Rüzgar enerjisi ve hidrolik güç bağlantılı mı? Hidrolik endüstrisinden veya ilgili değilseniz, cevap “Hayır” olacaktır. Ancak gerçek şu ki, hidrolik, rüzgar türbinlerinin çoğunun çalışmasında kilit bir rol oynuyor. Bildiğiniz gibi rüzgar enerjisi türbin kanatlarının dönmesiyle üretilir. Aynı zamanda ton ağırlığındaki kanatların dönmesi için bu türbine hidrolik güç uygulanmaktadır. Hidrolik, rüzgar türbinlerine güç sağlamak için tek çözüm değildir. Elektrik gücü de bu işlem için kullanılabilir. Genellikle elektrikli cihazlar, hızı 2,5 MW’ın altında olan küçük rüzgar uygulamaları için uyarlanırken, hidrolikler her tür rüzgar uygulamasında uygulanabilir.
Hidrolikler neden rüzgar türbini sistemlerinde daha çok tercih ediliyor? Hidrolik, elektriğe göre birçok avantaja sahiptir. En önemli faktör, hidrolik sistemin daha güvenli, güvenilir ve uygun maliyetli olmasıdır. Ayrıca, hidrolik cihazlar nispeten daha hafiftir ve titreşimleri büyük ölçüde azaltır. Böylece daha az titreşime sahip sistemler, bileşenlerin erken arızalanmasını azaltacak ve sistemin üretkenliğini ve ömrünü iyileştirecektir.
Rüzgar türbinlerinde hidroliğin en önemli işlevleri arasında hatve ayarı, yalpalama ve rotor frenleme, soğutma ve yağlama ve güç aktarımı yer alır. Rüzgar türbinleri için tonlarca ağırlıktaki kanatların dönüşünün kontrol edilmesi gerekmektedir. Yüksek rüzgar hızında kanatlar daha hızlı dönecek ve türbine zarar verecektir. Bu sorun, hatve açısı ayarlanarak ve fren kontrolü kullanılarak çözülebilir.
Rüzgar gücünü elektriğe dönüştürmek için farklı diğer bileşenlerle birlikte bir aktarma organı gereklidir. Daha büyük türbinler için, hatve açısını düzenlemek çok önemli bir görevdir. Bu eğim açısı ayarı için türbin sistemi, hidrolik pompalar, motor, rezervuar ve diğer bileşenlere ihtiyaç duyar. Pompa, motor ve diğer ilgili bileşenler motor bölmesine (tüm üretici bileşenleri kapsayan muhafaza) monte edilmiştir. Piston ise göbeğe (bıçakları ana mile bağlayan) monte edilmiştir. Rezervuardan gelen sıvı, sabit ve dönen taraflar arasındaki döner bağlantıdan geçirilecektir.
Aktarma organlarının birincil sorumluluğu, değişken açısal hız değişken tork giriş milini sabit açısal hız değişken tork çıkış miline dönüştürmektir. Bunun için türbin sabit deplasmanlı bir pompa ve değişken deplasmanlı bir motor kullanır. Pompa rüzgar türbini tarafından tahrik edilecek ve motor bir servo değişken silindir tarafından kontrol edilecektir. Rüzgar enerjisi transferi, hortumların ve boruların içindeki hidrolik akışkanın mekanik giriş enerjisinin etkisiyle basınç alması ve hidrolik motora aktarılması ile gerçekleşir.
Rüzgar türbinlerinin önemli uygulamalarından bazıları aşağıda tartışılmaktadır.
Hidrolik Hatve Sistemi: Rüzgar enerjisi üretimini optimize etmek için rotor kanatlarının hatve açısının ayarlanması önemlidir. Bunun için rüzgar türbinlerinde hidrolik hatve sistemi kullanılmaktadır. Hatve açısı ayarlanarak, kuvvetli rüzgar sırasında rotor kanatlarına binen yük ve yapısal arıza riski azaltılabilir. Hatve silindiri, hatve akümülatörü, güç ünitesi ve kontrol paneli hidrolik hatve sisteminde önemli parçalardır. Bunlar arasında adım silindiri, adım sisteminin gerekli bir parçası olarak kabul edilir. Hatve açısı ayarı dışında, arıza emniyeti fonksiyonu ve kanat pozisyonuna ilişkin geri bildirim, hidrolik hatve sistemi ile yerine getirilen diğer fonksiyonlardır.
Soğutma Sistemi: Diğer aşırı ısınan sistemlerde olduğu gibi rüzgar türbinleri de yüksek sıcaklıklarda istenilen performansı sunmayacaktır. Sistem sıcaklığındaki artışla birlikte sistem aşınması, soğutma sıvısı kaybı, su buharlaşması vb. gibi birçok sorun ortaya çıkacaktır. Bu nedenle hidrolik rüzgar türbininde uygun bir soğutma sistemi seçilmesi gerekmektedir. Cebri hava soğutma sistemi ve sıvı soğutma sistemi, kullanılan iki ana soğutma sistemi kategorisidir. Gerekli sıcaklığı koruyarak rüzgar türbininin en iyi performansı elde edilebilir.
Fren Sistemi: Bir rüzgar türbinindeki fren sistemi, çalışmasını yavaşlatmak ve durdurmak için gereklidir. Hidrolik olarak etkinleştirilen rotor frenleri, sistemi manuel olarak kapatmak için yaygın olarak kullanılır. Rüzgar türbinindeki rotor freni bu işlem için hidrolik basınç kullanır. Üst balataya basınç uygulandığında, fren diski fren balatasına kuvvet uygulayacak ve ardından sistem duracaktır. Sapma freni, hidrolik olarak etkinleştirilen birkaç fren kaliperini içeren başka bir hidrolik fren kategorisidir.
Teni segmentte, hidrolik silindir, konumu sabitlemek ve daha önce oluşturulmuş tünel halkasına cıvatalamak için uzanır.
Sistem ayrıca elektrik motorlarıyla çalışan hidrolik güç üniteleri (HPU’lar) içerir. Tünel delme makinesindeki HPU, uyumlu hidrolik sıvıyı depolayan bir hazneye ve TBM’nin farklı bileşenlerine hizmet eden üç hidrolik pompaya sahiptir. İlk pompa kesici kafanın ileri hareketi için yardımcı olur, ikinci pompa itme, yönlendirme ve devrilme önleyici kanatlara güç sağlar ve üçüncü pompa konveyörlere ve yardımcı devreye güç sağlar.