29-YILDIRIMDAN KORUNMA ÖNLEMLERİ

Rüzgâr santralinin bütün ekipmanlarının kesintisiz bir topraklama sistemine bağlanması gerekir. Bu topraklama sistemine, ara istasyonlar, transformatörler, kuleler, rüzgâr türbin jeneratörleri ve elektronik ekipmanlar da dahil edilmelidir. Bu uygulama, genelde çıplak bir iletkenin, güç toplama kablosu boyunca eklenmesi sonucunda, rüzgâr santralı tesisindeki tüm ekipmanların hem birbirine bağlanmış olmasını sağlar hem de uzun yatay bir elektrot görevi yaparak topraklama sisteminin direncini azaltır. Bir rüzgâr santralinde topraklama sistemi, hem 50/60 Hz elektrik şebekesi akım frekansları için, hem de tipik olarak 10 µs’den daha az yükselme süresi olan yıldırım düşmelerine karşı etkin şekilde çalışabilmelidir. Bütün rüzgar türbinlerinde temelinde topraklama yapılması gereklidir. Topraklama çubuklarının yerine zemin özelliğine göre topraklama ağı tesis edilebilir.

Rüzgar türbini içerik olarak; potansiyel dengeleme ve ekranlama gibi yıldırım ve aşırı gerilim koruma modülleri ile korunabilen değişik EMC koruma bölgelerinden oluşur. Bakım, yıldırım ve aşırı gerilim koruma maliyetleri azalmış ve denizlerde kurulan rüzgar alanlarındaki güçlü türbinlerin artışı kabul edilebilir hale gelmiştir. Birkaç yıl önce üreticiler küçük güçte türbinler üretirken, bugün 7 MW ve daha büyük güçlere yönelmiş durumdalar. Bu türbinlerin verimli çalışabilmesi için, rüzgarın daha güçlü ve sabit olması ile birlikte daha büyük türbin göbeğinin olması gereklidir. Büyük türbin göbeği ve türbinlerin kıyıdan denize yönelmesi, enerjinin üretimi ve şebekeye iletilmesini daha güvenilir hale getirmektedir. Rüzgar türbinlerinin bileşenleri çeşitli şekillerde korunmuştur:

Bıçaklar

Bıçaklar yıldırım çarpmasının kendisinden yüzeysel kaynak işaretleri dışında herhangi bir hasar bulgusu göstermeden 200 kA değerindeki akımlara kadar laboratuvarda test edilmiş adanmış bir koruma sistemiyle korunmaktadır. Her bıçakta bir yıldırım sonlandırma pedi sistemi vardır. Pedler her iki tarafta bıçak yüzeyinin hafif üzerine doğru çıkıntı yapar. Bıçak içinde bulunan esnek bir aşağı iletken, pedlerden ana gövdeye bir iletken olarak kullanılan rotor göbeğine bir iletme yolu sağlar. Göbek içinde bulunan elektriksel ve hidrolik ekipman, göbeğin kendisinin Faraday kafesi tarafından tamamen korunmaktadır.

Nasel

Kanopi, nasel için bir Faraday kafesi olarak görev yapan 5 mm çelik plaka içinde üretilmiştir. Kanopi arka kısmındaki meteorolojik aletler, bu aletlerin çok üzerine projeksiyon yapan ayrı bir paratoner sistemiyle korunmaktadır. Tüm ana bileşenler etkin şekilde topraklanmıştır ve kontrolör içindeki kabarma koruma cihazları yakındaki yıldırım düşmelerinin etkilerinden geçici koruma sağlar.

Kontrolör

Koruma cihazları türbin kontrolörünü korur. Cihazlar doğrudan yıldırım çarpması durumunda patlamayı önlemek için mekanik aşırı yükleme korumasıyla kurulmuştur. DIN rayları, dolap kapıları ve bileşenler gibi tüm metal kısımlar etkin şekilde topraklanmıştır.

KAYNAK: Rüzgar Türbinlerinde Topraklama Ve Yıldırımdan Korunma Sistemleri Mustafa Kemal Avşaroğlu, Tuğcan Tekin, Sevim Serindağ