Sahilden açıkta deniz üzerinde kurulu rüzgar çiftliklerinin bakım ve servis maliyetleri başlı başına bir milyar avroya ulaşan bir iş haline gelmektedir. Halen ortada çok sayıda düşünce vardır, ancak sahilden açıkta büyük kapasiteli rüzgar çiftlikleri için henüz kanıtlanmış bir konsept oluşmamıştır. Şimdiye kadar servis ve bakım masrafları daha ziyade kıyıda günlük bir iş olarak algılanmaktaydı. Çalışmakta olan 30’dan fazla sahilden uzakta kurulu rüzgar çiftliklerinin hemen hepsi sahile yakın ve limanların civarında yer almaktaydı ve bu üslerden personel ve malzeme yollanması makul bedellerle yapılabiliyordu. Bununla birlikte personel yine de limana bağlı durumdaydı, zira personel taşımada kullanılan tekneler kötü hava şartları nedeniyle denize açılamıyorlardı. Örneğin 2007 yılında Scroby Sands rüzgar çiftliğine, bu İngiliz çiftliği sahilden bir taş atımı mesafede olmasına rağmen, fırtına nedeniyle 116 gün gidilememişti. Gelecekte daha uzun mesafelerin daha fazla malzeme ve personelle kat edilmesi gerekeceğinden, rüzgar çiftliklerinin durumları biraz daha zorlaşacak ve hava şartlarına olan bağımlılık daha da artacaktır. Aynı zamanda, çiftliğin karlılığını artırmak için servis yapılacak türbin sayısı da artacaktır. Burada en büyük soru şudur: Nasıl ve hangi şartlarda gösterilen bu gayretler türbinleri sahilde kurulu türbinlerin kullanılabilirlik seviyesine ulaşacaktır? 

 

Yine üzerinde 30 ad V90 Vestas türbini olan ve sahilden aynı mesafede açığa kurulmuş Kentish Flats rüzgar çiftliğinde faal olarak çalışma süresi 2007 yılında sadece %73,5’a ulaşabilmiştir. Her iki örnekte de elde düşük çalışma süreleri hem teknik sorunların hem de kötü hava şartlarının birleşiminden kaynaklanmaktaydı. Danimarka kıyılarına yakın mevkilerde kurulmuş Horns Rev (90 adet Siemens SWT-2.3 tip türbin) ve Nysted (72 adet SWT-2.3 türbin) şimdi %95 faaliyet süresi rakamına erişebilmiştir. Horns Rev II, yakınında destek verecek bir liman tesisi olmaması nedeniyle üzerinde sabit 24 personeli barındıracak bir platformu olan ilk rüzgar çiftliğidir. Bugüne kadar edinilen deneyimlere dayanarak her kWh enerji için 1,8-3,3 avro-sent servis ve bakım maliyeti tahmin edilmiştir. Alman Loydu  (GL) ise her türbinin bakım maliyetini yıllık olarak 250.000-450.000 avro olarak tahmin etmiştir. Kema danışmanlık firmasından Jens Gößwein servis ve bakım maliyetin in her kWh için 1.8-2.7 avro-sent olacağını tahmin etmiştir. 

 

Mevcut veriler ve hesaplamalara dayanarak, Kema, GL ve Hollanda Enerji Araştırma Merkezi (ECN) simülasyon araçları kullanarak maliyet planlamasını daha kolay hale getirmeye çalışmakta ve farklı değişiklikleri denemektedir. Kuzey Almanya’da Bremerhaven’de yapılan Windtrake 11 offshore konferansında Gößwein ifadesine göre: Sadece bir problem var:  “Bu şekilde büyük kapasiteli kıyıdan uzakta kurulu türbinler hemen hemen hiç faal olmadı. Yılda bir kez bakım ve ortalama olarak 5,5 duruş olacağını ve faal kalma oranının %93-95 arası olacağını tahmin ediyoruz.”

 

Her bir İmalatçının Kendine Özel Bir Stratejisi Vardır

İmalatçıların cihazlarının garantilerini verebilmek ve ilk yıllarda cihazlarının kullanılabilirliğini garanti edebilmek için, bu sektörde güçlü olmaları gerekir. Türbinlerini bir servis ve bakım konseptleri olmadan satamayacaklarından, her firma bu konuda kendisine özel bir strateji belirlemiştir. Sahilden açıkta kurulan hiçbir iki rüzgar çiftliği birbirinin aynısı olmayacağından, bu stratejiler ulaşılabilirlik, yönetim ve lojistik bakımından farklılıklar gösterir. Hepsinde ortak olan husus ise tüm imalatçıların kendi stratejileri için teknelerinin kapasitesini güvenceye alma zorunluluklarıdır. Bu ise uygun maliyet bakımından farklılık gösterir.  Siemens veya REpower, teknolojilerini tüm ana elemanlar ve yedeklerinin bir servis vinci yardımıyla hareketli parçaların olduğu bölüm içinde onarılacak veya değiştirilebilecek şekilde tasarlamaktadır. Areva Wind firması herhangi bir tereddüt olduğunda, motoru içeren kısmı değiştirilebilen ve takıp çıkartılabilen platformlarına güvenmektedir.

 

Rüzgar türbinlerinde esas önemli konu, masrafları mümkün olduğunca aşağı çekmek ve planlanan yıllık bakımın yeterli olmasıdır, zira cihazlara yapılan herhangi bir planlanmamış müdahale veya böyle bir olayın meydana gelmesi oldukça masraflı olmaktadır. Burada en kritik konu türbinin çalışmasıdır, yani güvenilir ve arıza çıkarmayan teknoloji ve bunun yanında türbinin çalışır durumda olmasıdır. Geliştirme mühendisleri güvenilir teknolojiyi tasarlamak için büyük çaba harcamaktadırlar, zira sahilden uzakta yerleştirilen rüzgar türbinleri karada yerleştirilenlere nazaran çok daha fazla enerji üretmektedir. Ancak bu türbinler yüksek tam yük saatleri nedeniyle daha güçlü stres altındadır. Çözümün bir kısmı ise durum izleme sisteminde (Condition Monitorting System-CMS) ve servis süresini minimuma indiren anahtar konumdaki parçaların özelliklerinde yatar. Durum izleme sisteminin bakımları ve arıza tespitini daha kolay planlanır hale getirmesi ve birçok arızanın sahilden düzeltilmesi ve bunun sonucu olarak türbinin çalışabilirliğinin yüksek seviyede tutulması beklemektedir. İdeal olarak, arıza teşhis sistemleri sayesinde, teknisyenler gerekli olan doğru yedek parçayı gecikme olmadan çalışma araçlarının içinde bulabilecekler ve bu parçayı aramak için zaman kaybetmeyeceklerdir. Cihazın belirlenmiş olan güç aralığı içinde yüksek kapasitede çalışma süresi kuvvetli rüzgar ve sert hava koşulları anlamına geldiğinden, yılın mümkün olduğu kadar çok sayıda günü içinde planlı ve plansız operasyonlar için emniyetle erişimi sağlayacak stratejilere ihtiyaç olmaktadır. 

 

Dörtte Birini Deniz Tuttu

Rüzgar çiftliklerinde sadece yerleştirilen çok sayıda türbinin değil, bir o kadar da türbinlerin çalışma sürelerinin, sahilden açığa yapılmış rüzgar çiftliklerinin çiftlikte yerleşmiş sabit personel olmadan kendilerini idame edemeyecekleri de ileri sürülmektedir. Sahile tamamen yakın rüzgar çiftliklerinin bakımı için buralara personel gönderilmesinde zaten yeterince zaman kaybedilmektedir ve personelin tesise götürülmesi sırasında dörtte birini de deniz tutmaktadır. Eğer hava koşulları nedeniyle tekneler denize açılamazsa ve helikopterin ineceği bir pist de yoksa, türbinler durmaya mahkum vaziyette bekleyeceklerdir. Bu nedenle, deniz üzerinde helikopterler, yüzen oteller, üzerinde personel olan özel tekneler, kapsamlı cihaz ve ekipman, hatta açık denizde suni ada inşa edebilecek gereçlerle donatılmış mobil birimleri olan platformlar halen tartışılmaktadır.

 

Sahile yakın, kolaylıkla ulaşılabilecek konumda olan rüzgar çiftliklerinde dahi işin ne kadar zor olduğu bazı eski yıllık raporlardan okunabilir. Bu nedenle örneğin, üzerinde 30 adet V90 türbini olan, İngiltere sahilinden sadece 10 km açığa kurulmuş, Barrow rüzgar çiftliğinin, faal olarak çalışma süresi ilk yıl %90,25 olarak planlanmıştı (2006 ve 2007), ancak sadece %67’ye erişilebildi. Bir sonraki yıl ise bu rakam %78 oldu. 

 

Bremen’de yerleşik All for Offshore Ltd. Şti CEO’su Oliver Heinecke de maliyet konusunu oldukça ayrıntılı araştıranlardandır. Heinecke Belçika’nın kıyıdan uzakta kurulan Thoronton Banks rüzgar çiftliğinin inşaatında görev almış ve bulgularını Hamburg’da verilen özel bir konferansta sunmuştur. Heinecke Kuzey Almanya’da REpower şirketinde 5MW’lık bir türbin için yılda 8 adet plan dışı müdahale ve 248 bakım saati olacağını değerlendirmiş ve “Bu da yıllık olarak 80 türbinli bir çiftlik için 3 bakımcıdan oluşan bir ekiple 20.000 adam saat yapmaktadır” şeklinde hesaplamıştır. Karada veya denizde yapılacak operasyonlar olarak, Heinecke zaman avantajı olarak helikopterle taşıma yapılmasını dikkate almış ancak her uçuş dakikası maliyetinin de 50 avro olmasının oldukça pahalı olduğunu da belirtmeden yapamamıştır. Personel taşımada tekne kullanılması belirgin olarak çok daha uygun maliyetlidir, ancak burada da hava şartları taşımayı olumsuz etkileyen bir faktör olarak gözükmektedir. Ona göre bir rüzgar çiftliğinde sahilden kuruluş yeri 30 deniz milinden daha uzaksa, tesiste devamlı kalan personel bulundurulmasına ihtiyaç duyulacaktır. 

 

Pahalı Fakat Hızlı

Bu amaçla bazı stratejiler geliştirilmiştir. Areva Wind şirketi Almanya Kuzey Denizi’ndeki Borkum West II (sahilden 45 km uzakta) ve Global Tech I (sahilden 100 km uzakta) projesi için helikopterle taşımaya güvenmektedir. Tüm operasyonların %86’sı, malzeme ve parça taşımaları dışında, helikopterle gidilecek olarak planlanmıştır. Emniyet gerekçeleriyle bir ekipte daima üç teknisyen olacaktır. Areva CEO’su Michalel Munder-Oschimek “Helikopter ile taşıma pahalı ama çalışma zamanına bakılarak değerlendirme yapılmalıdır.” Borkum West II rüzgar çiftliği için transfer platformu aynı anda üs kampı olarak da çalışacaktır. Kampta ısıtılabilir kapsül içine alınmış konteynerler ve bunun yanında on iki personelin acil durumda barınma yeri de olacaktır. Bu konseptte teknisyenler çalışma yerlerine günlük olarak götürülecek ve türbinlere dağıtılacaktır. Areva’ya göre bu yeterliliğin sağladığı fayda uzun mesafelerin birkaç uçuşla kısa sürede alınmasıdır. Bu programın çalışması için, transfer platformunda tekne ve helikopterler için bir doldurma istasyonu da olacaktır. Yangınla mücadele yönetmelikleri gereğince bu düzenleme daha pahalıdır ama masrafı geri ödemektedir.

 

Esas olarak Global Tech I için de strateji aynıdır, ancak sürekli olarak kalacak ve iki vardiya halinde çalışacak 24 kişilik bakım ekibi için barınma yerleri içerecektir. Bu uygulamada sitede helikopter ve bakım personeli sürekli olarak kalacak ve çalışma ekibi türbinlere kısa bir uçuş süresinde ulaştırılabilecektir. Munder-Oschimek türbinlere çalışma sürelerinin %96’sında erişilebilecektir. Areva’nın beyan ettiği hedef masrafları 1 avro-sent /kW değerine çekmektir. 5 MW’lık M 5000 yılda bir kez bakıma alınacak şekilde tasarlanmıştır. Türbinin 1200’den fazla sensörle ve iki durum izleme sistemi CMS donatılmış olmasına rağmen, Areva yılda 7 onarım operasyonu yapılacağını tahmin etmektedir.

 

Uzman Teknesi Kendini Kanıtlıyor

Bir Bard Grup konsepti olan Bard Offshore I Almanya’nın Kuzey denizinde ve sahilden 100 km açıkta kurulmuştur. Tesis yılda bir veya iki kez bakım operasyonuna ihtiyaç duymakta ve bunun da her türbin için 300-360 saat alacağını hesaplamaktadır. Firma aynen Areva gibi rüzgar çiftliğinde kalıcı personel için barınma yeri ve transfer istasyonu oluşturmaya karar vermiştir. Ancak Bard her türbinde helikopter iniş pisti oluşturmadan yapmaktadır. Bunun yerine teknisyenler katamaran tipi düz güverteli bir tekne ile türbinlerini götürmekte ve tekrar geri getirmektedir. 12 kişi kapasiteli böyle özel bir tekne tasarımının ilk prototipi tesisin yapım aşamasında bir yıldır çalışmaktadır. Tekneyi işleten AG Ems firmasından Knut Gerdes: “Bu tekne 4 metreye kadar dalga yüksekliklerinde yanaşabilmektedir. Henüz bir prototip olmasına karşılık tekne kendi sınıfını oluşturmuştur. Halen bu bakım stratejimizin bir alternatifini  göremiyoruz” diyerek gururla belirtmektedir. İlave ederek, ilk çalışma yılında tekne ile 4.113 yanaşma yaparak 11.700 kişiyi taşıdıklarını ifade etmiştir. Tekne tasarımı sayesinde dalgaları kestiğinden bu teknede deniz tutması bir sorun olarak karşılaşılmamaktadır. Gerdes ayrıca “Fırtınalı kış ayları da dahil olmak üzere teknenin faal çalışma yüzdesi 95 olarak görüldü” demektedir. Bard firmasının kendi de tekneyi kullanarak türbinlere her zaman ulaşılabileceğini ve %96 çalışma süresi garantisi gördüklerini belirtmektedir.

 

Hava Koşullarına Bağımlılığın Azaltılması

REpower SE is bunların yerine 2013 yılında devreye girmesi planlanan sahilden uzakta bir mobil üs oluşturmaya karar verdi. Merkez eleman 45 m derinliğe kadar uzayan dört adet ayak üzerinde yükselen ve üzerinde 500 tonluk vinci olan bir platform olarak tasarlanandı. Platformun esas önemli kısmı dışarıya doğru uzanabilen ve uzatıldıktan sonra çalışanların türbine girebildiği köprüdür. REpower’in tahminlerine göre tasarımın yılda en az 300 gün faaliyette olması gerekiyor. Bu 90 personeli olan gemiyi REpower esnek bir çalışmayla Kuzey Denizi’ndeki rüzgar çiftliklerine göndermeyi planlıyor. Mobil birimin bir parçası olarak da kıyıdan uzatan yardımcı bir depo gemisinin düzenli olarak kullanılan yedek parça, cihaz elemanları, yiyecek ve  atık taşımak için kullanılması bekleniyor. Bu güne kadar REpower 14 türbin montajını gerçekleştirdi ve İrlanda denizindeki Ormonde rüzgar çiftliklerinin inşasını yeni tamamladı. Mobil birim 240 türbinin bakımı için ekonomik olacak şekilde tasarlandı. Bakım çalışmasının Mayıs ve Eylül ayları arasında yapılması bekleniyor.

 

Ancak REpower sadece iyi havaya güvenmek istemiyor, zira normal çalışma tekneleri ve türbinlere erişim sistemleri genellikle 1,5 m’ye kadar olan dalga yüksekliklerinde kullanılabiliyor. Ancak maalesef ki Kuzey Denizi’nde dalga yükseklikleri nadiren bu yüksekliğin altına düşmekte.  İstatiksel bakımdan normal çalışma tekneleri yılın yarısında kullanılamıyor ve yılın geri kalan kısmında ise deniz şartları hemen hemen bu sınıra yakın. “Ancak, yılda 8.640 kez dalgaların üstünden geçmeyi öngörüyoruz. Bu nedenle hava şartlarına olan bağımlılığımız azaltmamız lazım” REpower firması kıyıdan uzak tesisler  bölümünden Christian Müller gerekçeyi  sunumunda açık olarak bu şekilde açıklıyor. Müller için 2,5 avro-sent /kWh varlığını sürdürebilmek için ekonomik sınır değer. 

 

Modern Uygun Konforda Yüzen Oteller

Ayrı bir mobil alternatif olarak Danish Blue Water Shipping Company, International Shipping Partners Inc. ile ekip çalışması yaparak “Denizde Konfor” teması ile beraber yüzen otel hizmetini geliştirdi. Ortakların görüşü bu seçeneğin sadece inşaat için değil aynı zamanda yaz aylarında rüzgar çiftlikleri bakımı için de bir çözüm olabileceği. Gemiler maksimum 4-7 m dalga yükseklikleri için tasarlandı ve hepsinde uygun konfor şartları ve helikopter güvertesi, çalışma tekneleri için aktarma sistemleri, malzeme güverteleri ve 24 saat hizmet bulunmakta. Jacob Kjaergaard “Bu durum sahilde barınma ve günlük nakliye masraflarından tasarruf sağlıyor. İlave olarak çalışan personeli hemen deniz tutmuyor ve hava koşullarına bağlı riskler azaltılıyor” olarak özetliyor. Siemens, 2012 yılında İrlanda Denizi’nde inşa edeceği Walney rüzgar çiftliği için bir tekne rezervasyonu bile yaptı. Bu, hizmet ve bakım konularında pazara egemen olan, çok deneyimli eski ve elini fazla göstermek istemeyen dünya şampiyonu bir firma. Siemens müşterilerle yakın işbirliği içinde çalışıyor, 5-25 yıl süreli hizmet anlaşmaları teklif ediyor ve rüzgar çiftlikleri yakınlarında servis noktaları oluşturuyor. Burada da zaman ve rüzgar çiftliği mevki, sahilden uzakta olan projeler için önemli bir rol oynuyor. “Tesise hızla ulaşmak için servisimiz transfer gemileri ve yüzen oteller, konaklama platformları ve bunların yanında helikopterler kullanıyor. Plan dışı operasyonlar için helikopter veya hızlı gemiler, planlı operasyonlar için ise konaklama platformları veya yüzen oteller kullanıyoruz” basın danışmanı Gerda Gottschik bu şekilde açıklıyor. Aktarma işi tehlikeli bir iş olarak kaldığından Siemens halen yeni servis operasyon teknelerini ve değişik tedarikçilerin düşüncelerini test etmekte. Grup bu maksatla çok miktarda kaynağı  kullanabilir. Danimarka enerji şirketi ve büyük müşterisi ile beraber Siemens  Danimarka’nın gemi ve kıyıdan uzak tesisler uzmanı A2Sea’yı aldı ve kendi gemisini yapmak istiyor. Bu yazının hazırlandığı sırada rakipleri Vestas’ın stratejisi hakkında bir bilgi öğrenilememiştir.