Üretimde yeni bir devir

Siemens Rüzgar Enerjisi Bölümü, kendisine çok net bir hedef koydu: İçinde bulunduğumuz on yılın sonuna kadar karada 1 kilowatt/saat (kWh) rüzgar enerjisi üretmenin maliyetini 5 Euro cent’in altına çekmek. Kıyaslamak gerekirse şu anda bulunulan yere bağlı olarak bir kilowatt/saat rüzgar enerjisi üretmenin maliyeti 7 cent civarında dolaşıyor. Siemens aynı zamanda şu anda karada üretilen elektriğin yaklaşık iki katına mal edilen açık deniz rüzgar enerjisi tesislerinde üretilen elektriğin fiyatının da düşürülmesi gerektiğine inanıyor. Dolayısıyla bu şirketin hedefi, açık deniz rüzgar enerjisini rekabetçi kılacak şekilde onun fiyatını da kWh başına 10 cent’in altına düşürmek. Rekabetçi yanını giderek artırmaya çalışan rüzgar endüstrisi aslında araba ve kamyon imalatından çok fazla şey öğrenebilir. Otomobil endüstrisi son birkaç on yıllık süreçte araç bileşenlerini olası en ucuza üretilebilecekleri raddeye kadar optimumlaştırmış durumda. Bu başarının büyük bir kısmı, platform stratejilerine, modülleştirmelere, standartlaştırmalara ve yalın imalat süreçlerine atfedilebilir. Rüzgar enerjisi sektörü de bu yaklaşımlardan bazılarını rüzgar türbinlerinin devasa boyuttaki pervane kanatlarının üretimine uyarlayarak çok daha verimli çalışabilir ve otomotiv endüstrisinden yığınla dersler çıkarabilir.
Yekpare kanatlar
Siemens dünyada 75 metre uzunluğa kadar kanatları tek bir bileşen halinde üretebilen tek şirket. Bu pervane kanatlarında tek bir dikiş bile yok, yani hiçbir zayıf noktaya sahip değiller. Sonuçta bu kanatlar, rüzgara ve hava koşullarına karşı en azından 20 yıl boyunca dayanabilir. Ancak pervane kanadı imalatı bir hayli emek yoğun ve zaman alıcı bir süreç. Danimarka Aalborg’daki 250 metre uzunluğundaki üretim alanında çalışan Siemens işçileri, şimdilik pervane kanadı kalıplarının içini cam elyafından hasırlarla ve sal ağacı kerestesiyle elle kaplıyor; sonra üst ve alt yarıları bir araya getirilmeden önce içinde kalan hava alınıyor ve içi sıvı epoksi reçineyle dolduruluyor. Kalıpların içinin doldurulmasında insan yerine robot da kullanılabilir. Ayrıca çok daha hızlı da çalışırlardı. Onlar kalıp boyunca otomatikman gidip gelebilir ve her saniyede üç metrelik işi yapabilirler. Bu sayede üretim süresi 300 saatten 150’ye düşebilir ve imalat maliyetlerinde yılda 30 milyon Euro’luk bir tasarrufa gidilebilir. 40 metre uzunluğundaki bir pervane kanadı kalıbına yönelik ilk testler olumlu sonuçlar verdi. Siemens Rüzgar Enerjisi’nde baş stratejist olan Jan Rabe, “Biz burada kendi pervane kanadı üretimi uzmanlarımızca özel olarak programlanacak klasik endüstriyel robotlardan faydalanacağız. Bu bizi rekabette bir hayli öne taşıyacak” diyor. Ancak bu daha sadece ilk adım olacak. Siemens yel değirmenleriyle ilgili özel şartnamelere riayet etmek için kanat üretiminde ölçüsüne uygun keçeleri doğrudan kendisi de cam elyafından üretebilir. Rabe, “Bu keçeler kanat içerisindeki konumlarına uygun bir şekilde değişen kalınlıklarda dokunabilir. Eğer biz imalat sürecinde bunu hesaba katarsak o zaman bu kanatların maliyetini daha da düşürebiliriz” diyor.
 Hızlı büyüme
Eğer rüzgar enerjisi sektörü son 5 yılda yakaladığı muazzam büyümeyi sürdürecekse kesinlikle bu gibi yaklaşımlara ihtiyaç duyulacak. Siemens Rüzgar Enerjisi’nin satışları, Siemens’in Danimarkalı bir imalatçı olarak ödüllendirildiği 2004 yılından bu yana aralıksız yıllık yüzde 40 artıyor. O zamanlar bu ödül yılda yaklaşık 200 tane rüzgar türbini kurmanın ve yıllık bazda 300 milyon Euro’luk satış yapmanın karşılığıydı. Bugün ise Siemens bir yılda 2 bin civarında türbin kuruyor ve yıllık satışları da 5 milyar Euro. Almış olduğu mevcut siparişlerinin hacmi ise 11 milyar Euro civarında. Bu endüstri artık konsolidasyon aşamasına girdi ve şimdi hem verimliliğini artırmak hem de maliyetlerini kısmak zorunda. Aynı durum bugün imalat maliyetlerinin yaklaşık yüzde 60’ını oluşturan rüzgar enerjisi tesisinin kaportalarının üretiminde de geçerli. Geriye kalan maliyet ise kule ile pervane kanatları arasında aşağı yukarı eşit bir şekilde bölüşülüyor. Sonuçta Siemens Rüzgar Enerjisi maliyetleri kısmak için modülleştirmelere ve karmaşıklığın azaltılmasına bel bağlıyor. Örneğin yeni 3 megawat ve 6 megawat’lık türbinlerinde şanzıman kutusu ile asenkron jeneratörden vazgeçiliyor. Onların yerine kalıcı mıknatıslar ve uygun gelen şebeke dönüştürme frekansıyla donatılmış doğrudan sürüşlü senkron bir jeneratör kullanılıyor. Bu şanzımansız doğrudan sürüş konseptiyle bu gibi sistemlerde kullanılan bileşen sayısı yüzde 50 oranında azaltılmış ve ünitenin ağırlığı da yüzde 30 oranında düşürülmüş oluyor. Rüzgar türbinlerinin içinde ayrıca örneğin diğer ürünlerde de kullanılabilen hidrolik ve güç elektroniği sistemleri gibi modüller de vardır. Bu türbinlerin aynı hizaya getirilmelerinde kullanılan elektrik motorları gibi çok sayıda modül bileşeni değişik türden rüzgar türbinlerine monte edilebilir. Bu sayede satın alma ve depolama maliyetleri de fevkalade azalır.
~Modüler üretimle ulaştırma maliyetlerinin azaltılması 
Müşteriler sadece kurulu kapasitenin her bir megawat’ı için gerekli sermaye harcamalarının düşüklüğünden kazançlı çıkmaz, aynı zamanda bakım onarım maliyetleri için harcadıkları paradan da tasarruf ederler. Rabe, “Siemens’in şanzımansız tasarımı türbinin güvenilirliğini artırıyor ve böyle yaparak da faaliyet sırasındaki bakım masraflarını azaltıyor. Burası çok önemli, çünkü açık bir denizdeki hasarlı bir şanzıman kutusunun tamiri neredeyse oraya yeni bir türbin inşa etmenin maliyetine denk” diyor. Siemens’in Avrupa’da sattığı rüzgar enerjisi tesislerinin çoğunda, Rabe’nin sadece birkaç yıl içinde portföyünden aslan payını almasını beklediği doğrudan sürüş teknolojisi kullanılıyor. O gün geldiğinde büyük bir ihtimalle kaportaların temel tasarımları da değişmiş olacak. Bugün bu bileşenlerin montajı halen üç ayrı tesiste yapılıyor: Danimarka Branda; Kansas Hutchinson ve Çin Shanghai. Onlar montajdan sonra dünyanın dört bir yanındaki rüzgar çiftliklerine gönderiliyor. Ancak mühendisler, gelecekte bu karmaşık sistemi önde güç elektroniği bileşenlerini barındıran bir jeneratör ve arkada da kaporta için bir devindirici olarak iki modüle ayırmayı planlıyor. Burada asıl amaç, bu iki modülün rüzgar türbini kulesinin tepesine varıncaya kadar ayrı ayrı tutulmasıdır. Bu yaklaşım sayesinde çok daha esnek bir üretim sağlanabilecek. Rabe, “Bu gibi modülleştirmeler sayesinde biz kuyruk kısmını dünyanın dört bir yanındaki başka tesislere ürettirebileceğiz. Ancak karmaşık jeneratör modülü ise tıpkı otomobil üreticilerinin motorları kendi merkezi tesislerinde ama araç kokpitleri gibi modülleri dışarıya yaptırmalarına benzer şekilde Siemens tarafından sadece belirli yerlerde üretilmeye devam edilecekler” diyor. Bu ayrılmış kaportaların inşaat sahalarına ulaştırılmalarının maliyeti de ciddi derecede düşük olacak. Sonuçta söz konusu ülkeye bağlı olarak neredeyse 80 ton ağırlığındaki bir kargonun daracık yollarda ve kırılgan köprülerde tek bir paket halinde mi yoksa iki paket halinde mi nakledileceği büyük bir fark yaratabilir. Siemens’in inovatif yaklaşımı, kulelerin taşınmasını da çok yakında olağanüstü yalınlaştıracak. Kulelerin çoğu halen 6 metre çapında iri ve ağır çelik bölümlerden oluşuyor. Bunların hepsinin ayrı ayrı yüklenip inşaat sahasında birbirleriyle buluşmaları gerekiyor. Siemens Rüzgar Enerjisi kendi ürün portföyünün tamamını bu şekilde sadeleştirip standartlaştırmıştır. Daha net söylemek gerekirse eskiden 13 olan üretim hattı sayısını, bugün sadece 4 platforma indirgemiştir. Bu sayede müşteriler 2,3 veya 3 megawat’lık iki türbin ile 4 veya 6 megawat’lık iki büyük ünite arasında seçim yapma şansına sahip olabilmektedirler. Bu dört platformdan her birinde 6 farklı modül bulunmaktadır: Pervane kanatları, şanzıman kutusu veya onları jeneratöre bağlayan segment, jeneratörün kendisi, kuyruk, kule ve şebeke frekansı üretmek için gerekli elektronik parçalar. Bu modüllerden her birinin içinde de alt modüller vardır. Modülleştirmenin bu kadar yaygınlaştığı göz önüne alındığında, anlaşılan otomotiv endüstrisinin platform stratejisi rüzgar enerjisi sektörüne büyük bir başarıyla zaten nakledilmiş durumda.