Rüzgar Enerjisi Nedir? Rüzgar Türbinleri Nasıl Çalışır?


cuma mesajlar

Havanın bir akışkan olduğunu hayal etmek lüzumtiğince zor. Çünkü hava görünmez. Sıvılardan değişik olarak hava daha acele hareket eder ve olduğu ortamın her konumunu kaplar. Havanın süratli yerdeştirmesi ile içersindeki parçacıkların hareketi de süratli olur. Havanın bu özelliğini kinetik enerjiye dönüştürme işlemine Rüzgar Enerjisi adı verilir.

Aynı mantıkla su gibi sıvı maddelerin yer değiştirme özelliğini kullanarak enerji elde etmeye de hidro elektrik adı verilmektedir ve imal edilen merkeze Hidro Elektrik Santrali denilir. Rüzgar enerjisinden elektrik yapan merkezlere de Rüzgar Santrali denilmektedir.

Rüzgar Santralleri kurulduktan sonra pervaneler yelın (havanın) hareketiyle bağlı oldukları şaftı döndürür. Uygun bir jeneratör ile de bu hareket enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

Rüzgar enerjisi güneşin doğmasıyla başlar. Gece meydana gelen soğuk hava tabakasının yere yakın seksiyonleri, güneşin ışınlarıyla derhal 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 yel meydana gelir.

Rüzgar Türbini
En kolay anlamda bir yel türbini 3 seksiyonden meydana gelir.

1.Pervane Kanatları:

Rüzgar estiği vakit pervanenin kanatlarına çarparak onu döndürmeye başlar. Bu sayede yel enerjisi ile kinetik(hareket) enerjisi elde edilmiş olur. Pervaneler yel estiğinde aynı yönde dönecek şekilde tasarlanmışlardır.

2.Şaft:

Parvenelerin dönmesiyle ona bağlı olan şaft da dönmeye başlar. Şaftın dönmesiyle de motor içersinde hareket meydana gelir ve motorun çıkışında elektrik enerji sağlanmış olur.

3.Jeneratör(Üreteç):

Oldukça kolay bir çalışma tekniği vardır. ElektRomanyetik indüksiyon ile elektrik enerjisi üretilmiş olur. Küçük oyuncak arabalardaki elektrik motoruna benzer bir sistemdir. İçinde mıknatıslar bulunur. Bu mıknatısların ortasında da ince tellerle sarılmış bir seksiyon bulunur. Pervane şaftı döndürğü vakit motor içersindeki bu sarım bölgesi , çevresindeki mıknatısların ortasında dönmeye başlar. Bunun neticesinde da seçenek akım (AC) meydana gelir.

Günümüzde sarfedilen yel türbinleri, tarlalarda kullanınal yel değirmenlerinden daha komplike bir yapıdadır. Ülkemizde yel değirmenleri pek süregelen kullanılmaz. Şimdi çağdaş yel türbinlerini tarif etmeye devam edelim.

Modern Rüzgar Türbin Teknolojisi

Rüzgar Türbinleri bugünümüzde iki değişik dizaynla karşımıza çıkıyor. Bunlardan birincisi aşağıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi dikey eksen çevresinde dönebilen dizayn.

dikey_eksenli_turbin
VAWTs yani “Vertical Axis Wind Turbine” (Düşey Eksenli Rüzgar Türbini) olarak adlandırılır.

Düşey ekseni yere dik olacak şekilde tasarlanmıştır. Daima yelın geleceği yöne göre ayarlanır.Yatay ekseninin yela göre ayarlanmasına lüzum yoktur. Genelde ilk hareket olarak elektrik motoruna lüzumsinim duymaktadır. Türbin yardımcı tellerle ekseninden sabitlenmiştir. Deniz standardına yakın yerlerde daha az yel aldığından cihazın verimi düşük olmaktadır. Fakat bütün lüzumlu donanımlar yer orantısında olması bir üstünlük olsa da, tarım arazileri amacıyla olumsuz tesiri çok olmaktadır.

Diğer mühim dizayn ise Düşey Eksenli Rüzgar Türbini (HAWTs) “Horizontal Axis Wind Turbine” olarak adlandırılır. Dönme ekseni yere paralel olarak tasarlanmıştır. Bir elektrik motoru sayesinde yel tarafına göre pervanenin tarafı ayarlanabiliyor. Yapısal olarak bir elektrik motorundan değişik değildir. Verimli olarak çalışabilmesi amacıyla deniz orantısından aşağı yukarı 80 metre yüksekte olması lüzumludir.

yatay_eksenli_turbin
Rotor Blades (Pervane kanatları) : Rüzgar enerjisini dönme hareketine çevirmeye yarar.

Shaft (Şaft) : Dönme hareketini üreteçe iletir.

Gear Box (Dişli Kutusu): Pervaneyle şaftın aralarındaki sürati arttırıp, üretece daha süratli bir hareket iletilmesine yardımcı olur.

Generator (Üreteç) : Dönme hareketinden elektrik enerjisi yapan seksiyon.

Breaks (Frenler) : Aşırı yüklenme ve bir problem olduğunda pervaneyi durdurmaya yarar.

Tower (Kule) : Pervane ve motor seksiyonününü yerden güvenilir bir yükseklikte çalışmasını sağlar.

Electrical Equipment (Elektrik Donanımı) : Üretilen elektrik enerjisini alakalı merkezlere iletilmesini sağlar.

turbin_aero
Üretilen Enerjinin Hesaplanması

Bir yel türbininin ürettiği enerjinin hesaplanması amacıyla yelın süratina ve pervane çapına lüzumsinim vardır. Genellikle büyük yel türbinleri saniyede 15 metre süratle dönmektedir. Teorik olarak imal edilen enerjinin yükselmesi amacıyla pervane çapının yükselmesi lüzummektedir. Bu da yel türbininin yüksekliğinin de yükselmesi manasına gelir. Bu sayede daha çok yel alıp daha süratli bir dönme hareketi sağlanır.

tablo

Özellikle yel türbinleri saatte 33 mil süratle döndüklerinde tam kapasite olarak çalışmaktadırlar. Saatte 45 mil (20 metre / saniye) süratina çıktıklarında ise otomatik olarak sistem durmaktadır. Türbinin çok süratlenması halunda sistemi durduracak çoğu denetim bulumaktadır. En genel sistem fren sisteminidir.Pervane 45 mil/saatte süratina ulaştığında dönme prosedürünü durdurur. Bundan diğer diğer emniyet elemanları da şunlardır

Açı Kontrolü : Pervane yüksek süratlera çıktığında, imal edilen ernerji de çok çok olmakta. Bu gibi hallerde pervanelerin açılarını değiştirip daha yavaş bir dönme hareketi elede etmek amacıyla kullanılır.

Pasif Yavaşlatıcı: Özellikle pervaneler ve motor bloğu sabir bir açıyla ayarlanmışlardır. Fakat yel çok süratli estiği vakitlerde pervanenin tepe taklak olmasını engellemek amacıyla tasarlanmış bir sistemdir. Aerodinamik olarak yelın tersi yönde pervanenin açısını değiştirip süratin azaltılmasına çalışılır.

Aktif Yavaşlatıcı: Açı denetim sistemine benzer bir sistemdir. Üretilen gücün çok olması halunda pervane ve motor bloğunun açısını değiştirmeye yarayan sistemdir.

Genel olarak 50.000 yel türbini , senelik 50 milyar kilovat/saat enerji üretir.
Rüzgar Enerjisi Kaynakları ve Ekonomisi

Tipik büyük bir yel türbini senelik 5.2 milyon KWh elektrik enerjisi üretir. Yaklaşık 600 hanenin elektrik lüzumsinimını karşılayabilir. Günümüzde kömür ve nükleer santraller, yel santrallerinden daha ucuza enerji üretebilmektedirler. O durumda namacıyla yel enerjisini kullanalım? Bunun iki mühim namacıylaivar. Rüzgar enerjisinin “Temiz” ve “Yenilenebilir” özelliklerde olmasıdır. Atmostefe zararlı karbon dikosit ve nitrojen gazları salınımı yoktur ve yelın bitmesi gibi bir hal söz hususu değildir. Rüzgar enerjisi her ülkede üretilebilir. Başka ülkelerden enerji aktarma etmeye lüzum duyulmaz. Hem de yel santralleri uzak bölgelere inşaa edilip, imal edilen enerjinin merkezi yerlere iletilmesi daha kolaydır.

wind-power-5.jpg
Rüzgar santrallerinin bu yararlarının yanısıra olumsuz yönleride de vardır. Diğer enerji santaralleri gibi Hervakit yüksek verimle çalışamazlar. Çünkü yel sürati değişkenlik göstermektedir. Rüzgar türbinleri şehirlere yakın bölgelerde oluşturdukları ses kirliliği sebebiyle insanlara, hayvanlara ve natural hayata rahatsızlık vermektedir.

Rüzgar varolduğundan beri itimat edilir enerji kaynağı değildir. Rüzgar sürati düştüğünde yada kesildiğinde geri dönüşümü olmayan enerji kaynaklarına lüzumsinim duyulmaktadır.

Comments 0

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

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

Rüzgar Enerjisi Nedir? Rüzgar Türbinleri Nasıl Çalışır?