin (kum, kil, çakıl veya ayrışmış kaya)  ya da gerçekleşmediği zemin (ayrışmamış ve ayrışmış kaya)  durumlarının her ikisi için de kullanılır. Beton çelik temel tercihi genel olarak çakılabilir zayıf zeminlerde kazık taşıma gücünü artırmak için kullanılır, kayada ise durum biraz daha farklıdır. Kayada kullanım amacı betonarme tekil temel tercih edilmeyen durumlarda kayada karotlama işlemi ile delik açılır, bu delik içine çelik profil yerleştirilir ve daha sonrasında beton dökülür, betonun işlevi çelik kazık ile kaya arasında aderansı sağlamak, sistemin durabilite ve korozyon performansını artırmaktır. 

Resim 4. Güneş enerji santrallerinde beton çelik kazık uygulaması


Genser Mühendislik
İzmir, 2016