10-TÜRBİN KANADI ÜRETİM AŞAMALARI

Günümüzde özellikle 100 metreye varan uzunluklara yaklaşan kompozit rüzgar türbin kanatlarının üretimleri temel olarak vakum infüzyon metodu ile gerçekleştirilmektedir. Rüzgar türbin kanadı rüzgarı ilk karşılayan basınç kabuğu ve basıncın daha düşük olduğu emme kabuğundan oluşur. Basınç ve emme kabukları ana kabuklar olarak da adlandırılırlar. Öncesinde ayrı olarak üretilen yük taşıyıcı ana kuşak, kök kısmındaki kalınlığı arttırıcı kök gibi prefab parçaları içeren ana kabuklar, burulmaya karşı direnci sağlayan ana omurga ve destekleyici ek omurgalar ile bir araya getirilerek kompozit türbin kanadını oluştururlar. Rüzgar türbin kanadından enlemesine kesitler alındığında şekilde görülen aerofoil adı verilen yapılardan oluştuğunu görürüz.

Türbin kanatları çok katmanlı kompozit sandviç yapılardır ve dış sahada maruz kalacakları çeşitli yöndeki dış yüklere uygun şekilde belirlenmiş çok yönlü dizilimlere sahip cam elyaf kumaş, karbon elyaf kumaş, düşük ağırlıklarına rağmen bükülme dayanımı yüksek genellikle PVC, PET paneller ve tropik bir ağaç olan balsa ağacı paneller gibi çeşitli yapıda malzemelerden oluşurlar. İlk olarak oda sıcaklığının biraz üzeri bir sıcaklıkta şartlandırılan tüm malzemeler operatörler vasıtası ile müşteri toleranslarına uygun olacak şekilde kalıp yüzeyine serilir. Dar müşteri toleranslarına uyumlu çalışabilecek bir serim operasyonunu güvence altına almak adına destekleyici lazer görsel sistemler kullanılır. Malzemelerin serimlerinin tamamlanması sonrasında, reçinenin büyük geometriye sahip parçanın her bölgesine yayılımı sağlanacak şekilde üretimi için oluşturulan infüzyon planına uygun şekilde çok sayıda farklı lokasyonlara reçine kanalları, hava emiş kanalları, reçine dağıtımını destekleyici fileler, polimerik filmler ve sıkı bir vakumu güvence altına alacak vakum film serimleri gerçekleştirilir. Tüm hazırlıkları tamamlanan sisteme vakum kaçak testi onayı sonrası makineler vasıtası ile reçine iletilir ve tüm malzemelerin reçine ile tamamen dolumu sonrasında kalıp sıcaklıkları yükseltirilerek reçinenin kürlenip parçanın sertleşmesi sağlanır. Sertleşen bu yapı kimyasalın yapısından ötürü termosettir ancak rüzgar enerji sektöründe kullanılan malzemelerin geri dönüşümün arttırılmasına yönelik belirlenen yeni politikalar gereği kimyasal firmaları rüzgar türbin kanatları için yeni nesil termoplastik reçine geliştirme çalışmalarını hızla sürdürmektedir. Ana kabuklar omurga haricindeki termoset yapıya dönmüş tüm diğer prefab kompozit parçalar ile hiç reçine temas etmemiş bahsi geçen malzemelerin bir araya getirilmesi ile üretilirler. Omurgalar ise ilgili taşıma sistemleri ile ana kabuklardan birinin (genellikle emme kabuğu) üzerine getirilip dik bir şekilde güçlü yapıştırıcı kimyasallar vasıtası ile yerleştirilir. Daha sonra birleşim bölgelerine yapıştırıcı kimyasallar sürülü 2 ana kabuk, hidrolik tahrikli sistemler vasıtası ile bir araya getirilir. Bu yapışma bölgeleri kritik önem arz ettiğinden tahribatsız ultrasonik muayene teknikleri ile kesit kalınlık kontrolleri yapılıp uygunluğu kayıt altına alınır. Toleranstan sapma yapan kalınlıklar için uygun tamir metodu gerçekleştirilerek rüzgar türbin kanadı müşteri onayına sunulur.

Kalıplar üzerinde ana yapısı oluşan kompozit rüzgar türbin kanadı taşıyıcı ekipmanlar vasıtası ile birtakım yüzey rötuş ve müşteri isteklerine bağlı değişkenlik gösterebilen aksesuar yerleşimlerinin gerçekleştirileceği “Sonlandırma Holü”ne gönderilir. “Sonlandırma Holü”nde öncelikle kanadın kalıpta üretiminden kaynaklı ortaya çıkan fazlalıkları kesilerek atılır. Sonrasında türbinde bağlantı yapılacak kısımlara ait delim ve saplama-somun yerleşim işlemleri gerçekleştirilir (Bazı kanat tiplerinde deliklerin direk içlerinde olduğu hazır kompozit parçalar kanadın ilk üretiminde kök kısmına yerleştilir). Kök yüzeyinde türbine yerleşim sırasındaki uygunluğun tespiti için düzlemsellik ölçümleri alınır. Tüm kanadın yüzeydeki kusurlar ilgili kimyasallar kullanılarak rötuşlanır, boyanır. Müşteri isteğine bağlı değişkenlik gösterebilen aksesuarlar yerleştirilir. Son olarak aynı türbine yerleştirilecek uygun kanatların belirlenmesi için tartımları alınarak 3’erli setleri belirlenip tırlar ile nakliye edilebilecekleri taşıma fikstürlerine yerleştirilirler.

Kaynak: Nur KARAŞAHİN- TPI Composites