Rüzgârın gücünden yararlanılmaya başlanması çok eski dönemlere dayanır. Rüzgâr gücünden ilk yararlanma şekli olarak yelkenli gemiler ve yel değirmenleri gösterilebilir. Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme işleri için de rüzgâr gücünden yararlanılmıştır. Günümüzde daha çok elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır.
Fosil, nükleer ve diğer yöntemlerde atmosfere zararlı gazlar salınmakta, bu gazlar havayı ve suyu kirletmektedir. Rüzgârdan enerji elde edilmesi sırasında ise bu zararlı gazların hiçbiri atmosfere salınmaz, dolayısıyla rüzgâr enerjisi temiz bir enerjidir, yarattığı tek kirlilik gürültüdür. Pervanelerin dönerken çıkardığı sesler günümüzde büyük ölçüde azaltılmıştır.
RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIM ALANLARI:
1- Evler
2- İşletmeler
3- Park, bahçe ve cadde aydınlatmaları.
4- Sinyalizasyon
5- Sulama sistemleri.
6- Karavan, tekne ve mobil istasyonlar.
7- Elektrik enerjisi ihtiyacı olabilecek her yer
(Rüzgar ölçümleri uygun rapor edilmeyen yerlerde tavsiye edilmez)
Dünyadaki durum
Rüzgâr Gücü, dünyada kullanımı en çok artan yenilenebilir enerji kaynaklarından biri haline gelmiştir. Günümüzde dünyadaki kullanım oranının çok düşük olmasına karşılık, 2020 yılında dünya elektrik talebinin %12'sinin rüzgâr enerjisinden karşılanması için çalışmalar yapılmaktadır.
Günümüzde rüzgâr enerjisinden üretilen toplam güç 40.301 MW civarındadır. Dünya'da rüzgardan enerji üretiminin %36,3'ü Almanya'da gerçekleştirilmektedir. Almanya toplamda 14.612 MW güç üretmektedir ve Almanya'nın elektrik enerjisi ihtiyacının % 5,6'sını karşılamaktadır. Rüzgâr gücünden en çok yararlanan diğer ülkeler sırasıyla İspanya, ABD, Danimarka, Hindistan, Hollanda, İtalya, Japonya, Birleşik Krallık ve Çin'dir. Diğer tüm ülkeler toplamda 3.756 MW'lık güç üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler.
 |
||||||
AMERİKA'DA YOL KENARINDA BULUNAN RÜZGAR TÜRBİNLERİ
TÜRKİYE'DE Kİ DURUMU
Türkiye ise bu konuda diğer ülkelere göre çok avantajlı bir konumdadır, çünkü rüzgar enerjisi bakımından çok ciddi bir potansiyel barındırmaktadır. Tahmin edilen potansiyel yaklaşık 60.000 MW’tır. İlk olarak 1998 yıllarında yapımına başlanan rüzgar santralleri toplamda 8.7 MW kurulu gücündeydi, 2005 yılına kadar bu tablo oldukça durağan olup yeterli ilgiyi göremediği için bu alana neredeyse hiç yatırım yapılmamıştır. Ancak 2005 yılında meclisin konuyu ele almasıyla birlikte elektrik üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarını devreye sokan yasa meclis genel kurulundan geçmiştir.
2005-2009 yılları arası yaklaşık 500 MW bir artış sergilemiştir. 2010 yılında bu yatırımların daha da önünü açabilecek ve yatrımıcıları bu alana yönlendirecek olan YEK yasası yürürlüğe girmiştir. Son 2 -3 yılda yatırımlar giderek hız kazanmış ve Temmuz 2012 itibariyle 2.000 MW’ı aşmış durumdadır. Türkiye’nin toplam kurulu gücü 56.471 MW düzeyindedir, rüzgarın payı ise %3.5 civarlarındadır.EPDK tarafından 114 projeye lisans verilmişken 94 proje lisans almayı beklemektedir. 2023 yılına kadarki hedef, rüzgar kurulu gücünde 20.000 MW ‘a ulaşmaktır.
|
Üstünlükleri
Atmosferi kirletici etkiye sahip gazların salınmaması,
• Temiz bir enerji kaynağı olması,
• Kaynağının tükenmemesi (güneş, dünya ve atmosfer olduğu sürece),
• Rüzgâr tesislerinin kurulumu ve işletilmesinin diğer tesislere göre daha kolay olması,
• Enerji üretim maliyetlerinin düşük olması,
• Güvenilirliğinin artması,
• Bölgesel olması ve dolayısıyla kişilerin kendi elektriğini üretebilmesi.
Rüzgâr türbinleri
Rüzgâr türbinleri, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgârın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir. Pervane milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır.
Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çeşitlilik gösterse de, genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar.
Rüzgâr Türbini İç Yapısı
1. Makina Yeri (Nacelle)
Makina yeri, rüzgâr türbininin dişli kutusu ve elektrik üreteci dahil kilit parçalarını içerir. Servis personeli, makina yerine türbin kulesinden girebilir. Makina yeri solunda, rüzgâr türbini pervanesi yani pervane kanatları ve göbek bulunur.
2. Pervane Kanatları (Rotor Blades)
Pervane kanatları, rüzgârı yakalar ve rüzgârın gücünü pervane göbeğine aktarır. Modern bir 600 kW rüzgâr türbininde her pervane kanadının uzunluğu 20 metre kadardır ve bir uçak kanadı gibi tasarlanır.
3. Göbek (Hub)
Pervane göbeği, rüzgâr türbininin düşük hız miline bağlıdır.
4. Düşük Hız Mili (Low Speed Shaft)
Rüzgâr türbininin düşük hız mili, pervane göbeğini dişli kutusuna bağlar. Modern bir 600 kW rüzgâr türbininde dişli nispeten yavaş, dakikada 19 - 30 devir hızı ile döner. Bu mil aerodinamik frenlerin çalışması için hidrolik sisteme ait borular içerir.
5. Dişli Kutusu (Gearbox)
Dişli kutusunda, solda düşük hız mili bulunur. Sağdaki yüksek hız milinin, düşük hız milinden 50 kat hızlı dönmesini sağlar.
6. Mekanik Frenli Yüksek Hız Mili (High Speed Shaft with its mechanical brake)
Mekanik frenli yüksek hız mili, dakikada yaklaşık 1500 devir hız ile döner ve elektrik üretecini çalıştırır. Bir acil durum mekanik freni vardır. Mekanik fren, aerodinamik frenlerin çalışmaması durumunda veya türbin bakımdayken kullanılır.
7. Elektrik Üreteci (Electrical Generator)
Elektrik üreteci, genelde bir senkron üreteç veya asenkron üreteçtir. Modern bir rüzgâr türbinininde azami elektrik gücü genelde 500 - 1500 kW arasındadır.
8. Elektronik Kontrol Ünitesi (Electronic Controller)
Elektronik kontrol ünitesi, rüzgâr türbininin durumunu sürekli izleyen ve eğim mekanizmasını kontrol eden bir bilgisayar içerir. Bir arıza halinde (örneğin, dişli kutusu veya üretecin fazla ısınması) rüzgâr türbinini otomatik olarak durdurur ve telefon modem hattı vasıtasıyla türbin operatörünü bilgisayarına uyarı verir.
9. Hidrolik Sistem (Hydraulics System)
Hidrolik sistem, rüzgâr türbininin aerodinamik frenlerini içerir.
10. Soğutma Birimi (Cooling Unit)
Soğutma ünitesi, üreteci soğutmak için kullanılan bir soğutma birimini içerir. Ayrıca dişli kutusundaki yağı soğutmak için kullanılan bir soğutma birimi de içerir.
11. Kule (Tower)
Rüzgâr türbininin kulesi, makina yerini ve pervaneyi taşır. Genelde kulenin yüksek olması bir avantajdır, zira zeminden uzaklaştıkça rüzgâr hızları artar. Modern bir tipik 600 kW rüzgâr türbininde 40 - 60 metrelik bir kule bulunur.
Kuleler, dairesel veya kafes biçiminde olabilir. Dairesel kuleler türbinin tepesine ulaşmak için bir iç merdiven olabildiğinden personelin türbinlere bakması için daha güvenlidir. Kafes kulelerin avantajı başlıca daha ucuz olmasıdır.
12. Eğim Mekanizması (Yaw Mechanism)
Eğim mekanizması, pervane ile birlikte makina yerini rüzgâra karşı döndürmek üzere elektrik motorlarından yararlanılır.
Eğim mekanizması, yelkovanı kullanarak rüzgâr yönünü algılayan elektronik kontrol ünitesi tarafından çalıştırılır. Rüzgâr, yön değiştirdiğinde normalde türbin bir defada sadece birkaç derece eğilir.
13. Anemometre ve Yelkovan (Anemometer and Wind Wane)
Anemometre (Rüzgâr ölçer) ve yelkovan, rüzgâr hızı ve yönünü ölçmek için kullanılır.
Anemometreden gelen elektronik sinyaller, rüzgâr türbininin elektronik kontrol ünitesi tarafından rüzgâr hızı yaklaşık 5 m/s'ye yaklaştığında rüzgâr türbinini çalıştırmak için kullanılır. Bilgisayar, türbini ve çevresini korumak için rüzgâr hızı 25 m/s'yi aştığında türbini otomatik olarak durdurur.
Yelkovan, sinyalleri rüzgâr türbininin elektronik kontrol ünitesi tarafından rüzgâr türbinini rüzgâra karşı döndürmek üzere kullanılır.
 |
| RÜZGAR TÜRBİNİ İÇ YAPISI |
RÜZGAR TÜRBİNİ ÇEŞİTLERİ
2' ye ayrılır:
- Yatay Eksenli
- Düşey Eksenli
Düşey eksenli rüzgar türbinleri de kendi içerisinde 2' ye ayrılır.
- Darrieus tipi
- Savonius tipi
Yatay Eksenli:
Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgâr yönüne paraleldir. Kanatları ise rüzgâr yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgârı en iyi alacak şekilde, döner bir tabla üzerine yerleştirilmiştir.
Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgârı önden alacak şekilde tasarlanır. Rüzgârı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur. Rüzgârı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluşturduğu rüzgâr gölgelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgâra bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır.
Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgâr türbinleri verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve daha fazla parçadan da oluşabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. Geçmişte çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için kullanılmıştır.
 |
||||||
YATAY EKSENLİ BİR RÜZGAR TÜRBİNİ
DÜŞEY EKSENLİ:
Türbin mili düşeydir ve rüzgârın geliş yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeşitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır.
Bu türbinlerin üstünlükleri şöyle sıralanabilir:
Sakıncaları ise şöyledir:
|
