Rüzgâr Santrallerinde Reaktif Enerji Kompanzasyonunun Optimize
Transkript
Rüzgâr Santrallerinde Reaktif Enerji Kompanzasyonunun Optimize
Rüzgâr Santrallerinde Reaktif Enerji Kompanzasyonunun Optimize Edilmesi Günümüzün Şebeke Koşulları ve Mevzuat Gereksinimlerinin Karşılanması Bu rapor American Superconductor Corporation tarafından hazırlanmıştır Dinamik VAR Teknolojisi Rüzgâr Santrallerinde Şebeke Bağlantı Koşullarını Nasıl Sağlıyor? Özet üzgâr enerjisi, Amerika Birleşik Devletlerinde ve dünyanın bütün ülkelerinde en hızlı gelişen elektrik kaynaklarının başında gelmektedir. Rüzgâr enerjisinin her gün daha artan önemi eskiye göre daha titiz incelemeleri ve daha katı işletme standartlarını gerekli kılmıştır. Rüzgârdan elektrik enerjisi elde etme çalışmalarının butik boyutlarından tam gelişmiş enerji santrallerine dönüşmesine bağlı olarak, genel şebeke gerilimi regülasyonunu ve dinamik voltaj kararlılığı ile ilgili enterkonnekte sistem koşullarını karşılamak için endüstrinin daha akıllı ve daha uygun çözümlere ihtiyacı olduğu anlaşılmıştır. Reaktif Volt-Amper (VAR) teknolojisindeki gelişmeler, yeni uygulama ve hizmetlerle birlikte, geleneksel voltaj ve güç faktörü kontrol yöntemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırmakta ve rüzgâr enerjisi konusunda geliştirme çalışmaları yapanlara günümüzün çok katı ve özel enterkonnekte bağlantı koşullarına uyum sağlama olanağı sunmaktadır. Bu rapor, bir rüzgâr santralinde voltaj ve güç faktörü kontrolü ve şebeke bağlantısı ile ilgili altyapı konularını, American Superconductor (AMSC®) tarafından geliştirilmiş bir dinamik reaktif kompanzasyon sisteminin kurulmasını da içeren, mevcut çözüm alternatiflerini ve işletimsel görüşleri ele almaktadır. Geçmişte, rüzgâr santrali işletmecileri şebeke bağlantı noktasında voltaj regülasyonu için mekanik olarak devreye girip çıkan kondansatör bloklarını kullanmaktaydılar. Ancak, bu geleneksel yaklaşım, rüzgârın çok fazla ve sürekli olarak değişen doğası nedeniyle, rüzgâra bağlı elektrik enerjisi için çok uygun değildir. Bunun iki ana nedeni vardır: Birincisi, rüzgâr türbinleri, özellikle endüksiyon jeneratörlü olanlar, şebekeden büyük miktarlarda reaktif güç (VAR) çekerler. Bu da, voltaj seviyesinin mevzuatın R belirlediği sınırlar içinde tutulabilmesi için sık sık düzeltici işlemlere başvurulmasına neden olur. Rüzgâr enerjisinin değişken olmasına karşın, kondansatörler yalnız belirli miktarlarda reaktif gücü (VAR) kompanze edebilirler ve devreden çıktıktan sonra, yüklenmiş olan elektrik enerjisinin boşalabilmesi için, tekrar devreye bağlanmadan önce 5 dakika bekletilmeleri gerekir. Bu nedenle, yalnız kondansatör bloklarını kullanarak uzun bir süre optimum düzeyde reaktif kompanzasyon sağlamak her zaman mümkün olamamaktadır. Íkincisi, bazı durumlarda, voltaj seviyesini regüle etmek üzere kondansatör bloklarının devreye girip çıkmasının türbinin dişli kutusunda aşırı zorlanmalara neden olduğu bildirilmiştir. Kondansatör blokları, tipik olarak, programlanmış voltaj seviyesi kontrolleri için kullanılabilecek en ekonomik seçenektir ve hiç şüphesiz ki, birçok rüzgâr santralinde reaktif kompanzasyon sisteminin ana elemanı olmaya devam edeceklerdir. Ancak, sadece kondansatör blokları kullanarak rüzgâr santrallerinin bağlantı koşullarını sağlamak her zaman mümkün değildir. Rüzgâr santrallerinde reaktif kompanzasyonun optimize edilmesi, şebeke ile olan fiziksel bağlantıları, özel bağlantı yönetmeliklerini, şebeke işletmecisi ile iş ilişkilerini, işletme giderleri ve rüzgâr santrali ekipmanlarını içeren geniş bir perspektif gerektirir. Olağanüstü durumlarda, özellikle şebekenin zayıf olduğu yörelerde, yetersiz şebeke bağlantıları rüzgâr santralinin Megawatt çıkış verimini bile etkileyip, rüzgâr santralinin devre dışı kalmasına neden olarak santralin satış gelirlerini de tehlikeye sokabilir. Bu geniş açıdan bakıldığında, bir reaktif kompanzasyon sistemi tasarımlanmadan önce bağlantı noktasındaki şebeke dinamiklerinin çok dikkatle analiz edilmesinin ne kadar önemli olduğu anlaşılmaktadır. Dinamik VAR teknolojisindeki ilerlemeler, yenilikçi uygulamalar ve hizmetler ile birlikte kullanılarak geleneksel voltaj ve enerji faktörü kontrolü yöntemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırıyor ve yatırımcılara günümüzün daha katı ve daha özel bağlantı koşullarını yerine getirme olanağını sağlıyor. 2 Voltaj ve Güç Faktörü Kontrolüne Yönetici Gözüyle Bakış Bu genel bakış bölümü, reaktif kompanzasyonla ilgili temel bilgileri ve sorunları ele almakta ve Dinamik VAR teknolojisinin çözebileceği sorunların ve sağlayacağı avantajların anlaşılması için gerekli alt yapıyı oluşturma amacını taşımaktadır. Küresel Rüzgar Enerjisi Konseyi (GWEC) rakamlarına göre, 2008 yılı sonunda tüm dünyada 120 GWatt kurulu kapasite ile, rüzgar enerjisinin en hızlı gelişen enerji kaynağı olduğu görülmektedir. Tahminlere göre, 2020 yılında dünya çapındaki toplam kapasite 1.000 GWatt’ı aşacaktır. VAR Nedir? Güç, iki bileşenden oluşur; aktif güç ve reaktif güç (VAR). Bir işin yapılmasını (makinelerin çalışması, ışıkların yanması, vs.) sağlayan unsur olan aktif güç, voltaj ile akım aynı fazda olduğunda söz konusudur. Voltaj ile akım arasında faz farkı varsa, aktif gücün yanı sıra reaktif güç de söz konusu olur. Faz farkı 90 derece olduğunda ise gücün tamamı reaktiftir. Her ne kadar reaktif güç gerçek iş yapma olanağı sağlamasa da, sık sık voltajın ayarlanmasında kullanılır. Bir başka deyişle, istenilen voltaj seviyesinin sağlanmasında kullanılan yararlı bir araçtır. Her AC transmisyon sistemi, güç faktörü olarak nitelenen bir reaktif bileşen içerir. Güç faktörü düşük ve endüktif ise (rüzgâr türbininin veya diğer elektrikli cihazların endüktif yapıları nedeniyle), bu durumda VAR’lar şebekeden çıkartılır; bu da sistemin voltajının düğmesine neden olur. Güç faktörü kapasitif ise, şebekeye VAR’lar eklenerek sistem voltajının yükselmesi sağlanır. Kısacası, optimum voltaj seviyesini korumak ve gerçek enerji akışını optimize etmek üzere, gerektiğinde sisteme VAR’lar enjekte ederek veya sistemden çıkartarak güç faktörünü ayarlayabilecek bir yönteme gerek vardır. Voltaj Genel Olarak Nasıl Kontrol Edilir? Geleneksel olarak, VAR’ları kullanarak reaktif gücü kontrol etmenin en kolay ve en ucuz yolu, transmisyon sistemine şönt kondansatörler veya reaktör blokları eklemektir. Her noktada ne kadar VAR’a gerek olduğu hesaplanır ve uygun büyüklükteki kondansatör blokları (genellikle 5 MegaVAR, 10 MegaVAR gibi MegaVAR seviyelerinde) stratejik yerlere yerleştirilir. Kondensatör blokları voltaj dalgalanmalarına bağlı olarak devreye girip çıkarak, ihtiyaca göre, sisteme daha fazla VAR enjekte eder veya sistemden çıkartırlar. Sonuç, şebeke işletmecisinin veya mevzuatın belirlediği toleranslar içinde, sistem voltajının sabit kalmasıdır. Kondansatör Bloklarının Devreye Girip Çıkması Rüzgâr Santrali Ekipmanlarında Zorlanmalara neden olur Her ne kadar VAR kayıplarını dengelemenin en ucuz yöntemlerinden biri olsa da, kondansatör bloklarının devreye girip çıkmaları, bağlı oldukları şebekede veya tevzi hatlarında (baralarda) anî seviye değişmelerine neden olur. Basamak şeklindeki bu değişmeler, rüzgâr türbininin dişli kutusunda anî tork yükselmelerine yol açar. Elektrik enerjisi üretimi için kullanılan rüzgârın çok değişken olma özelliği, bazı durumlarda çok sık devreye giriş çıkışları tetikleyerek dişli kutusunun güvenilirliğini de etkiler. Tüm endüksiyon motorlarında olduğu gibi, birçok endüksiyon tipi rüzgâr jeneratörleri de bağlı oldukları şebekeden rüzgâr hızının değişmesine bağlı olarak değişen miktarlarda reaktif güç (VAR) çekerler. Bu da rüzgâr türbininin şebekeye bağlantı noktasında ve yakın çevresinde kabul edilemez büyüklükte voltaj düşmelerine yol açabilir. Voltaj seviyesini muhafaza etmek için bu reaktif gücün kompanze edilmesi gerektiğinden, büyük bir rüzgâr santralinde günde elli ila yüz kez devreye girip çıkma olayı sık sık yaşanan bir durumdur. Bazı durumlarda bu zorlamalar dişli kutusunda arızalara veya daha fazla servis ihtiyacına neden olabilir. Sapa Yörelerde Durum Daha da Karmaşıktır Kullanılabilecek kondansatör bloklarının büyüklükleri, şebekenin veya bağlanılacak baranın gücüne bağlıdır. Genel bir kural olarak, bir devreye girip çıkma olayının tetikleyeceği basamak şeklindeki ani voltaj değişmelerinin şebeke voltajının belli bir oranından daha düşük (tipik olarak yüzde iki veya daha az) olması istenir. Daha büyük boyuttaki ani bir voltaj değişimi rüzgâr çiftliğindeki trafo merkezinde sorunlar yaratabilir. Bir yandan maliyet kaygısı daha az sayıda ve daha büyük kondansatör bloklarının kullanılmasını cazip kılarken, öte yandan, yerel koşullar o yöredeki şebekenin gücüne bağlı olarak, çok sayıda küçük bloğun kullanılmasını zorunlu kılabilir. Birçok rüzgâr santralinin sapa ve uzak yörelerde bulunduğu ve bağlı oldukları şebekenin çok sayıda jeneratör tarafından beslenmediği düşünülecek olursa, o yöredeki şebekenin genellikle zayıf olduğu da anlaşılacaktır. Voltaj ve Güç Faktörü Kontrolünün Ticari Yanı Bir rüzgâr santralinde voltajın düzenli olmasından sorumlu olan kişi genellikle rüzgar çiftliğinin işletmecisidir. Son yıllarda rüzgâra bağlı elektrik enerjisi üretiminin yaygınlaşması üzerine, rüzgâr santrallerinin elektrik şebekesine bağlanma koşulları yetkili merciler, bölgesel dağıtım kuruluşları ve güvenilirlik komisyonları tarafından sıkı incelemeye alınmıştır. Amerika Birleşik Devletlerindeki Federal Enerji Düzenleme Komisyonu ve dünyanın 3 diğer ilgili kuruluşları tarafından hazırlanan yeni kurallar ve standartlara göre, rüzgâr santrali işletmecileri rüzgâr santrallerinde voltaj kontrolü ve aşırı akım koruma (LVRT) (voltaj düşmeleri sırasında rüzgâr türbinlerinin şebekeye bağlı kalabilmeleri) konularında, rüzgâr enerjisi endüstrisinin ilk günlerine göre çok daha katı ve daha özel kurallara uymak zorunda kalmaktadır. Bu sorumluluk da rüzgâr santrali işletmecileri ve türbin üreticilerini bu standartlara uymak için projelerine dinamik VAR teknolojisini dâhil etmeye yönlendirmektedir. Kimin sorumlu olduğuna bakılmaksızın, şebeke bağlantı koşullarının etkin ve ekonomik bir şekilde karşılanması tüm tarafların yararına olan bir husustur. Nihai amaç, tabii ki, rüzgâr santrallerinin, kabul edilebilir bir işletme maliyeti ve mümkün olan en yüksek verim ile çalışırken kararlı ve güvenilir bir enerji kaynağı olmalarını sağlamaktır. Ancak, şebekedeki diğer müşterilere iletilen gücün kalitesinin ve şebeke güvenilirliğin de göz ardı edilmemesi gerekir. D-VAR® Sistemleri: Rüzgâr Santrali Uygulamaları için Ìdeal bir Strateji Son yıllarda, AMSC’nin D-VAR teknolojisi rüzgâr santralleri ile ilgili şebeke bağlantı koşullarının karşılanmasında tercih edilen yenilikçi bir çözüm haline gelmiştir. Şebeke bağlantı koşullarını karşılamasının yanısıra, D-VAR sistemi basamak şeklindeki voltaj değişimlerini azaltmak gibi ek işletimsel yararlar da sağlamaktadır. Bunu gerçekleştirirken, hassas bir şekilde belirlenmiş miktarlarda VAR’ları dinamik olarak sisteme ekleyen veya sistemden çıkartan gelişmiş güç elektroniği kullanır ve birçok durumda geleneksel kondansatör bloklarından da yararlanır. Kondansatör bloklarının devreye girip çıkmalarının salt iki konumlu bir işlem olmasına karşın, dinamik voltaj kontrolü, sürekli ayarlanabilen radyo ses şiddeti ayarına benzetilebilir. 4 D-VAR teknolojisi, iki yönlü bir amortisör gibi çalışarak, bir yandan VAR gereksinimine ve/veya rüzgar santrallerinde ortaya çıkan voltaj kontrolü konularına bir çözüm bulurken diğer yandan da transmisyon hatlarında oluşan genel voltaj kesilmelerinde hassas rüzgar türbini jeneratörlerinin de devreden çıkmalarını önleyerek şebeke bağlantısı koşullarını sağlayan ekonomik bir strateji sunmaktadır. Bazı durumlarda rüzgâr türbini jeneratörlerinin devrede tutulması günümüzün santrallerinde bir büyük sorun oluşturmaktadır ve yalnız bu sorunun halledilmesi için bile dinamik VAR teknolojisinin kullanılmasına değer. Rüzgâr santrali işletmecileri için D-VAR çözümü, standartlara uyum sağlamanın yanısıra, bazı önemli yan avantajlar daha sunmaktadır. Dişli kutularında devreye girip çıkmalardan kaynaklanan zorlamaların ortadan kaldırılması genellikle bakım gereksinimini azaltır ve donanımın ömrünü uzatır. Ayrıca, kolektör barasında ani voltaj kesintileri azaldığı için, bu çözüm, yüksek veya düşük voltaj durumlarında rüzgâr santralinin aşırı akım korunma yeteneğinin gelişmesini sağlar. Bu özellik megavat verimini en yüksek düzeye çıkartarak gelirleri yükseltir. D-VAR sistemi, şebeke işletmecileri için büyük VAR gereksinimlerini ve kompanzasyon uygulanmamış rüzgâr santrali işletmelerinden kaynaklanan voltaj dalgalanmalarını ortadan kaldırır. Bu sistemin voltajı dinamik bir şekilde kontrol etme özelliği nedeniyle, şebekeden bakıldığında, rüzgar santralleri, daha çok sıredan bir senkron jeneratöre benzerler. Bu özellik, voltajı kontrol etmek amacıyla kondansatör blokları kullanma ihtiyacını azaltır, hattâ tamamen ortadan kaldırır. Kondansatör bloklarının gerekli olduğu durumlarda, daha az sayıda daha büyük değerli ünite kullanarak çözüm sağlanabilir. Bu da şebeke işletmecisi için daha düşük maliyet, basamak şeklindeki ani voltaj değişmelerinin D-VAR sistemi tarafından dengelenmesi ve kondansatör bloklarının pürüzsüzce devreye girip çıkmalarının sağlanması anlamına gelir. Patentli D-VAR sistemleri, entegre kontrol sistemleri ile birlikte, rüzgâr santrali tesisleri için isteğe göre özel olarak tasarımlanabilir. Örneğin, küçük bir D-VAR cihazı (8MVA kapasiteli) bir rüzgâr santralinde etkin voltaj ve güç faktörü kontrol sistemi oluşturmak üzere çok sayıda düşük maliyetli orta gerilim kondansatör bloğu ile birlikte kullanılabilir. AMSC ayrıca, doğrudan transmisyon şebekesine bağlanan, yüzlerce megaVAR (MVAR) değerinde reaktif kompanzasyona gerek duyan büyük ölçekli çözüm gereksinimlerine yönelik Statik VAR Kompansatör (SVC) teknolojisine de sahiptir. AMSC’nin SVC çözümlerinde tristör anahtarlamalı kondansatör ve reaktör sistemleri ve tristör kontrollü reaktör teknolojisi kullanılmaktadır. D-VAR Sistemleri Nasıl çalışır D-VAR sistemleri, esnek AC transmisyon sistemleri (FACTS) sınıfına giren, dinamik reaktif güç kaynaklarıdır. Şekil 1’de görüldüğü gibi, rüzgâr santralinin kolektör barasına kurulmuş olan D-VAR cihazları sürekli olarak şebeke bağlantı noktasındaki voltajı izler ve gerektiğinde hassas anlık işlemler yapar. D-VAR cihazının değişken çıkışı, tipik olarak voltaj regülasyonu için kullanılan ilk kaynaktır. Ek kompanzasyon gerektiğinde D-VAR sisteminin patentli kontrol sistemi bir kondansatör bloğunu (veya reaktörü) devreye sokup çıkartır. Tam anahtarlama anında, D-VAR cihazı, kondansatör bloğu ile aynı miktarda VAR’ı derhal sisteme enjekte ederek (veya devreden çıkartarak) basamak şeklindeki ani voltaj değişiminin oluşmasını önler. Bundan sonra D-VAR sistemi gerekli miktarda VAR’ı dinamik olarak enjekte ederek ya da devreden çıkartarak normal voltaj regülasyonu işlevine devam eder. Özellikle, D-VAR sisteminin kapasitif ve endüktif özelliklerinden dolayı, normal olarak bir kondansatör bloğunun devreye girip çıkmasına neden olabilecek durumların büyük bir kısmı giderilebilir; kondansatörlerin yıllık devreye girip çıkma sayısı büyük ölçüde azaltılır. Bu sayede, bakım süreleri kısalır ve kondansator bloğu şalterlerinin veya devre kesicilerinin işletme maliyeti düşer. Rüzgâr santrallerinin içinde kullanılmalarının yanısıra, Şekil 2’de gösterildiği gibi, transmisyon şebekesinde normal olarak oluşabilecek voltaj sorunlarında da (voltaj kesintileri veya sıçramaları gibi) D-VAR sistemi rüzgâr santralinin korunmasına yardımcı olur. D-VAR sisteminin algılama ve kontrol düzeneği, rüzgâr santrali kolektör barasındaki veya transmisyon şebekesine bağlantı noktasındaki voltajı sürekli olarak izler. Voltaj, önceden ayarlanmış bir hedefin veya bant genişliğinin dışında yükselecek veya düşecek olursa, D-VAR sistemi derhal devreye girer. Durumu tama- men düzeltmek için yeterli miktarda reaktif güç enjekte ederek veya devreden çıkartarak voltajı arzu edilen sınırlar içinde tutar. Bölgeye Has D-VAR Çözümü Geliştirilmesi Her ne kadar tüm rüzgâr santralleri için geçerli olan bazı ortak faktörler mevcut olsa da, voltaj ve güç kontrolü için bir çözüm belirlenmesinde dikkate alınması gereken her santralin kendine has özellikleri vardır. Bazı rüzgâr santralleri yalnız basit kondansatör bloklarının desteğinden Şekil 1: Bir rüzgâr santraline bağlı tipik dinamik VAR sistemi ve kondansatörler. Şekilde gösterilen dinamik VAR sistemi, tipik bir rüzgâr santralinde voltajın veya güç faktörünün şebeke işletmecisi tarafından belirlenen sınırlar içinde kaldığından emin olmak için kolektör barasını ve/veya transmisyon şebekesi voltajını ve güç faktörünü sürekli olarak izler ve kontrol eder. Sürekli regülasyon, dinamik VAR sistemini tarafından VAR enjekte edilmesi veya devreden çıkartılması ve kondansatör ve reaktör bloklarının kontrollü ve kesintisiz olarak devreye girip çıkmalarının kombinasyonu ile gerçekleştirilir. Sistem ayrıca, transmisyon şebekelerinde genellikle meydana gelen ve rüzgâr türbinlerinin devreden çıkmalarına neden olabilen ani voltaj değişikliklerinin etkilerini de asgari düzeye indirir. Şekil 2: D-VAR sistemi kullanılan 130 MW kapasiteli bir rüzgar çiftliğinde rüzgâr koşullarını değiştirerek elde edile voltaj profiline bir örnek. 5 başka bir şeye gerek duymadan, rüzgâr santralinin VAR gereksinimini karşılayabilecek çok güçlü bir şebekeye bağlanma şansına sahiptir. Diğer rüzgâr santralleri ise, üretimleri transmisyon şebekesini etkilemeyecek kadar küçük olabilir veya daha az katı kuralların uygulandığı minimum MW büyüklüğünün altında kalabilirler. Ancak, rüzgâr enerjisinin temel ekonomisinin iki özelliği nedeniyle bu durumlar oldukça nadirdir. Birincisi: ölçek ekonomisi, şebekenin bölgesel kapasitesine göre daha yüksek kapasiteli, daha büyük rüzgâr santrallerinin kurulmasını desteklemektedir. Ìkincisi ise; doğaları gereği rüzgâr Toplam kurulu güç kapasitesi, yeni rüzgâr türbinleri ve rüzgâr santrallerinin kurulmasına bağlı olarak büyümeye devam ederken, şebeke bağlantı kriterlerine uyumun önemi giderek artmaktadır. santralleri genellikle enerji dağıtım şebekesinin güçlü olmadığı, sapa bölgelerde kurulurlar. Bu etkenlerin sonucu olarak, birçok rüzgar santrali hem yasal bağlantı standartlarına uymak ve hem de optimal işletme koşullarını sağlamak için bir voltaj kontrolü stratejisine gerek duyar. Dikkate alınması gereken etkenler arasında yerel şebeke bağlantısının gücü, rüzgâr santralinin boyutu, rüzgâr türbini jeneratörünün türü ve şebeke işletmecisinin bağlantı şartnamesi yer alır. Voltaj kontrolü için bir strateji geliştirmenin en iyi yolu santrale has bir analiz yapılmasıdır. Bu analiz, şebekenin gücünün ve koşullarının teknik açıdan ayrıntılı olarak incelenmesini ve önerilerin bir rapor halinde sunulmasını içerir. American Superconductor firmasının çok deneyimli şebeke transmisyon planlamacılarından oluşan kadrosu bu inceleme hizmetini, karşılığında bir bedel veya yükümlülük talep etmeksizin sağlarmaktadir. Firma, bu gereksinimlerin karşılanmasının en iyi ve en ekonomik çözümüne yönelik sistem koşullarının anlaşılmasının ilk adımı olduğuna 6 Önde görülen D-VAR cihazı bu rüzgâr santralinin şebeke bağlantı koşullarını sağlamaktadır. inandığı için müşterilerine bu hizmetleri sunmaktadır. Bazı Íşletme Maliyeti Faktörleri Rüzgâr enerjisi tesisleri uzun vadeli yatırımlardır; bu nedenle reaktif kompanzasyon seçeneklerini doğru bir şekilde değerlendirmek için altyapı unsurlarının ilk yatırım maliyeti ile birlikte kümülatif işletme maliyeti de dikkate alınmalıdır. Bu, genellikle giderleri ve verimi de göz önünde bulunduran, sistemin zaman içerisindeki işletme maliyeti hesabını içerir. Bu giderler, reaktif kompanzasyon çözümleri de dâhil, tesisteki ekipmanlarının çalıştırılması için gerekli olan – bedeli ödenecek – güç harcamalarını da kapsar. Örneğin, hemen hemen bütün güç ekipmanlarında olduğu gibi, soğutma da göz önünde bulundurulması gereken bir husustur. Güç elektroniği cihazlarının soğutulmasında kullanılan iki ana yöntem vardır; sıvı ile soğutma ya da hava ile soğutma... Boru tesisatına, bir pompaya, vs. gerek duyulmadığı için hava ile soğutma tabii ki daha az karmaşıktır ve daha basit olan hava soğutma sistemleri bilinen sıvı soğutma sistemlerine göre çok daha az güç çektikleri için işletme ve bakım giderleri de çok daha düşüktür. Dikkate alınması gereken diğer bir husus da kontrol sisteminin esnekliğidir. Bu yalnızca kurlumun başlangıç evrelerinde değil, rüzgâr santralinin işletmeye alınmasından sonraki dönemler için de önemli bir husustur; çünkü bu husus, donanımın rüzgâr santralinin koşullarına ve gereksinimlerine daha iyi uyarlanabilmesini sağlar. Rüzgâr santralinin tasarımlanmasında dikkate alınması gereken önemli bir konu da, rüzgâr türbini imalatçısının ürününü kullanılacağı yere uyarlamaya istekli olmasıdır. Zaman içinde koşulların değişmesine bağlı olarak rüzgâr santralinde değişiklikler yapılması veya santralin büyütülmesi halinde kontrol sisteminin duruma uyum sağlama olanağı da göz önüne alınmalıdır. Ayrıca, tüm benzer donanımlarda olduğu gibi, dinamik VAR cihazlarının da bakım gereksinimleri vardır. Üreticinin bu konuda yeterli düzeyde destek sunabilmesi çok önemlidir. Örneğin, AMSC’nin D-VAR sisteminde olduğu gibi, bazı sistemler üreticileri tarafından, ya çok uygun bir bedel karşılığında ya da yıllık bakım paketi kapsamında 24/7/365 izlenebilmektedir. Bu tür hizmetler rüzgâr santrali işletmecilerine donanımın düzgün bir şekilde çalıştığı ve bekledikleri koruma ve güvenirliğin sağlandığı konusunda güven verir. Diğer hizmetler kuruluma has donanım ve yazılım desteğini de kapsamalıdır. Bakım faktörü ömür boyu süren işletme maliyetinin bir parçasıdır. Özet Günümüzde, şebekenin uzak bölgelerinde bulunan büyük ölçekli rüzgâr santrallerinde eski rüzgar santrallerine göre daha sofistike voltaj kontrol stratejileri kullanılmaktadır. Rüzgâr santrallerinin kendine has durumları ve bilinen “kondansatör blokları ile voltaj kontrolü” yaklaşımının avantajlarının da dikkate alınmasını gerektiren özel işletme koşulları mevcut olabilir. VAR cihazlarının – bazı durumlarda kondansatör blokları ile birlikte – kullanılması alışılagelen çözümlerin birçok olumsuz sonuçlarını da ortadan kaldırır. Bu yaklaşım, rüzgâr santrali tasarımcısı/işletmecisine ve şebeke işletmecisine büyük yarar sağlamaktadır. D-VAR sisteminin rüzgâr santrali için avantajları: • Şebeke bağlantı standartları sağlanmış olur. • Transmisyon şebekesinden kaynaklanan voltaj düşmeleri ve sıçramaları azalır. Bu, rüzgâr santralinin çevrimiçi kalma olasılığını arttırır ve rüzgâr türbini jeneratörlerinin devreden çıkma sorunlarının önlenmesine katkıda bulunur. Bu, aynı zamanda rüzgâr santralinin çıkış gücünün en üst düzeye çıkartılmasına yardımcı olarak gelirin artmasını sağlar. • Yerel ya da uzakta bulunan kondansatör bloklarının devreye girip çıkmalarından kaynaklanan, kademe şeklindeki voltaj değişiklikleri asgari düzeye indirilir veya tamamen giderilir. Böylece dişli kutusunun aşırı zorlanması veya hasar görmesi önlenmiş olur. • Kondansatör bloklarının açıp kapama olaylarının minimuma indirilmesi bakım maliyetlerini düşürür. • Şebeke bağlantısı genel giderleri minimum düzeye indirilir. D-VAR sisteminin şebeke için avantajları: • Büyük miktardaki VAR talepleri ve kompanzasyon uygulanmamış rüzgâr santrali işletmelerinin neden olduğu voltaj dalgalanmaları ortadan kalkar. Rüzgâr santrali kararlı ve pürüzsüz voltaj profilini korur. American Superconductor (AMSC) Hakkında American Superconductor (AMSC), transmisyon şebekelerine ve dağıtım sistemlerine voltaj ve reaktif güç desteği sağlayan D-VAR STATCOM ve STATIC VAR Kompanzasyon (SVC) sistemlerinin üreticisidir. Rüzgâr santrallerine ek olarak, AMSC D-VAR sistemleri voltaj kararsızlığı, güç aktarımı kısıtlamaları ve kararlıdurum voltaj regülasyonu gibi çok çeşitli şebeke sorunlarının çözülmesinde dünya çapında kullanılmaktadır. AMSC, yüksek sıcaklık süper-iletken (HTS) kablolarının ve süper-iletkenli büyük döner makinelerin dünyadaki en önde gelen satıcısı ve dinamik reaktif güç stabilizasyon ürünleri tedarikçilerinin lideridir. AMSC’nin HTS (yüksek sıcaklık süper-iletken) kablo ve güç elektroniği konvertörleri, çok çeşitli yeni elektrik transmisyon ve dağıtım sistemlerinin, iletimin, dinamik reaktif güç stabilizasyonu çözümlerinin de aralarında bulunduğu medikal ve endüstriyel süreç uygulamalarının, büyük gemi tahrik motorları ve jeneratörlerinin, akıllı kontrol edilebilen süper-iletken güç kabloları ve gelişmiş savunma sistemlerinin en önemli bileşenini oluşturur. Firmanın ürünleri, “Dünyanın Elektrik Kullanımında Devrim Yaratma“ temel ilkesi altında yüzlerce patent ve lisans tarafından desteklenmektedir. Daha fazla bilgi http://www.amsc.com adresinde mevcuttur. • Bazı durumlarda transmisyon sistemine, ek kondansatör blokları kurma ihtiyacı ortadan kalkar. • Herhangi bir nedenle iletim kondansatör blokları kurulmuşsa, onların yerel rüzgâr santraline olan etkisi minimum düzeye iner. 7 Dünyanın Elektrik Kullanımında Devrim Yaratma Lütfen www.amsc.com adresimizi ziyaret edin veya sales@amsc.com adresimize e-posta gönderin AMSC Power Systems 8401 Murphy Drive Middleton, WI 53562 USA ph +1 608 831 5773 fx +1 608 831 5793 www.amsc.com AMSC China - Beijing 1829 Capital Group Plaza 6 Chaoyangmen Beidajie, Dongcheng District, Beijing, China 100027 ph +86 10 6554 4943 fx +86 10 8528 2306 www.amsc-china.com AMSC Power Systems Europe GmbH Industriering Ost 66 47906 Kempen Germany ph +49 2152 8909421 fx +49 2152 8909422 www.amsc.com AMSC India 701 Devika Tower 6 Nehru Place New Delhi 110019 India ph +91 11 41617069 fx +91 11 26234422 www.amsc-india.com American Superconductor (AMSC) 64 Jackson Road Devens, MA 01434-4020 USA ph +1 978.842.3000 fx +1 978.842.3024 www.amsc.com © 2010 American Superconductor Corporation. Tüm hakları saklıdır. ABD’de basılmıştır. American Superconductor ve tasarımı, AMSC, POWERED BY AMSC, “Revolutionizing the Way the World Uses Electricity” AMSC’nin ticari markaları, D-VAR ise tescilli ticari markasıdır. Tüm diğer markaların mülkiyeti kendi sahiplerine aittir. WF_WPTRK_A4_0110