Rüzgâr türbinlerinde yangın güvenliği
2013'te rüzgâr enerjisi, dünyanın toplam enerji talebinin yüzde 1'ini karşıladı ve hali hazırda denizde kurulu rüzgâr enerjisi türbinleri, dünya enerji üretim kapasitesinin kabaca yüzde 2'sini oluşturuyor. Başta Kuzey Denizi olmak üzere (5,094 MW: yüzde 63), Atlantik (1,808 MW: yüzde 22) ve Baltık Denizi (1,142 MW: yüzde 14) dahil tüm deniz rüzgâr türbinlerinin yüzde 91'inden (8,045 MW) daha fazlası Avrupa denizlerinde bulunuyor. Bu yeşil enerji kaynağının üretimini optimize etmek konusu pek çok kişinin dikkatini çekiyor. Rüzgâr türbinlerinde çıkan yangınlar, olası bir kayıp nedeni olarak belirlenmiştir ve çalışan personel için de ciddi bir güvenlik riskidir. Bu konudaki bir dizi güçlük, Eylül 2016'da yapılan bir seminerde belirlendi ve tartışıldı. Gelecek bir araştırma projesinde de ayrıntılarıyla değerlendirilecek.
Rüzgâr türbinlerinde yangın güvenliği konusuna bakış
Denizde kurulu rüzgâr enerjisi türbinleri, gittikçe payını artıran bir enerji kaynağı olarak öne çıkıyor. Rüzgâr enerjisinden elde edilen küresel elektrik üretimi, 2014 yılında 8.8 GW'a yükseldi. 2013 yılında küresel olarak toplam elektrik üretimi 23.322 TWh idi.
Rüzgâr gücünün mümkün olduğunca üretimdeki aksamayı en aza indirgeyecek şekilde optimize edilmesi gerekiyor. Rüzgâr türbinlerinde yangınların meydana gelmesi de, önüne geçilebilmesi gereken işte böyle bir aksaklık nedeni ve İsveç Teknik Üniversitesi SP Teknik Araştırma Enstitüsünde ‘SP Emniyeti’ bölümü tarafından yapılan bir çalışmanın da ana konusunu teşkil ediyor.
Çalışma, rüzgâr türbinlerinde üretimin durmasına yol açan tüm olayların yüzde 10-30'unun yangın kaynaklı olduğunu gösteriyor. Bu, hem açık deniz hem de kıyı rüzgâr türbinleri için geçerlidir. Caithness Windfarm Information Forum'un verilerine göre, 2007-2012 yılları aralığında her yıl 120 ile 160 arasında vaka sayısı kaydedildi. Londra Kraliyet Koleji Makine Mühendisliği Termal Enerji Bölümü okutmanlarından G. Rein'in yaptığı bir araştırmada, bu rakamın gerçek yangın vakalarının yüzde 10'unu oluşturduğu tahmini yer alıyor. Maalesef, olayların bildirilmesi için resmi bir prosedür olmadığından, verilerin geçerliliği kesinleşemiyor.
Literatür, rüzgâr türbini yangınları için kaynağına bağlı olarak bir dizi bilgi sağlar. En güvenilir kaynağın, yılda 1000 rüzgâr türbini başına 0,5 yangın vakası olduğunu belirten, uluslararası bir danışmanlık şirketi Det Norske Veritas Germanischer Lloyd (DNV GL) olduğu düşünülüyor. Sıklığı açısından bakıldığında, deniz rüzgâr türbinlerinde mekanik arıza gibi diğer sorunlara nazaran yangın kaynaklı sorunların daha az önemi olduğu düşünülebilir. Bununla birlikte, rüzgâr türbini yangınları, özellikle denizdeki türbinlerde önemli kayıplara (rüzgâr türbininin orijinal maliyetine eşit veya daha yüksek bedellere) neden olmuştur. Denizde kurulu rüzgâr türbinlerindeki yangınlar, kara rüzgâr türbinlerine kıyasla daha zorludur. Yangın vakalarının nedenleri, açık ve kapalı türbinler için benzerdir ve yalnızca işletmenin sürekliliği açısından bir sorun değil, daha öncesinde bir güvenlik sorunudur. 2013'te Hollanda'nın Ooltgensplaat kentinde dört mühendisten oluşan bir ekip, rüzgâr türbini yangınında hayatlarını kaybetmişti.
Yangın nedenleri
Yangın nedenleri, genellikle hasar sigorta poliçesini yapan sigorta firmaları tarafından, tazminat ödemek zorunda kaldıklarında kaydedilmektedir. Çeşitli bilgi kaynaklarına göre, yangın vakalarına nedenleri: En sık rastlanan gerekçe; bakım ve onarım çalışmalarının hemen sonrasındaki elektrik kontaklarıdır. Bunu yıldırım çarpması takip etmektedir (Son yıllarda türbinlerin sıklığının azaltılması ve türbin yapılarında yapılan değişikliklerle birlikte azalmıştır). Elektrik arızaları ile kanat yüzeylerinin aşırı ısınması sonucu kıvılcım çıkışı. Vakaların yüzde 50’sinde motorların olduğu bölümde insanlar bulunur ve bu nedenle yangın, ciddi bir güvenlik riski oluşturur.
Yangının başlaması için bir ateşleme kaynağı ve yanıcı malzeme gereklidir. Olası alev kaynakları; yıldırım çarpması, aşırı ısınma, yüzeyde kıvılcımlanma ve elektrik arızalarıdır. Rüzgâr türbini içindeki yanıcı malzemeler; kanatların kompozit materyalleri, iç kabinin iç yüzey malzemeleri ve astarları ile türbinin ana milidir. Ayrıca, dişli kutusu, hidrolik sistem, yağ pompaları, mekanik fren ve jeneratör gibi motor bölümünün çeşitli yerlerinde yanıcı sıvılar bulunmaktadır.
Yangından koruyucu sistemler
Aktif ve pasif yangın koruma sistemleri, rüzgâr türbinlerinde yangın güvenliğinin sağlanmasında önemli bir rol oynamaktadır.
Alev, ısı, gaz ve duman algılama dedektörleri dahil aktif yangın koruma sistemlerinin rolü, personele ve kurtarma servislerine alarm bildirme ile yangın durdurma veya söndürme amaçlı sistemlerin aktive edilmesidir. Bununla birlikte, aktif sistemler, motor yatağında ısısal olmayan hasara neden olabilecek gazlar veya aerosoller yayabilir.
Pasif yangın koruması, malzeme seçimi, kompartımanlara ayırma ve yangın yayılmasını en aza indirgemek için alınması gereken diğer önlemleri içerir. Uluslararası literatürdeki çeşitli kaynaklar, pasif yangın koruma sistemlerinin rüzgâr türbinlerinde yangın güvenliğini nasıl artırabileceğine ilişkin rehberlik etmekte ve tavsiyeler sunmaktadır.
Ulusal teknik gereklilikler, sağlık ve güvenlik ile ilgili konuları kapsar. Türbinin bulunduğu yere ve sahibine bağlı olarak, bir acil durum hazırlık planının geliştirilmesi bu gerekliliklerden biri olabilir. Rüzgâr çiftliği operatörlerinin, acil müdahale ve tahliye koşullarını içeren yangın güvenliği önlemlerinin ayrıntılı bir planını sunmaları önerilir. Bu belgeler ilgili kurtarma hizmetleri ile iş birliği içerisinde geliştirilmelidir. Buna ek olarak, çalışanların ve kurtarma hizmetlerinin ilgili eğitim alması önerilir.
Rüzgâr türbinlerinde yangınlar üzerine bir araştırma projesi başlatıldı ve bu proje devam etmektedir. Eylül 2016'da, yangın güvenliği araştırmacıları, imalatçıları, enerji tedarikçileri ile aktif ve pasif yangın koruma sistemi endüstrisinin temsilcileri, rüzgâr türbini yangınları konusunu görüştü, fon aranarak bir araştırma projesi başlatıldı. Proje, Danimarka Teknik Üniversitesi’nden Doç. Dr. Anne Dederichs, İsveç SP Teknik Araştırma Üniversitesi araştırma şefi Raúl Ochotera ve Londra Kraliyet Koleji Makine Mühendisliği Termal Enerji Departmanı okutmanlarından Dr. Guillermo Rein tarafından yürütülüyor.
Gelecekte üstesinden gelinmesi gerekenler:
• Rüzgâr türbinlerinde çıkan yangınlarda güvenilir bilgiler nasıl toplanabilir?
• Rüzgâr türbinlerinde yangınların etkileri, aktif ve pasif yangın koruma sistemleri vasıtasıyla nasıl en aza indirilebilir?
• Rüzgâr türbinindeki yangın riski en aza indirgemek için aktif ve pasif yangın koruma sistemleri projelendirilirken hangi tasarım kriterleri gereklidir?
• Yangına dayanıklı rüzgâr türbinlerinin tasarımı için kurallar ve normlar ile ilgili bir uzlaşıya varmak mümkün müdür?
• Rüzgâr türbinleri için yangın test standartlarıyla ilgili bir uzlaşıya varmak mümkün müdür?
• Rüzgâr türbinlerinin tasarımında, yangın güvenliğini artırmak için istatistiksel araçlar nasıl kullanılır?
Kaynak: http://firesafetysearch.com/fire-safety-wind-turbines/
