HİDRO, Su Türbini Tasarım ve Test Merkezi, hidroelektrik santrallerinde enerji üretiminde kritik rol oynayan su türbinleri üzerine özelleşmiş bağımsız bir araştırma laboratuvarıdır. TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi bünyesinde yer alan merkez, su türbinlerinin tasarımından testine kadar çeşitli konularda faaliyetlerde bulunmaktadır. Tersine mühendislik ile iyileştirme, hidrolik ve mekanik olarak türbin tasarımı, IEC 60193 standardında model türbin testleri, türbin imalatı ve sahada devreye alma bazı çalışma konularındandır.
Merkezde, iki adet paslanmaz gövdeden imal edilmiş seri ve paralel çalışmaya uygun çift yönlü pompalar mevcuttur. Pompa motorlarında 5 Hz’den 65 Hz’e kadar frekans kontrollü hız ayarı yapılabilmektedir. Nominal çalışma noktasında tek pompa kapasitesi; 1 MW güç, 80 m düşü ve 1 m3/s debidir. 2 MW güce kadar üretim sağlayan, 5 Hz’den 65 Hz’e kadar frekans kontrollü, çift yönlü çalışabilen generatör ve özel yük gereksinimlerine göre tasarlanmış hidrostatik generatör yatağı bulunmaktadır. Elektromanyetik debimetre, fark basınç ölçüm cihazları ve özel ihtiyaçları karşılayan birçok dijital ve analog ölçüm aleti de mevcuttur.
Merkez üç ana birimden oluşmakta olup; ilgili birimler, yürüttükleri faaliyetler ve yetenekleri aşağıda aktarılmaktadır.
Bilgisayar Destekli Tasarım Laboratuvarı
Tasarım ofislerini ve yüksek başarımlı hesaplama istasyonunu içermektedir. Bu birimde hidrolik türbinlerin mekanik ve hidrolik tasarımları yapılmaktadır. Üç boyutlu modellemelerde parametrik olarak çalışılmakta ve bu modeller optimizasyon metotları kullanılarak iyileştirilmektedir. Tasarımlar yüksek kapasiteli iş istasyonları ile gerçekleştirilmektedir. Sonrasında tasarım doğrulaması için yüksek başarımlı hesaplama istasyonunda simülasyonlar tamamlanarak türbin tasarımları nihai haline getirilmektedir.
Bilgisayar destekli tasarım ofisi |
Türbin İmalat Laboratuvarı
İmalat atölyesini ve kalite kontrol ofisini içermektedir. Atölye, iki adet bilgisayar kontrollü üretim tezgâhı (CNC) ile donatılmıştır. Tasarımı tamamlanan türbinlerin test için modelleri ve bazı gerçek boyutlu türbin bileşenleri merkez bünyesinde üretilebilmektedir. Teknisyenler tarafından yüksek hassasiyetle üretilen türbin bileşenleri imalat sonrasında kalite kontrol ofisine yönlendirilmektedir. Burada koordinat ölçüm cihazı (CMM) ve farklı ölçüm ekipmanları kullanılarak üretim kontrolleri tamamlanmaktadır.
Su Türbini Model Test Birimi
Gelişmiş numerik yöntemler kullanılarak tasarım ve analiz süreçlerinden geçmelerine rağmen gerçek koşullarda türbinlerin davranışlarını deneysel yöntemlerle doğrulamak özellikle yüksek güç kapasiteli türbinlerde istenmeyen maliyetleri önlemek adına büyük önem taşımaktadır. Su Türbini Model Test Birimi bu amaçla kurulmuş dünyanın en yüksek test gücü kapasitesine sahip deney düzeneğini içermektedir. Bu düzenek gerçekte kullanılacak türbinin benzetim yöntemleri ile küçültülmüş modelleri üzerinde performans kriterlerinin (debi, düşü, tork, güç ve verim) ve kavitasyon karakteristiklerinin araştırılmasını sağlamaktadır. Tüm kalibrasyonları ilgili birim içerisinde yapılabilen çok sayıda elektronik ölçüm ekipmanından veriler anlık olarak merkezi kontrol sistemine aktarılmaktadır. Bu veriler test sırasında gözlenmekte ve mühendislerce motor, pompa ve yatak gibi çeşitli ekipmanların kontrolü yapılarak test çalışmaları yürütülmektedir. Deney düzeneği tamamen IEC60193 standardına uygun olarak her türlü test aşamasını gerçekleştirebilecek şekilde tasarlanmıştır. Aşağıdaki şekil, test öncesinde montajı tamamlanmış model türbin ve test düzeneğinden görünüm sunmaktadır.
MİLHES Projesi Model Türbini (Test Öncesi) |