Devasa rüzgar santrali rotorlarında plazma işlem – verimli, otomatik, tekrarlanabilir
Rüzgar santralleri rüzgarın kinetik enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çevirirler. Bol rüzgarlı yerlerde bu santraller enerji üretimine büyük katkı sağlarlar. Böyle bir rüzgar santralinin verimliliği onun yapı şeklinin yanı sıra büyüklüğüne de bağlıdır. Günümüzde gücü 10 megavata ve kanat profillerinin uzunluğu 90 metreye kadar ulaşan sistemler kurulmaktadır.
Bir rüzgar santralinin üretimi ve yapımı için gerekli olan teknoloji pek çok bakımdan uçak yapımına benzer. Hem kesit ve mekanik dayanıklılık hem de profil üzerindeki hava akımı uşak kanatlarının tasarımına dayanmaktadır. Özellikle kanat uçlarındaki yüksek çevresel hızlar malzemeye – ses ötesi hıza yakın hava türbülansları veya buzlanma gibi – aşırı derecede yük – aynı havacılıkta olduğu gibi.
Modern rüzgar türbinlerinin üretimi için özel gereksinimler
Yeni nesil rüzgar türbinlerinin tasarımı ve üretimi, aerodinamik verimlilik, dayanıklılık ve çalışma güvenliğini sağlamak için son derece yüksek teknik gereksinimler gerektirir:
- Dönen kütleleri azaltmak için hafif malzemeler
- Aşırı dinamik yükler altında bile yüksek yapısal mukavemet
- Hava akışını optimize etmek için pürüzsüz ve türbülanssız yüzeyler
- Zaman içinde sabit performans için yüksek kalite ve yüzey stabilitesi
Bu gereksinimler, yalnızca GRP (Cam Takviyeli Plastik) ve CRP/CFRP (Karbon Takviyeli Plastik) gibi fiber takviyeli kompozit malzemelerin kullanılmasıyla karşılanabilir. Havacılık endüstrisinde olduğu gibi, atmosferik plazma ile işlem, rüzgar enerjisi sektöründe de son derece etkili bir süreç çözümüdür ve güvenilir, tekrarlanabilir ve modern rotor üretim süreçlerine mükemmel şekilde entegre edilebilen bir yüzey hazırlığı sağlar.
KTP rotor kanatlarının yüzey hazırlığındaki en son teknoloji mekanik pürüzlendirme ve solventlerle temizlemedir. Ancak bu süreç homojen olmayan sonuçlara yol açar, çevreye zararlıdır ve yoğun elle işleme külfeti getirir.
KTP parçaların tipik özelliği, elyafın ve elyaf matrisinin kendi içinde bile ısı iletiminin farklı olmasıdır. Yüksek sıcaklık girişi olan örn. alevle işlem veya lazer işlem gibi ön işlemler yüzeydeki kompozit özellikleri bozabilirler.
Openair-Plasma® teknolojisi ile büyük ölçekli bileşenlere bile sorunsuz bir şekilde plazma işlem uygulanabilmektedir. Bu da rüzgar santralleri için KTP malzemeden rotor kanatları üretilmesinde yeni olanakların önünü açar.
Özellikle de RD2005 plazma nozülüyle olmak üzere Openair-Plasma® işlem, ısı uygulanmadan homojen yüzey aktivasyonu sağlar. Bu plazma aktivasyon sayesinde artan boya adhezyonu ve homojen boya akışı, rotor kanatlarının sürtünmesiz ve yüksek verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar.
PT-Release plazma kaplama: elyaf kompozit bileşenler, ayırma maddeleri kullanılmadan kalıptan çıkarılır (KETP ve CTP)
Rotor kanatları genellikle bir laminasyon işlemiyle KETP ve CTP karma yapıda yarı kabuklar halinde üretilir. Bitmiş bileşenin daha sonra kalıptan çıkarılabilmesi için kalıba ayırıcı bir katman uygulanması kaçınılmazdır. Bu, geleneksel olarak kimyasal ayırma maddeleri ile sağlanmaktadır ve her kalıptan çıkarma işlemi sonrasında tekrar uygulanması gerekmektedir. Kalıptan çıkarma sürecinde bu ayırıcı katmanın kalıntıları bileşene aktarılır. Sonraki boyama işleminden önce bunların hiçbir artık bırakmadan giderilmesi gerekir.
PT-Release plazma kaplama, CRP ve GRP takviyeli plastik malzemelerdeki elemanların çıkarılma süreçlerini önemli ölçüde optimize ederek, üretim sürecinin verimliliğini, yüzey kalitesini ve sürdürülebilirliğini artırır:
- PlasmaPlus® işlemi ile laminasyondan önce kalıpların otomatik ve robotlu olarak kaplanması.
- Kalıbın tüm yüzeyinde eşit ve tekrarlanabilir bir kaplama için polimer kaplamanın kalınlığının hassas kontrolü.
- Yüksek işlevsel dayanıklılık: Tek bir plazma kaplama ile yaklaşık 50 kalıplama döngüsü gerçekleştirilebilir, böylece zaman ve işletme maliyetleri azaltılır.
- Openair-Plasma® ile son temizlik: bileşenin çıkarılmasından sonra ve boyamadan önce, olası kalıntılar tamamen parçalanır ve giderilir, böylece temiz ve sonraki işlemler için hazır yüzeyler sağlanır.
Bu özellikleri sayesinde, Plasmatreat tarafından geliştirilen PT-Release sistemi, rüzgar enerjisi sektörü ve yüksek performanslı endüstriyel uygulamalar için ideal olan, daha güvenilir, otomatik ve çevre dostu kompozit bileşen üretimi sağlar.
Rotor kanatlarında PlasmaPlus® işlevsel kaplama: Daha fazla verim için korozyona karşı koruma ve daha iyi aerodinamik özellikler
Rüzgar santrallerindeki rotor kanatlarının verimliliği için uçak yapımı alanındaki fizik yasalarının aynıları geçerlidir: Havacılıkta kanatların ve gövdenin yüzeyindeki hava sürtünmesi uçağın verimliliğini belirler. Mikro yapılandırma ve son derece hidrofobik ve yapılandırılmış yüzey uygulamaları sürtünme direncini azaltır. Bunun en iyi örneği yunusların su içindeki hareketleridir (yunus derisi).
