Rapor: Dev rüzgar santrallerine yönelik kanatlar nasıl yapılıyor?

2007 yılında dünyaca ünlü Vestas firmasının rüzgar türbini kanadı fabrikasının inşası için İspanya'nın Ciudad Real eyaletindeki Daimiel kasabasını tercih etmesi tesadüf değildi. Danimarkalı şirket, Madrid'in 170 kilometre güneyinde bulunan bir bölge için stratejik bir karar aldı. İspanya o dönemde rüzgar enerjisi alanında küresel liderler arasında yer alıyordu. İyi karayolu bağlantıları da, İber Yarımadası'ndaki limanlara veya rüzgar santrallerine giden fazla kargo için çok önemli olan bir rol oynadı.

O dönemde Kastilya-La Mancha özerk bölgesinin liderliği ve Daimiel'deki belediye binası aktif olarak yatırımcıları yeni enerji ekonomisine çekiyordu. Vestas, aynı zamanda işsizlikle mücadele eden bir bölgede yüzlerce iş fırsatı sunarak projeye siyasi destek ve idari işbirliği kazandırdı.

İlk bakışta hoş görünen yerel manzara, zeytinlikler ve meyve bahçeleri ile dönüşümlü olarak sıralanan sayısız asma dizisinden oluşur. Arazinin rengi, üzüm bağlarının yeşili ve mavi gökyüzü ile birlikte güçlü bir kontrast oluşturan koyu sarıdan kırmızımsıya kadar zengin bir tona sahiptir. Bölge aynı zamanda düzlüğü ve açıklığıyla da büyülüyor. Miguel de Cervantes'in Don Kişot adlı romanında İspanya'nın bu bölgesini, uçsuz bucaksız görünen bir ufka sahip, kuru ve rüzgarlı bir yer olarak tanımlayarak meşhur etmişti. Kasabaya vardığınızda birçok tarihi yel değirmenini görebilirsiniz, ancak Daimiel'in çevresi bugün çoğunlukla modern rüzgar enerjisi santralleriyle doludur.

İspanya Başbakanı Pedro Sánchez, bu hafta Salı'dan Perşembe'ye Madrid'de düzenlenen WindEurope 2026 uluslararası konferansında şunları söyledi: “Kırk iki yıl önce, İspanya'da ilk rüzgar çiftliği faaliyete geçti. Beş türbini vardı ve 60 haneye elektrik sağlıyordu. Bugün bir türbin 2.500 haneye enerji sağlıyor ve İspanya'da 22.000'den fazla hane var.” Sadece geçen yıl ülkede 275 yeni rüzgar türbininin daha devreye alındığını da sözlerine ekledi. Sánchez, “Rüzgar enerjisi sektörü tek başına halihazırda İspanya'nın GSYH'sinin yüzde 0,25'ini temsil ediyor ve 40.000 kişiye istihdam sağlıyor.” diye vurguladı.

Daha uzun yapraklar daha fazla enerji üretir

Daimiel'in kuzeydoğu eteklerindeki bir sanayi bölgesinde bulunan İspanya'daki Vestas fabrikasında yaklaşık bin kişi çalışıyor. Çitlerle çevrili ve korunan alanın kenarında, 20 tanesinin üretildiği Çek Cumhuriyeti de dahil olmak üzere dünya çapında binlerce parça halinde monte edilen V90 rüzgar türbininin daha eski ama başarılı bir modelinin 44 metre uzunluğundaki kanadı sergileniyor. Bugün artık üretilmiyor, yerini EnVentus platformundan (6MW) ve 4MW'dan kanat uzunluğu 70 ve 80 metreyi aşan V136, V150 veya V163 gibi yeni modeller aldı. Rüzgar türbininin gücü, rotorun tanımladığı alanla doğru orantılıdır. Yaprağın uzunluğundaki küçük bir artış bile yakalanan enerjide bir sıçrama anlamına gelir.

Tamamlanmış yeni bir levha dev üretim salonunun önünde taşınmayı bekliyor. Fabrika müdürü Roberto Meiriño Alvira, uzunluğunun 74 metreye ulaştığını doğruladı. Taşıma sırasında yalnızca kanadın kökünün rüzgar türbininin rotor göbeğine bağlandığı yerde bulunan büyük bir bileşen olan kanat dönme yatağı sarılır. Çarşafın kendisi varış noktasına yolculuğu sırasında herhangi bir folyo ile korunmaz.

Yönetmen gülümseyerek şunu ekliyor: “Anlamsız olurdu. Burada götürülmeyi beklediği kısa süre içinde birkaç yeri kuşlar tarafından işaretlendi. Ancak rüzgar türbininin çalışması sırasında çarşafa kuş pisliği ve diğer her şey daha birçok kez bulaşacak.”

Masif açık gri üründe bir dizi sivri diş dikkat çekiyor. Yönetmen Meiriño amaçlarını şöyle açıklıyor: “Bu sivri uçlara teknik olarak testere dişi arka kenarlar denir. Bir fırıldağın tipik ıslığı, üstten ve alttan gelen hava akışının buluştuğu bıçağın arka kenarında meydana gelir. Sivri uçlar bu hava girdaplarını parçalayarak gürültüyü azaltır.” Bu “dişler” aynı zamanda kanattan çıkan hava akışının daha iyi yönlendirilmesine de yardımcı olur, bu da hava direncini azaltır ve rüzgar türbininin daha düşük rüzgar hızlarında bile daha verimli çalışmasına olanak tanır. Uzmanların bu fikri baykuşlarda test ettiği söyleniyor. Bunların kanatlarının kenarlarında neredeyse sessizce uçmalarını sağlayan benzer ince çıkıntılar vardır.

Ayrıca gelecekteki türbin kanadının dar ucunda yer alan üç kırmızı çizginin de kendi nedenleri var. Dönen kanatların, görüş mesafesinin azaldığı veya karanlıkta bile uçaklar, helikopterler veya acil servisler tarafından açıkça görülebilmesini sağlarlar. Konumları ve genişlikleri belirli ülkelerin havacılık otoriteleri tarafından kesin olarak tanımlanmaktadır.

Devasa üretim laboratuvarları

Bir rüzgar türbini kanadının üretilmesi genellikle 24 ila 48 saatlik saf zaman alır. Bir grup gazeteciye Daimiel'deki fabrikada üretim sürecinin bir kısmını görme fırsatı verildi ancak yaklaşık 33.000 m2 yani yaklaşık 5 futbol sahasına yayılan tüm objeleri gezmek bir sabahta mümkün değil. Üretim tesisine girmeden önce idari binada güvenlik eğitimi almak gerekiyor, ardından koruyucu ekipman, sinyal yeleği ve yanmaz özel ayakkabılar devreye giriyor ve son olarak her ziyaretçi cep telefonunu geçici depo odasına teslim ediyor.

Rüzgar türbini kanatlarının üretimi, modern mühendislik ve kompozit malzemelerle çalışmanın birleşimidir. Küreklerin muazzam bir çekişe dayanması ve aynı zamanda hafif olması gerektiğinden, bu klasik kemer üretiminden ziyade dev ölçekte hassas bir işçiliktir. Daimiel'deki üretim salonları klasik fabrikalardan ziyade devasa ve steril laboratuvarları andırıyor. İş sesleri modern müzik tarafından bastırılıyor. En güçlü izlenim, uzunluğu 70 ila 80 metreyi aşan küreklerin kullanıldığı devasa açık alandan geliyor. Çok yüksek tavanlar, gerektiğinde neredeyse hiç ses çıkarmadan hareket eden düzinelerce güçlü köprü vinciyle donatılmıştır.

Salonda bir geminin kesilmiş gövdesini andıran devasa çelik formlar hakimdir. Çiftler halinde düzenlenirler; biri bıçağın üst kısmı, diğeri alt kısmı için. Direktör Meiriño, kalıplardan birini işaret ederek, “Şu anda V163 ve EnVentus V150 olmak üzere iki tür türbin için haftada 18 sayfa üretiyoruz” diyor.

Birkaç çalışan aracın içini parlatıyor, başka bir işçi ise bir parçayı ayırıcı maddeyle kaplıyordu. Bu çalışmanın amacı bitmiş bıçağın yapışmasını önlemektir. Formlar hazır olduğunda laminasyon başlayabilir, yani cam elyaf kumaş katmanlarının yerleştirilmesi, en büyük modellerde sertliği arttırmak için karbondur. Bu kesinlikle anahtar teknolojidir.

Rüzgar türbini kanatları, hafif rüzgarlarda bile dönebilecek kadar hafif olmalı, ancak aynı zamanda sert rüzgarlara ve kendi ağırlıklarına deformasyon olmadan dayanabilecek kadar sert olmalıdır. Ana mekanik yükü taşıyan kritik yerlere sözde kirişler yerleştirilir. Aşırı ağırlık olmadan kalınlık ve sertlik elde etmek için laminat katmanları arasına ilave hafif malzemeler yerleştirilir.

Yönetmen, beyaz plastikle dikkatlice sarılmış olan tabakayı işaret ederek, “Tüm kuru katmanlar yerleştirildikten sonra, tüm kalıp plastik ambalajla hava geçirmez şekilde kapatılır.” Daha sonra vakum pompaları kullanılarak kalıptan hava emilir ve ardından vakum kullanılarak sıvı epoksi reçinesi kalıp içine enjekte edilir. Vakum sayesinde her çatlağa nüfuz eder ve böylece bıçağın kırılmasına yol açabilecek hava kabarcığı oluşmaz. Bunu, kalıp belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında pişirme takip eder; bu, reçineyi sertleştirir ve kompozite nihai gücünü verir.

Kompozit malzemelerin katılaşması sırasında uygun kimyasal reaksiyonlar için gerekli olan, salonda sabit bir sıcaklık ve nem korunur. Laminattaki küçük bir toz zerresi bile bıçağın yapısını zayıflatabileceğinden burada yüksek düzeyde temizlik sağlanır. Kumlama veya reçine uygulaması yapılan alanların üzerine masif hava tahliye ve filtreleme sistemleri kurulmaktadır.

Her iki kabuk (üst ve alt) tamamlandığında kenarlarına ve içeriye yerleştirilen destek yapılarına güçlü bir yapıştırıcı uygulanır. Üst kalıp mekanik olarak alt kalıp üzerine çevrilir ve iki parça tutkal sertleşinceye kadar birbirine sıkıca bastırılır. Bu, içi boş ama son derece güçlü bir monolit oluşturur.

Kalıptan çıkarıldıktan sonra birleşim yerlerindeki fazla malzeme alınır ve yüzey mükemmel bir şekilde düzeltilir. Daimiel'de anahtar işleme de yapılıyor. Bıçak kökünün yatağa oturması için tamamen düz olması gerekir. Buraya daha sonra kuleye montaja olanak sağlayacak yüzlerce bağlantı elemanı da monte edilmiştir.

Bıçağın ucuna ve ön kenarına, onu yağmur, kum veya böceklerin neden olduğu erozyona karşı korumak için özel katmanlar uygulanır. Son olarak boyama aşamasına gelinir, böylece bıçak UV korumalı son beyaz veya gri kaplamaya sahip olur. Her ürün, laminattaki gizli kusurları arayan, ultrason veya röntgen de dahil olmak üzere sıkı testlerden geçer.

Lojistik bir somun olarak taşımacılık

Dev ürünler, daha önce bahsedilen vinçler veya uzaktan kumandalı özel şasiler tarafından taşınmaktadır. Ancak her şey yavaş yavaş ve milimetrik hassasiyetle gerçekleşir. Kalıba veya başka bir bıçağa gelecek herhangi bir darbe milyonlarca kronun zarar görmesi anlamına gelecektir.

Seksen metrelik rüzgar türbini kanatlarının İspanya'nın iç kesimlerinden limana veya doğrudan kurulum sahasına taşınmasının lojistiği çoğu zaman üretimin kendisinden çok daha uzun sürüyor. Uygulaması birkaç gün sürebilen ve çoğu zaman geceleri gerçekleşen, kesin olarak planlanmış bir askeri operasyonu andırıyor.

Bununla birlikte, sıradan bir kamyon yeterli değildir, çoğunlukla özel uzatılabilir alçak yükleyiciler kullanılır; bunlar hareketsiz durumdayken nispeten kısa olabilir, ancak kepçeyi yükledikten sonra 80 metrenin üzerinde bir uzunluğa kadar genişlerler. Arka akslar yönlendirilebilir. Yarı römorkun ucunda, bazen fiziksel olarak, bazen de aksların tekerleklerini traktörden bağımsız olarak döndüren uzaktan kumanda aracılığıyla arka sürücü oturur. Bu, kitin normal bir kamyonun sığmayacağı köşelerden geçmesine olanak tanır.

İspanyol dağlarının zorlu arazilerinde veya dar köylerde kürek kaldırıcı adı verilen araç kullanılır. Yayıncılar için gizli bir silah. Bıçak yatay olarak yerleştirilmemiştir, ancak 60 dereceye kadar bir açıyla kaldırılabilmesi sayesinde dev bir hidrolik bağlantıya sabitlenmiştir. Bu, etkili uzunluğu önemli ölçüde kısaltır. Adaptör, bıçağın eksen etrafında 360 derece döndürülmesini mümkün kılar, bu da yelken efekti olarak adlandırılan etkiyi ortadan kaldırmak için önemlidir. Rüzgar hızı bu ulaşımda kritik bir faktördür. Eğer “taze rüzgar” (saniyede 10 ila 12 metreden fazla hız) varsa taşımanın durdurulması gerekir. Yükseltilmiş bıçak dev bir kanat gibi hareket eder ve tüm iniş takımını çevirebilir.

İspanya rüzgar enerjisinde Avrupa lideri haline geldi; rüzgar, ülkedeki en güçlü elektrik kaynağı konumunu istikrarlı bir şekilde savunuyor. İspanyol rüzgar santrallerinin toplam kapasitesi 31 gigawatt'ı aşıyor.

Ülkenin Başbakanı Pedro Sánchez bu hafta Madrid'de, “Çoğu Avrupalı ​​gibi İspanyolların da ayaklarının altında büyük petrol veya doğalgaz rezervleri yok. Ama başımızın üstünde güneş ve rüzgar var. Gerçek bir hazine. Anlaşılması zor nedenlerden ötürü on yıl önce kötü muameleye maruz kalan bir hazine.”