Üretimde yeni döngü

Rüzgardan elde edilen elektrik genellikle halen kömürden üretilen enerjiden daha pahalıya mal oluyor. Siemens Rüzgar Enerjisi ise rüzgar enerjisini daha rekabetçi bir hale getirmek ve büyümeyi artırmak için her şeyi kapsayan endüstriyel imalat süreçleri başlatmayı planlıyor.

Siemens Rüzgar Enerjisi net bir hedef koydu: İçinde bulunduğumuz 10 yılın sonuna kadar, karada rüzgar enerjisinden üretilen bir kilowatsaat'lik (kWh) elektriğin maliyetini 5 Euro Cent'in altına çekmek. Bu sayede rüzgar enerjisi maliyet bakımından geleneksel enerji kaynaklarıyla aynı kulvarda yarışabilecek. Bir kıyaslama yapmak gerekirse, şu anda konuma bağlı olarak bir kilowat'lık rüzgar enerjisi yaklaşık 7 Cent'e mal oluyor. Siemens ayrıca, bugün cari fiyatlarla karadakilerden yaklaşık iki kat pahalıya malolan açık deniz rüzgar enerjisi tesislerinde üretilen elektriğin fiyatında da dikkate değer düşüşler yaratılabileceğine inanıyor. Bu yüzden şirketin hedefi, açık deniz rüzgar enerjisini rekabetçi bir hale getirecek şekilde kWh başına fiyatı 10 Cent'in altına çekmek.

Bu hedefler doğrultusunda, 2011 Ekim'inde Siemens Rüzgar Enerjisi'nin başına CEO olarak Dr. Felix Ferlemann atandı. Bir makine mühendisi olan Ferlemann, Siemens'e katılmadan önce 10 yıldan uzun bir süre boyunca otomotiv endüstrisinde çalışmıştı. Bu yüzden, jeneratörler ile pervane kanatlarından çok vakum pompaları, şaseler ve hareket nakil süreçlerine aşina. Ancak Rüzgar Enerjisi'nin faydalanmayı umduğu da tam da böylesi bir deneyim çünkü otomobil endüstrisi bu alanların bazılarında çok daha ileride. Ferlemann, "Süregelen inovasyonların yanı sıra maliyetleri düşürmenin en etkili yolu işin içine endüstriyel üretim süreçlerini katmaktır.~
Son birkaç 10 yıllık süreçte, otomobil endüstrisi araç bileşenlerini öylesine optimumlaştırdı ki artık olası en düşük maliyetlerle üretim yapar hale geldiler. Rüzgar endüstrisinin böylesi bir yaklaşımdan öğreneceği çok şey var" diyor. Fer-lemann'ın konsepti aslında otomotiv platform stratejileri, modülarizasyon (birimlere ayrıştırma), standardizasyon ve yalın imalat süreçleri etrafında şekilleniyor.

Rüzgar enerjisi sektörünün otomotiv endüstrisinden neler öğrenebileceğinin en iyi örneği rüzgar türbinleri için üretilen devasa pervane kanatları. 75 metreye kadar uzayabilen bu kanatları dünyada tek parça halinde üretebilen tek şirket Siemens. Patentli 'Entegre Kanat Teknolojisi' sayesinde, pervane kanatları üzerinde hiç bir kaynak noktası, yani hiçbir zayıf nokta yok. En az 20 yıl boyunca şiddetli rüzgarlara ve sert hava koşullarına sorunsuzca direnebilirler. Ancak pervane kanadı üretimi epey emek yoğun ve zahmetli bir süreç. Danimarka, Aalborg'da 250 metre uzunluğunda üretim alanındaki Siemens çalışanları, pervane kanadı kalıplarını, üst ve alt yarıları birleştirilip havası alınıp ve içleri sıvı epoksit reçine ile doldurulmadan önce elleriyle cam lifi hasırı ve sal ağacı kerestesi ile hazırlıyor. Ferlemann, "Bu kalıpları tıpkı insanlar gibi robotlar da yapabilir. Hatta çok daha hızlı yaparlar. Saniyede üç metre kalıbı otomatik bitirebilirler. Bu sayede üretim süresi yarı yarıya kısalarak 300 saatten 150 saate düşebilirve yıllık imalat maliyetleri 30 milyon Euro civarında düşürülebilir" diyor.

40 metre uzunluğundaki bir motor pervanesi kalıbının üretimiyle ilgili ilk testler olumlu sonuçlandı ve Aaalborg'da 2014 yılı başına kadar robotların yardımıyla ilk defa 55 metre uzunluğunda kanatların üretilmesi planlanıyor. Siemens Rüzgar Enerjisi'nde baş stratejist olan Jan Rabe, "Burada kendi pervane kanadı uzmanlarımız tarafından özel programlanmış geleneksel endüstriyel robotlardan faydalanacağız. Bu sayede rekabette arayı hayli açmış olacağız" diyor.

Ancak bu daha sadece ilk adım olacak. Siemens zaten, rüzgar değirmenleriyle ilgili özel koşulları yerine getirmek için kanat üretiminde kullanılan ısmarlama keçeleri doğrudan cam lifinden kendisi de üretebilir. Rabe, "Bu keçeler, pervane kanadındaki konumlarına göre çeşitli kalınlıklarda dokunabilir. Eğer üretim sürecinde bunu da hesaba katarsak, o zaman bu kanatların maliyetini çok daha aşağı seviyelere çekebiliriz" diyor.~
Rüzgar enerjisi sektörü, son birkaç yılda yakaladığı ciddi büyüme oranlarını sürdürmek istiyorsa, bu gibi yaklaşımlara ihtiyacı olacak. Siemens'in Danimarkalı imalatçı Bonus'u satın aldığı 2004 yılından bu yana, sadece Siemens Rüzgar Enerjisi'nin satışları bile her yıl yüzde 40 oranında arttı. O zamanlar Bonus yılda sadece 200 rüzgar türbini yapabiliyordu ve yıllık satışları 300 milyon Euro civarındaydı. Oysa bugün, Siemens her yıl yaklaşık 2 bin türbin üretiyor ve yılda 5 milyar dolarlık satış hacmi var. Aldığı siparişler ise şu anda 11 milyar Euro seviyesinde. Ferlemann, "Doğal olarak başlangıçta büyümeyi yönetmeye odaklanmalıydık. Ancak şimdi bir konsolidasyon aşamasındayız ve artık verimliliği artırmak ve maliyetleri kısmak zorundayız" diyor.

Motor yatağında vitessiz sürüş. Bu durum aynı zamanda toplam üretim maliyetlerinden kabaca yüzde 60 pay alan rüzgar enerjisi tesisi motor yatakları için de geçerli. Geriye kalan maliyetler ise kule ve pervane
kanatları arasında aşağı yukarı eşit bir şekilde bölüşülüyor.

Sonuç olarak, Siemens Rüzgar Enerjisi maliyetleri kısmada aslında en çok modüla-rizasyon ve azaltılmış karmaşıklığa güveniyor. Örneğin yeni üç megawatlık ve altı megawatlık türbinlerinde artık alışıldık bir vites kutusu ile asenkron bir jeneratör kombinasyonuna rastlanmıyor. Onların yerine, doğal mıknatıslarla donatılmış doğrudan çalıştırılan senkron bir jeneratör ile uygun bir şebeke dönüştürücü frekans kullanılıyor. Bu vitessiz doğrudan sürüş konsepti ile bu gibi sistemlerde kullanılan bileşenlerin yüzde 50'sinden kurtulunmuş olunuyor ve ünitenin ağırlığı da yüzde 30 civarında azalıyor.

Rüzgar türbinlerinde ayrıca, diğer ürünlerde de kullanılabilen hidrolik ve enerji elektroniği sistemleri gibi modüller de var. Bu türbinleri ayarlamak için kullanılan elektrikli motorlar gibi pek çok modül bileşeni aslında çeşitli türden rüzgar türbinlerinde de kullanılabilir. Bu sayede satın alma ve depolama maliyetleri düşmüş olur.

Müşteriler sadece kurulu her bir megawat kapasitesi için gerekli sermaye harcamalarının düşüklüğünden avantajlı çıkmakla kalmıyor, aynı zamanda bakım masraflarından da tasarruf ediyor. Rabe, "Vitessiz tasarım, türbinin dayanıklılığını artırır ve bu sayede faaliyet esnasındaki bakım ve onarım maliyetlerini azaltır.~
Burası çok önemli çünkü açık denizlerde bozulmuş bir vites kutusunun değiştirilmesi veya tamiri neredeyse yerine yeni bir türbinin yapılması kadar maliyetlidir" diyor. Siemens'in Avrupa'da sattığı rüzgar enerjisi tesislerinin çoğu doğrudan sürüş teknolojisini kullanmakta ve Rabe önümüzdeki birkaç yıl içinde bu portföyden aslan payını kapacaklarını ümit ediyor.

O zamana kadar, "temel motor yatakları" tasarımının da değişecek olması ihtimali çok yüksek. Günümüzde bu bileşenler halen üç ayrı tesiste monte ediliyor: Danimarka, Brande; Kansas, Hutchinson ve Çin, Şangay. Montajdan sonra inşaat sahalarına gönderiliyorlar. Ancak gelecekte, mühendisler bu karmaşık sistemi jeneratörün olduğu ön kısım ve enerji elektronikleri ile motor yatağı sürücüsünün olduğu arka kısım olmak üzere iki ayrı modüle bölmeyi planlıyor. Burada iki modülün rüzgar türbini kulesinin tepesine varıncaya kadar ayrı tutulması gerektiği fikrinden yola çıkılıyor. Bu yaklaşım sayesinde üretim süreci çok daha esnek bir hale getirilebilir. Rabe, "Bu gibi modülarizasyonlar sayesinde dünyanın herhangi bir yerindeki tesisimizde arka kısmı üretebileceğiz. Ancak bir hayli karmaşık olan jeneratör modülü sadece birkaç tesiste Siemens tarafından üretilmeye devam edilecek. Tıpkı otomobil üreticilerinin araç motorlarını kendi merkezi tesislerinde yapmaları ama koltuklar veya paneller gibi parçaları dışarıya yaptırmaları gibi.

Bu birbirinden ayrılmış motor yatağı parçalarının inşaat sahalarına taşınma maliyeti de dikkate değer ölçüde düşecek. Sonuçta, yaklaşık 80 tonluk bir kargonun tek bir seferde veya iki ayrı nakliyatla taşınması arasında çok büyük bir fark olabilir çünkü daha hafif yükler hem dar yollardan hem zayıf köprülerden kolayca taşınabilir.

Siemens'in inovasyoncu yaklaşımı ile çok yakında kulelerin taşınması da basitleştirilecek. Bu kulelerin çoğu halen çapı 6 metreyi bulabilen ağır çelik parçalardan oluşuyor. Bunların üst üste istiflenerek götürülmelerive inşaat sahasında birleştirilmeleri gerekiyor. Ancak Siemens, 2012 yılından buyana bilhassa çok yüksek kuleler için sürgülü çelik zırhlar sunuyor. Burada her biri birkaç metre uzunluğunda olan üç ayrı parça kullanılmak yerine, bu kuleler birbirine sürgülenmiş 14 veya 18 ayrı zırhtan oluşuyor. Ferlemann, "Bu yeni sürgülü çelik zırhların parçaları, standart ebattaki bir konteynerde ayrı ayrı taşınabilir. Bu parçaları üretmesi de daha ucuza maloluyor çünkü onları yüksek hacimli olarak çelik levhalardan tam otomatik bir süreçle üretebiliyoruz. Ayrıca bu teknik ile bu parçaların boyanması da çok kolaylaşıyor" diyor. Ferlemann, 115 metreden uzun çelik zırhlı kulelerin üretim maliyetinin, bağımsız çelik halkalardan yapılan geleneksel tüp şeklindeki kulelerin maliyetinden çok daha aşağıya çekilebileceğine inanıyor.~
Otomobil endüstrisinden örnek alınıyor. Siemens Rüzgar Enerjisi, bütün ürün portföyünü bu şekilde yalınlaştırmak ve standartlaştırmak istiyor. Daha açık söylemek gerekirse, şu anda 13 tane olan ürün hattını 4 platforma indirgemeye çalışıyor. Müşteriler işte o zaman, 2 veya 3 megawatlık iki türbin veya 4 ya da 6 megawatlık iki büyük ünite arasında tercih yapabilir hale gelecek. Bu 4 platformdan herbiri sonuçta 6 tane modülden oluşacak: pervane kanatları, onları jeneratöre bağlayan parça, jeneratörün kendisi, arka kısım ve şebeke frekansı üretmek için gerekli elektronik parçalar. Aslında bu modüller çok sayıda alt modülden oluşacak. Bu iş sorunsuzca sonlandırılabilirse, bu şirket otomotiv endüstrisinin platform stratejisini rüzgar enerjisi sektörüne nakletmeyi başarmış olacak.

Ferlemann, "Burada temel amaç sürekli azalan teşviklere rağmen kilit rol oynayabilecek bir rüzgar enerjisi endüstrisi kurmak. Bu süreçte biz nelerin yapılmaması gerektiğini de otomotiv endüstrisinden öğrenebiliriz. Bazı otomobil üreticileri kendi geliştirme uzmanlıklarını kendi tedarikçilerine aktarmıştı ve süreç içinde teknik uzmanlık ayrıcalıklarını kaybetmişlerdi. Biz kesinlikle böyle bir şey yapmayacağız. Siemens daima sadece kendi motor yataklarını, pervane kanatlarını ve diğer bileşenleri kendisi geliştirecek. Aynı zamanda satın aldığı bileşenlerin kalitesini de belirli bir seviyede tutmaya devam edecek" diyor.

Christian Buck