GE Renewable Energy, Goldwind ve ZF Wind Power gibi önde gelen firmaların sürdürülebilir rüzgâr enerjisi çözümlerinin geliştirilmesini hızlandırmak için modelleme ve simülasyonun önemini anlattığı 5. Rüzgâr ve Transmisyon Konferansı, 06-07 Nisan 2022 tarihleri arasında çevrim içi düzenlendi. SIMULIA Rüzgâr Enerjisi Endüstri Süreci Uzmanı Steve Mulski, sektör profesyonellerinin; bilgisayar modelleme, simülasyon ve optimizasyonun rüzgâr türbini ve transmisyon performansını, güvenilirliğini ve güvenliğini geliştirmesi üzerine bilgi ve deneyimlerini paylaştığı konferansla ilgili stendustri.com.tr'nin sorularını yanıtladı:
Dassault Systèmes'in SIMULIA markası tarafından 6-7 Nisan tarihlerinde çevrim içi olarak düzenlenen 5. Rüzgâr ve Transmisyon Konferansı’nda küresel rüzgâr enerjisi endüstrisindeki tasarımcılar ve mühendisler bir araya geldi. Katılımcılar, rüzgâr türbini ve transmisyonun performansını, güvenilirliğini ve güvenliğini bilgisayar destekli modelleme ve simülasyon kullanarak iyileştirme üzerine deneyimlerini ve bilgilerini paylaştılar. Konferansın ilk gününde çok gövdeli sistem simülasyonu (multibody system simulation-MBS), akustik, aerodinamik, yapı optimizasyonu, hesaplamalı akışkanlar dinamiği, üretim ve 3DEXPERIENCE Platformu dâhil olmak üzere, rüzgâr türbinleri mühendisliği ile ilgili genel konulara odaklanıldı. Konferansın ikinci gününde ise; transmisyon, çark kanatları ve malzemelerin modellenmesi ve simülasyonu konuları ön plandaydı. GE Renewable Enerji, Goldwind, ZF Wind Power gibi pek çok önemli şirket bünyesinde çalışan yetkililerin sunumları canlı olarak yayınlandı. Böylece katılımcılar, bu şirketlerin enerji endüstrisinde sürdürülebilirliği ve inovasyonu nasıl daha ileri bir boyuta taşıyabildiği hakkında ilk ağızdan bilgi sahibi oldular.
Rüzgâr enerjisi sektörü ile ilgili paylaşabileceğiniz son istatistiksel veriler nelerdir?
Öncelikle rüzgâr enerjisi sektörü büyümeye devam ediyor. Küresel denizden karaya doğru esen (onshore) rüzgâr enerjisi, bu yılın sonuna kadar 750 GW'lık bir potansiyele ulaşacak. Kurulu denizden karaya doğru esen rüzgâr enerjisi kapasitesinin yüzde 43'ünü elinde bulunduran Asya, pazarın lideri konumunda. Asya’yı yüzde 30 ile Avrupa ve yüzde 20 ile Kuzey Amerika takip ediyor. Asya’nın, 2050 yılına kadar küresel kara tipi rüzgâr enerjisi tesislerine hâkim olacağı öngörülüyor. Açık deniz (offshore) rüzgâr enerjisi kapasitesinin, önümüzdeki on yılda 17 ila 90 GW büyüyeceği tahmin ediliyor. Denizden karaya doğru esen ve açık deniz rüzgâr türbini teknolojisinin gelişimi, net sıfır emisyona geçişi hızlandırmaya yardımcı olacak. Bununla birlikte, sağlam ve güvenilir rüzgâr enerjisi sistemleri geliştirme sürecinde aşırı yükleme ve birleşik mühendislik disiplinleri önemli zorluklar yaratmaya devam ediyor.
Rüzgâr enerjisi sektörünün karşılaştığı temel zorluklar nelerdir? SIMULIA Rüzgâr Türbini Mühendisliği çözümü ve 3DEXPERIENCE Platformu rüzgâr enerjisi endüstrisine nasıl fayda sağlıyor?
İklim değişikliği, bugün dünyanın karşı karşıya olduğu en büyük zorluklardan biri olmaya devam ederken, rüzgâr enerjisi çözümün bir parçası olarak gelecekte daha da önemli bir rol üstlenecek. Bununla birlikte, rüzgâr türbini üreticileri ve tedarikçilerinin karşı karşıya olduğu rekabetçi pazar yapısı, kısa geliştirme döngüleri, pahalı fiziksel test prosedürleri ve bölgesel düzenlemeler gibi zorluklar var. Bu zorlukların geneline baktığımızda öncelikle sektör profesyonellerinin, arıza veya planlı bakım nedeniyle harcanan süreleri azaltmaları gerektiğini görüyoruz. Gürültü ve güç kalitesini yönetirken enerji üretiminin artırılması da karşımıza çıkan diğer bir önemli faktör. Başka bir deyişle, enerji üretimini optimize etmek için türbinin performansı iyileştirilmeli. Ayrıca firmalar, uzun geliştirme döngüleri ve katı sertifikasyon koşulları nedeniyle türbinleri daha hızlı geliştirmek ve teslim etmek durumdalar. Üstelik tüm bunlara dikkat etmek zorunda kalan firmaların rekabetçi kalabilmesinin öncelikli yolu Ar-Ge yatırımlarının makul rakamlarda olmasından geçiyor.
Dassault Systèmes'in rüzgâr türbini mühendisliği çözümü, konsept yüklerinden, yüksek doğrulukla bileşen analizine kadar rüzgâr türbini tasarımının tüm yönlerini analiz etmek ve optimize etmek için entegre modelleme ve simülasyon yazılımı sağlayarak bu zorlukların üstesinden gelebiliyor. Yük hesaplamaları ve bileşen optimizasyonu için endüstride kanıtlanmış, tahmine dayalı çok gövdeli simülasyon çözümleri sayesinde önemli maliyet tasarrufları elde ediliyor.
Simülasyon, bir mühendisin hayal edebileceği her hangi bir tasarımın davranışına ilişkin öngörüleri her bir ayrıntı düzeyinde ortaya koyuyor. Performansı en güçlü ve sağlam tasarımları hızla belirleyerek, geliştirme döngülerini hızlandırıyor. Arıza süresi ile bakım maliyetlerini ise önemli ölçüde azaltarak tasarım süreci boyunca keşif ve yeniliğe olanak tanıyor. Ancak rüzgâr türbinlerinin sadece verimli ve sağlam olması yetmiyor, aynı zamanda sessiz olmaları da gerekiyor. Son teknoloji ürünü akışkan simülasyonu kullanılarak, türbin kanatları performansı artırılıyor ve gürültü azaltılıyor. Böylece yasal gereklilikleri karşılamak ve hatta üstüne çıkmak da mümkün oluyor. Rüzgâr tüneli testi, simülasyon üzerinden yapılabiliyor ve çeşitli tasarımlar mâkul bir zamanda, uygun bir maliyetle, verimli şekilde test ediliyor. Sınıfının en iyisi kompozit yerleşim tasarımı ve yapısal simülasyon çözümleri sayesinde yükleri artırmadan, gücü artırmak için en uygun çözüm bulunabiliyor.
Özetle, Dassault Systèmes'in SIMULIA markasının sunduğu kapsamlı simülasyon teknolojileri paketi, bir yandan katı yerel regülasyonlara uymayı kolaylaştırırken diğer yandan enerji maliyetini düşürüyor. Rüzgâr türbinlerinin tasarımını optimize ederek, hızlandırıyor. SIMULIA Rüzgâr Türbini Mühendisliği çözümü, ilk prototip oluşturulmadan önce bile bir rüzgâr türbininin farklı performans yönlerinin tahmin edilmesini, optimize edilmesini ve sanal olarak test edilmesini sağlıyor. Sanal ikiz teknolojisini kullanmak yalnızca pahalı testleri azaltmakla kalmıyor, aynı zamanda mühendislerin tüm sistemi tam olarak anlamasını sağlayarak inovasyon için yeni yollar sunuyor.
3DEXPERIENCE Platformu hakkında temel bilgi sahibi olmak isteyenlere, platformu en basit şekilde nasıl açıklarsınız?
3DEXPERIENCE Platformu sayesinde tasarım, simülasyon ve üretim arasındaki dijital süreklilik yalnızca geliştirme süreçlerini hızlandırmakla kalmıyor, aynı zamanda çeşitli veri kaybı kaynaklarını da ortadan kaldırıyor. Tasarımcılar, mühendisler, proje yöneticileri ve tedarikçiler, 3DEXPERIENCE Platformu üzerinden SIMULIA simülasyon teknolojisi sayesinde gerçek zamanlı iş birliği yapılıyor ve tüm bileşenlerin sistem düzeyinde bir görünümü elde ediliyor.
“SIMULIA Rüzgâr Türbini Mühendisliği” çözümümüzle, ürün geliştirme ekipleri tüm süreç boyunca verimliliği ve karar verme hızını iyileştirmek için fonksiyonel gereksinimler, tasarım ve simülasyon modelleri, üretim süreçleri ve tasarım optimizasyon sonuçları üzerinde iş birliği yapabiliyor. Dassault Systèmes olarak müşterilerimizin operasyonel sorunlarını çözmek, daha verimli ve sürdürülebilir hale gelerek geleceğe hazırlanmalarına yardımcı olmak için 3DEXPERIENCE Platformu’nda veri yönetimi, tasarım ve iş birliği çözümleri gibi daha birçok destek sunuyoruz. Dassault Systèmes 3DEXPERIENCE Platformu, kullanıcılara her beceri düzeyinde ve herhangi bir yerden 3D tasarımlar oluşturma ve çevrim içi iş birliği yapma özgürlüğü veriyor.
3DEXPERIENCE Platformu, dijital bir bağ olmasının yanı sıra eksiksiz bir dijital süreklilik deneyimi de sunuyor. İşlevsel gereksinimlerden kavramsal tasarımlara, otomatikleştirilmiş iş akışlarından tasarım optimizasyonuna kadar belirli bir proje üzerinde çalışan herkes arasındaki bağlantı, 3DEXPERIENCE Platformu sayesinde daha iyi hâle geliyor.
Rüzgâr endüstrisine şu anda hangi trendler hâkim?
Rüzgâr enerjisi, dünyanın önde gelen temiz enerji kaynaklarından biri haline geldi. Bu enerjinin tüm potansiyelini ortaya çıkarmak için rüzgâr türbinlerinin daha güçlü, güvenilir, uygun maliyetli ve daha sessiz hale gelmesi gerekiyor. Sektöre hâkim olan son trendlerden biri kuşkusuz türbin boyutu diyebiliriz. Daha büyük rüzgâr türbinleri her ne kadar daha fazla enerji yakalasa ve daha uygun maliyetli olsa da boyutları tasarımcılar için farklı zorluklar çıkarıyor. Örneğin, gelişmiş kompozit teknolojisi, büyük rüzgâr türbini kanatlarının geliştirilmesine olanak sağlamakla birlikte, artan gürültü seviyelerine neden oluyor. Gürültü kaynaklarını ve yayılımını görselleştirmek için vibro ve aero-akustik simülasyonu kullanan mühendisler, yeni inovatif gürültü bastırma eklentileri yaratabiliyor. Gürültü seviyesinin azaltılması daha katı yerel düzenlemelere uyum konusunda yardımcı oluyor. Daha büyük kanatların kullanımı ayrıca, diğer rüzgâr türbini bileşenlerine, aktarma organlarına, kule ve temel gibi alt sistemlere artan talepler getiriyor. Bileşen yüklemesini doğru bir şekilde tahmin etmek ve türbin çıktısını optimize etmek için kanatların doğrusal olmayan bükme-büküm bağlantısının doğru bir şekilde modellenmesi ve simüle edilmesi gerekiyor.
Sektörde yükselen diğer trend ise açık deniz rüzgâr türbinleri. Rüzgâr türbinleri, alanın neredeyse sınırsız olduğu ve rüzgârların daha iyi olduğu açık denizde kurulmak için çok uygun olsa da burada oldukça zorlu koşullar söz konusu. Dayanıklılık ve güvenilirlik bir rüzgâr türbininin genel verimliliğinde büyük rol oynadığından, aşırı yük durumlarının ve olumsuz koşulların mutlaka dikkate alınması gerekiyor. SIMULIA Rüzgar Türbini Mühendisliği çözümü, ilk prototip oluşturulmadan önce bile bir rüzgâr türbininin farklı yönlerinin tahmin edilmesini, optimize edilmesini ve sanal olarak test edilmesini sağlıyor. 3DEXPERIENCE Platformu aracılığıyla SIMULIA simülasyon teknolojisine erişen tüm tasarım grupları ve tedarikçiler, yaşadıkları zorlu durumlara yönelik çözümler geliştirebiliyor. Ayrıca ürün geliştirmeyi hızlandırmak, maliyetleri azaltmak ve sürdürülebilir enerji taleplerini desteklemek için daha güvenli rüzgâr türbinleri sağlayabiliyor.
