Enerji Sistemleri Mühendisliği

Rüzgar Enerjisi

Rüzgar Enerjisi Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

Rüzgarın gücünden yararlanılmaya başlanması çok eski dönemlere dayanır. Rüzgar gücünden ilk yararlanma şekli olarak yelkenli gemiler ve yel değirmenleri gösterilir. Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme işleri için de rüzgar gücünden yararlanılmıştır. Günümüzde ise elektrik üretmek amacıyla kullanılıyor. Peki nedir bu Rüzgar Enerjisi?

Rüzgar Enerjisi Nedir?

Rüzgar enerjisi, rüzgarı oluşturan hava akımının sahip olduğu hareket(kinetik) enerjisidir. Rüzgardaki hareket enerjisini önce mekanik enerjiye daha sonra elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir. Rüzgar enerjisinin doğaya bir zararı olmadığı gibi temiz ve sonsuz bir enerji kaynağıdır.

 

Rüzgar Enerjisi Nasıl çalışır?

  • Rüzgar enerjisi güneşin doğmasıyla başlar. Gece oluşan soğuk hava tabakasının yere yakın bölümleri, güneşin ışınlarıyla hemen ısınmaya başlar. Fizik derslerinden de hatırlayacağınız üzere ısınan hava genleşir ve yükselir. Bu anda atmosferdeki soğuk hava tabakası yere doğru iner. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesiyle de rüzgar oluşur.
  • Santralleri, pervanelerin rüzgarın hareketiyle bağlı oldukları şaftı döndürür. Uygun bir jeneratör ile bu hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

 

Rüzgar Türbini Çeşitleri

Tarih boyunca çeşitli evrimler geçiren rüzgar makinelerinde kullanılan türbinler farklı tiplerdedir. Şimdiye kadar değişik nitelikte ve tipte geliştiren bu rüzgar türbinlerinin bazıları günümüzde ticari hale gelmiştir. Rüzgar türbinleri dönme eksenine göre üç gruba ayrılırlar.

  • Yatay eksenli rüzgar türbinleri
  • Dikey eksenli rüzgar türbinleri
  • Eğik eksenli rüzgar türbinleri
Önerilen Yazı  Güneş Enerjisi

 

Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri (YERT)

Yatay Eksenli Rüzgar Türbini Resim

Bu türbinlerde; dönme ekseni rüzgar yönüne paralel, kanatlar rüzgar yönüne diktir. Bu türbinlerde rotor kanatların sayısı azaldıkça rotor daha hızlı dönmektedir. Bu türbinlerin verimi yaklaşık %45’dir. YERT genel olarak yerden 20-30m yüksekte ve çevredeki engellerden 10m yüksekte olacak şekilde yerleştirilmelidir. Rüzgar hızının, rotor kanadı uç hızına bölünmesi ile elde edilen orana kanat uç hız oranı (λ) denir. Eğer;

  • λ= 1–5 Çok kanatlı rotor,
  • λ= 6–8 Üç kanatlı rotor,  ƒ
  • λ= 9–15 İki kanatlı rotor,
  • λ>15 Tek kanatlı rotor kullanılır.

YERT, farklı sayıda rotor kanadına sahip olan ve rüzgarı önden alan veya rüzgarı arkadan alan sistemler olarak da çeşitlilik gösterirler.

 

Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri (DERT)

Dikey Eksenli Rüzgar Türbini Resim

Dönme eksenleri rüzgar yönüne dik ve düşey olan bu türbinlerin kanatları da düşeydir. DERT rüzgarı her yönden kabul edebilme üstünlüğüne sahiptir. Bu türbinler rüzgarı sürükler veya kaldırır. İlk harekete geçişleri güvenilir değildir. Bu türbinlerin verimi yaklaşık %35’dir Türbinlerin üreteç ve vites kutusu toprak seviyesinde kurulabildiğinden kuleye gerek duymazlar. Bu yüzden düşük rüzgar hızlarında çalışmak zorunda kalırlar ve “Yaw”  mekanizmasına ihtiyaçları yoktur. Düşük rüzgar hızları ve az miktarda su pompalamak için tasarlanmışlardır. Kanat sayısının artması malzeme ağırlığını da beraberinde getirdiğinden, yüksek rüzgar hızlarında verimsiz çalışır. Rotor çapı 5m olan türbinden yaklaşık 0,5kW güç elde edilir. Bu türbinleri yer yüzeyine bağlayabilmek için çelik halatlara gereksinim duyulmaktadır.

Önerilen Yazı  Şebeke Bağlantılı (ON Grid) Solar Sistemler

 

Eğik Eksenli Rüzgar Türbinleri(**)

Dönme ekseni rüzgar ile belli bir açıya konumlandırılmış olan rüzgar türbinleridir. Kullanım alanları çok kısıtlıdır.

 

TÜRKİYE’DE RÜZGAR ENERJİSİ

Türkiye’nin toplam kurulu gücünün %0.06’sı Rüzgar kaynaklıdır. Rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynakları %1 gibi çok küçük bir orana karşılık gelen diğerleri bölümünde yer almaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar enerjisinin elektrik enerjisi üretimindeki payı ülkemizde %1’lik dilimin içerisinde yer alırken, dünyadaki gelişimi ise oldukça hızlı ve sürekli büyüme halindedir. Rüzgar potansiyeli bakımından zengin olan bölgelerimiz Ege, Marmara ve Doğu Akdeniz kıyılarıdır. Elektrik İşleri Etüd idaresi tarafından hazırlanan “Türkiye Rüzgar Atlası” na göre yerleşim alanları dışında 50m yükseklikteki rüzgar hızları, Marmara, Batı Karadeniz, Doğu Akdeniz kıyılarında 6.0 – 7.0 m/sn, iç kesimlerde ise 5.5 – 6.5 m/sn civarında, Batı Akdeniz kıyılarında 5.0 –6.0 m/sn iç kesimlerde 4.5 – 5.5 m/sn, Kuzey –Batı Egede ise kıyılarda 7.0-8.5 m/sn, iç kesimlerinde ise 6.5-7.0 m/sn dir. Diğer taraftan ABD’nin uzay çalışmaları ile saptadığı meteorolojik veriler, Türkiye’nin rüzgar enerjisi bakımından zengin olduğunu göstermektedir. Türkiye’nin bulunduğu coğrafi yöreye bağlı olarak komşu ülkelerde ve bölge ülkelerinde yapılmış ölçüm verileri de bu bulguyu desteklemektedir. Türkiye’nin bugünkü teknik koşullarda rüzgar enerjisi teknik potansiyeli 88000 MW, ekonomik potansiyelinin ise 10000 MW civarında olduğu tahmin edilmektedir. Türkiye’ nin teknik potansiyeli 83 GW, üretim potansiyeli ise 166 TWh/yıl’ dır. Buna karşılık Türkiye’nin toplam kurulu rüzgar gücü 20.6 MW’ tır

Önerilen Yazı  Kömür Enerjisi

 

Türkiye’de Rüzgar Santralleri Resim

Rüzgar Enerjisinin Kullanım Alanları(*)

  • Evler
  • İşletmeler
  • Park, bahçe ve cadde aydınlatmaları
  • Sinyalizasyon
  • Sulama sistemleri
  • Karavan, tekne ve mobil istasyonlar
  • Elektrik enerjisi ihtiyacı olabilecek her yer.

Rüzgar Enerjisinin Avantajları

  • Enerji güvenliği sağlar.
  • Hava kirliliği sorununu azaltır.
  • Tükenmeyen bir kaynaktır.
  • İklim değişikliği sorununa çözüm sağlar.
  • Yakıt maliyetleri yoktur.
  • Yakıt ithalini önler.
  • İthalat bağımlılığı yoktur.
  • Çabuk kurulur.
  • Rüzgar türbinleri, patlama yapmaz ve radyasyon yaymazlar.
  • RES’lerin kurulduğu alanlarda tarım ve hayvancılık yapılabilir.

 

Rüzgar Enerjisinin Dezavantajları

  • Rüzgar türbinlerinin verimleri düşüktür.
  • Rüzgar sürekli olmadığı için enerji üretim değeri sabit değildir.
  • Rahatsız edici bir gürültüye sahiptir.
  • İlk yatırım maliyetleri diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına göre daha yüksektir.
  • Sürekli değişen rüzgar hızları elektrik üretim miktarında düzensizliklere sebep olur.
  • Radyo ve TV alıcılarında parazitlenmeye sebep olur bundan dolayı şehre yakın yerlerde kurulması uygun değildir.
  • Rüzgar potansiyeli yüksek olan yerler genellikle şebeke hatlarına uzak olduğu için enerji nakil hatları oluşturulmasında yüksek maliyetlere sebep olur.
  • Rotor çapı büyük olan rüzgar türbinleri göçmen kuşların göç yollarını değiştirmesine neden olur.

 

(*) YumurtalıEkmek.com (**)EnerjiBes.com

1 Yorum

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.