Rüzgâr Enerjisi - Rüzgâr Enerjisi Nedir? Rüzgâr Enerjisi Nasıl Elde Edilir?

Rüzgâr Enerjisi - Rüzgâr Enerjisi Nedir? Rüzgâr Enerjisi Nasıl Elde Edilir?
Rüzgâr Enerjisi - Rüzgâr Enerjisi Nedir? Rüzgâr Enerjisi Nasıl Elde Edilir?
Yüzyıllardır dünyanın bir çok ülkesinde rüzgar enerjisinden rüzgar milleri yardımıyla su pompalama ve tane öğütme işlemlerinde yararlanılmıştır Rüzgar millerinin bugünkü modern karşılıkları elektrik üretmek için rüzgar enerjisini kullanan rüzgar türbünleridir Rüzgar türbünleri de rüzgâr milleri gibi enerjinin çoğunu yakalamak için bir kule üzerine monte edilir 30 m ya da daha fazla yükseklikteki kuleler, daha hızlı ve daha az türbülanslı rüzgâr sağlar Türbünler rüzgar enerjisini dönen kanatları ile yakalar Ekseriya bir rotor için bir şaft üzerine iki yada üç kanat monte edilir Bir kanat bir uçak kanadı gibi davranır Rüzgar estiği zaman aşağıdaki kanatın alt ucunda düşük basınçlı bir hava paketi oluşur Sonra düşük basınçlı hava paketi üst kanatı kendine doğru çeker, böylece rotorun dönmesi gerçekleşir Buna kaldırma denilir Kaldırma kuvveti, türbin kanatlarına önden çarpan rüzgâr

kuvvetinden daha fazladır Buna sürüklenme denir Kaldırma ve sürüklenme birlikte rotorun bir pervane gibi dönmesine sebep olur Dönen şaft elektrik üretmek için bir jeneratörü döndürür Rüzgar türbünleri tek başına uygulamalar olarak kullanılır, ya da bir güç noktasına bağlıdır, veya bir fotovoltaik sistemle beraberdir Rüzgar enerjisinin kaynak kullanım ölçeği için, çok sayıda rüzgar türbünü bir rüzgar çiftliğini oluşturmak amacıyla birbirine yakın olarak inşa edilir

Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi gibi pratik amaçlar için kullanır Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek elektrik üretilir

Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi, gibi pratik amaçlar için kullanır Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek kullanılacak elektrik üretilir Küçük türbünler uzaktaki kasabaların elektrik ihtiyacını karşılamak için kullanılır Rüzgar türbünleri başlıca iki sınıfa ayrılır Yatay eksenli türbünler ve dikey eksenli türbünler Çoğu kırsal alanda olmak üzere eski biçimli rüzgar millerini hala görebiliriz Rüzgar türbünleri dünyada çok sayıda uygulamalar için kullanılır Tek bir evin elektriğini üretmek için küçük rüzgar türbünleri kullanılırken, güç gridine elektrik temin etmek için büyük çiftliklerde çok sayıda türbün kullanılır Son 20 yılda rüzgar enerjisi araştırmalarındaki ilerlemeler rüzgarın maliyetinin dramatik şekilde düşmesine yardım etmiştir Araştırmalar araştırma laboratuarlarında, üniversitelerde ve kullanıcı organizasyonları tarafından yürütülmüştür Rüzgar enerjisinin yakıt kaynağı rüzgardır Rüzgar kaynağının iyi anlaşılması bir rüzgar projesi için programının planlanmasında hayati bir adımdır Bir rüzgar enerji projesinin performansını tahmin etmek için o yerdeki rüzgarın detaylı bilgisi gereklidir Rüzgar enerjisi bir yeşil güç teknolojisi olarak düşünülür Çünkü çevreye etkisi en az durumdadır Rüzgar enerji santralleri kirlilik ya da sera gazı üretmezler Rüzgardan üretilen enerjinin maliyeti 20 yılda %85 düşmüştür Rüzgar enerji ekonomisini geliştirmek için halen birçok ülkede üretim teşvik kredisi kullanılmakdatır

Küresel Isınma

Rüzgâr Enerjisi nasıl bir yerden gelir?

Tüm yenilenebilir enerji türleri (gelgit enerjisi ve jeotermal hariç) ve fosil yakıt enerjisi dahi sonuç olarak güneşten kaynaklanır Güneş yeryüzüne saatte 100000000000000 kW enerji gönderir Başka deyişle yeryüzü, 10 üzeri 18 watt kadar güç kazanır

Güneşten gelen enerjinin %1-2'si rüzgâr enerjisine dönüşür Bu, yeryüzündeki tüm bitkilerin biyolojik kütleye dönüştürdüğü enerjinin 50 - 100 katıdır

Sıcaklık farkları hava akımını oluşturur

Ekvator çizgisi yakınındaki bölgeler dünyanın diğer bölgelerine göre daha fazla ısınır Bu sıcak bölgeler, kızıl ötesi fotoğraflarda sıcak renklerle (karalarda kırmızı, turuncu ve deniz yüzeyinde sarı) görünür

Sıcak hava soğuk havadan hafiftir ve yaklaşık 10km'ye ulaşıncaya kadar gökyüzüne yükselir Bu sıcak hava kütlesi hareket ederek Kuzey ve Güney Kutbuna yaklaşınca aşağı çöker ve ekvatora geri döner

Coriolis Kuvveti

Dünya döndüğü için kuzey yarıküre üzerindeki her hareket, kendi konumumuza göre sağa doğru (güney yarıküre için sola) yönelir Bu belirgin bükücü kuvvet Coriolis Kuvveti (Coriolis Force) olarak bilinir Bu kuvveti keşfeden Fransız Matematikçi Gustave Gaspard Coriolis'in ismiyle anılmaktadır (1792 - 1843)

Kuzey yarıküre üzerinde hareket edenbir parçacığın sağa doğru döneceği pek açık görünmeyebilir Bu olayı şöyle canlandırabiliriz:

Uç kısmı güneye doğru hareket eden bir koni düşünün ve dünyanın döndüğü gerçeğini de eklersek, koninin sanki sağa doğru kaydığını görürüz

Coriolis Kuvveti gözle görülebilir bir olaydır Tren yolu hatlarının bir tarafı diğerinden daha hızlı aşınır Nehir yataklarının bir tarafı diğerinden daha derine iner (hangi taraf olduğu bulunduğumuz yarıküreye bağlıdır ve kuzey yarıkürede hareket eden bir parçacıklar sağa yönelir)

Kuzey yarıkürede rüzgâr, bir alçak basınç alanına yaklaştıkça saat yönüne ters yön alır Güney yarıkürede ise rüzgâr, alçak basınç alanları etrafında saat yönünde döner

Rüzgârın Gücü

Rüzgâr hızı, bir rüzgâr türbininin elektriğe çevirebileceği enerji miktarı açısından önemlidir Rüzgârın enerji içeriği, ortalama rüzgâr hızının küpü oranında değişir Yani rüzgâr hızı 2 katına çıkarsa, 8 kat enerji içerir

Öyleyse, rüzgârın enerji içeriği rüzgâr hızının kübü oranında değişir Günlük yaşamdan, bir otomobilin hızı 2 katına çıkarsa frenlemesi ve durdurulması için 4 kat enerji gerektiğini farkedebilirsiniz (Aslında bu Newton'un 2 hareket yasasıdır)

Rüzgâr türbini örneğinde, rüzgârın hızını 2 katına çıkarırsak her saniye pervaneden geçen dilim sayısını da 2 kat artar ve bu dilimlerin her biri otomobilin frenlemesi örneğinden anlaşıldığı gibi 4 kat enerji içerir

Neden Rüzgâr Enerjisi?

Rüzgâr enerjisi günümüzde, 21 yüzyılda ve onların ötesinde ençok gelecek vadeden teknolojilerden bir tanesidir Burada rüzgâr enerjisi üzerinde en çok sorulan sorular hakkında bazı kısa cevaplar bulacaksınız:

*Rüzgâr Enerjisi Temizdir

Rüzgâr türbinlerinden herhangi bir çevre kirliliği olmaz Modern bir 600 kW gücündeki rüzgâr türbini ortalama bir yerde, bir yılda genellikle kömürle iletilen diğer elektrik santrallarının 1200 ton karbondioksidinin yerine geçecektir

20 yıllık bir işletme süresi içinde (ortalama bir yerde) bir rüzgâr türbini tarafından üretilen enerji imâlatı, bakımı, faaliyeti, demontajı ve parçalanması için gerekli olan enerjinin sekiz misli fazladır

Başka bir deyişle, genellikle bir rüzgâr türbinini imâl etmek ve çalıştırmak için gerekli olan enerjiyi geri kazanmak için sadece iki ya da üç ay yeterli olacaktır

*Rüzgâr Enerjisi Yoğundur

Rüzgârdaki enerji gerçekten de sürdürülebilir bir kaynaktır Rüzgâr hiç bitmeyen bir şeydir

Halihazırda, rüzgâr enerjisi Danimarka elektrik tüketiminin %311'ini karşılamakta ve bu rakkamın 2008 yılında yüzde 40 mertebesine yükselmesi beklenmektedir

Avrupayı çevreleyen sığ denizlerin üzerindeki rüzgâr kaynakları, teori olarak Avrupa'nın kullandığı tüm elektriği birçok misli ile karşılar niteliktedir

*Rüzgâr Enerjisi Farklıdır

Rüzgâr türbünleri boyutlar ve üretim kapasiteleri açısından çok büyümüşlerdir

1980'lerden kalma tipik bir Danimarka malı rüzgâr türbini, 26 kW gücünde bir generatöre ve 10,5 metrelik bir pervane çapına sahiptir Modern bir rüzgâr türbini 43 metrelik bir pervane çapına ve 600 kW gücünde bir generatöre ulaşmaktadır Yılda 1 ile 2 milyon kW/saat enerji üretmektedir Bu da Avrupa'da 300 ile 500 konutun yıllık elektrik tüketimine eşit bulunmaktadır Son nesil rüzgâr türbinlerinin 1000 - 1500 kW generatörü ve 50 - 60 metrelik pervane çapı bulunmaktadır Galler'in Carno bölgesinde bulunan, Avrupa'nın geniş rüzgâr türbini parkı, 20000 konutun ihtiyacına eşit bir enerji üretmektedir

Avrupa'da 1997 itibariyle, 3000 MW'dan fazla rüzgâr enerjisi, beş milyon kadar kişinin elektrik ihtiyacını karşılayacak şekilde devrede bulunmaktadır

Rüzgâr enerjisi, rüzgârı oluşturan hava akımının sahip olduğu hareket (kinetik) enerjisidir Bu enerjinin bir bölümü yararlı olan mekanik veya elektrik enerjisine dönüştürülebilir

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

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 40301 MW civarındadır Bu güçten en fazla yararlanan ülke % 36,3'lük payıyla Almanya'dır Almanya toplamda 14612 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 3756 MW'lık güç üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler

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

Sakıncaları

• Rüzgârın sürekliliği olmadığı için enerji üretim değerinin sabit olmaması,
• Rüzgâr türbinlerinin büyük alan kaplaması,
• Gürültü kirliliği oluşturması
• Fosil ve nükleer yakıtlardan elde edilen enerjiye oranla enerji üretiminin düşük olması
• Yatırım maliyetlerinin yüksek olması,
• Kullanım ömrü dolan kompozit parçaların doğada geri dönüştürülmesinin mümkün olmaması
• Diğer tip enerji üretim tesislerine göre daha fazla dinamik parça barındırması, dolayısıyla işletme risklerinin daha fazla olması

Rüzgâr Türbünleri

Rüzgâr türbünleri, 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 türbünleri boyut ve tip olarak çeşitlilik gösterse de, genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır Rüzgâr türbünleri dönme eksenine göre “Yatay Eksenli Rüzgâr Türbünleri” (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbünleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar

Rüzgâr Gücünün Çevresel Etkileri

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Rüzgâr enerjisinin başlıca etki, fosil yakıtlı santrallerin elektrik üretiminde neden olduğu kirliliği göstermemesidir Değişik enerji kaynakları, klasik enerji kaynaklarıyla yer değiştirebilirken, rüzgâr enerjisinin çevresel maliyeti çok daha düşük olabilir

Rüzgâr gücünden türetilen enerji yakıt tüketmez ve fosil yakıtlı güç kaynakları gibi hava kirliliğine neden olmaz
Vahşi yaşam ölümlerini engelleme ve azaltma rüzgâr türbinlerini yerleştirirken ve kurarken dikkat edilmesi gereken etkidir

Karbondioksit salımı ve kirlilik

Rüzgâr gücü üretimi sağlamak için yakıt tüketmez ve elektrik üretimi için doğrudan emisyonu yoktur Rüzgâr türbinlerinde, karbondioksit (CO2), kükürt dioksit, cıva, partikül veya fosil yakıtlardaki gibi hava kirliliğine neden olan diğer türler yoktur Rüzgâr güç santralleri, yapım ve kurulumda kaynakları kullanır Rüzgâr türbinlerinin inşası esnasında çelik, beton, alüminyum ve yapım için gerekli diğer materyalları kullanır ve genellikle fosil enerji kaynakları kullanılarak elde edilen enerji yoğunlaştırma işlemine dönüştürülür Rüzgâr türbin imalatçısı olan Vestas ilk karbon dioksit emisyonunun, yerleşim yeri dışındaki türbinlerde çalışmanın yaklaşık olarak 9 ay içinde "geri ödeneceğini" iddia ediyor
2006'daki bir çalışma, her bir GWh olarak üretilen enerjinin 14 ile 33 ton arasında rüzgâr gücünde CO2 emisyonu olduğunu gösterdi Buna karşılık nükleer güç için 10 tondur Çoğu CO2 emisyonu, rüzgâr türbini inşaatı esnasındaki betonlamadan gelir
Rüzgâr gücü, yedekleme ve düzenleme için kullanılan fosil yakıt santrallerinde emisyona neden olmaktadır
İrlanda ulusal şebekesindeki bir çalışma, "Rüzgârdan üretilen elektriğin, fosil yakıtın tüketimini azalttığını ve böylece emisyon korunumuna yol gösterdiğini" ve her bir MWh için CO2 emisyonunu 0,59'dan 0,33'e düşürdüğünü ortaya koydu

Net enerji kazancı

Kullanılan enerjideki ilk kardon dioksit emisyonu, yerleşim yeri dışındaki türbinlerde yaklaşık 9 ay içinde "geri kazanılıyor" Her uygun büyük ölçekli enerji kaynağı, inşaatında kullanılan enerjisi karşılamalıdır Rüzgâr enerjisi için yatırımdan sağlanan enerji (EROEI), toplam üretilen elektriğin bir türbin inşa etmek için gereken birim enerjileri toplamına bölümüdür Rüzgâr oranları için EROEI 5 ile 35 arasında olmakla birlikte, rüzgâr enerji kayıtlarında ortalama 18 civarındadır EROEI, türbin hacmiyle orantılıdır ve daha büyük eski nesil türbinler bu oranın daha üstünde veya 35'den büyüktür Üretilen enerji, yapımda tüketilen enerjinin birkaç katı olduğunda, Net enerji kazancı vardır

Çevresel kapsam

Fosil yakıtlar ve nükleer güç santrallerinde soğutma için buharlaşma veya herhangi bir sebeple çok miktarda su kullanılır Bunun aksine rüzgâr türbinlerinde elektrik üretimi için suya ihtiyaç yoktur

İklim Değişimi

Bir çalışma benzetimi (simülasyonu), dünya kara sahasının %10'undan fazlasında kurulacak rüzgâr türbinlerinin, küresel iklim değişimine etki edeceğini gösterdiBuna bakarak özellikle kırsal alanlarda, hava akışı ve rüzgâr gücünün azalmasından dolayı küçük iklik değişim kaygıları vardır

Kullanım alanı

Türbinler arasındaki engellerin neden olduğu kayıpları azaltmak için bir rüzgâr tarlası, açık alanda Megawaat başına kabaca 0,1 km2 200 MW'lık rüzgâr tarlası yaklaşık olarak 20 km2'lik bir kullanım sahası olmalıdır

Yüzyıllardır dünyanın bir çok ülkesinde rüzgar enerjisinden rüzgar milleri yardımıyla su pompalama ve tane öğütme işlemlerinde yararlanılmıştır Rüzgar millerinin bugünkü modern karşılıkları elektrik üretmek için rüzgar enerjisini kullanan rüzgar türbünleridir Rüzgar türbünleri de rüzgâr milleri gibi enerjinin çoğunu yakalamak için bir kule üzerine monte edilir 30 m ya da daha fazla yükseklikteki kuleler, daha hızlı ve daha az türbülanslı rüzgâr sağlar Türbünler rüzgar enerjisini dönen kanatları ile yakalar Ekseriya bir rotor için bir şaft üzerine iki yada üç kanat monte edilir

Bir kanat bir uçak kanadı gibi davranır Rüzgar estiği zaman aşağıdaki kanatın alt ucunda düşük basınçlı bir hava paketi oluşur Sonra düşük basınçlı hava paketi üst kanatı kendine doğru çeker, böylece rotorun dönmesi gerçekleşir Buna kaldırma denilir Kaldırma kuvveti, türbin kanatlarına önden çarpan rüzgâr
kuvvetinden daha fazladır Buna sürüklenme denir Kaldırma ve sürüklenme birlikte rotorun bir pervane gibi dönmesine sebep olur Dönen şaft elektrik üretmek için bir jeneratörü döndürür Rüzgar türbünleri tek başına uygulamalar olarak kullanılır, ya da bir güç noktasına bağlıdır, veya bir fotovoltaik sistemle beraberdir Rüzgar enerjisinin kaynak kullanım ölçeği için, çok sayıda rüzgar türbünü bir rüzgar çiftliğini oluşturmak amacıyla birbirine yakın olarak inşa edilir
Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi gibi pratik amaçlar için kullanır Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek elektrik üretilir
Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi, gibi pratik amaçlar için kullanır Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek kullanılacak elektrik üretilir Küçük türbünler uzaktaki kasabaların elektrik ihtiyacını karşılamak için kullanılır Rüzgar türbünleri başlıca iki sınıfa ayrılır Yatay eksenli türbünler ve dikey eksenli türbünler Çoğu kırsal alanda olmak üzere eski biçimli rüzgar millerini hala görebiliriz Rüzgar türbünleri dünyada çok sayıda uygulamalar için kullanılır Tek bir evin elektriğini üretmek için küçük rüzgar türbünleri kullanılırken, güç gridine elektrik temin etmek için büyük çiftliklerde çok sayıda türbün kullanılır Son 20 yılda rüzgar enerjisi araştırmalarındaki ilerlemeler
rüzgarın maliyetinin dramatik şekilde düşmesine yardım etmiştir Araştırmalar araştırma laboratuarlarında, üniversitelerde ve kullanıcı organizasyonları tarafından yürütülmüştür Rüzgar enerjisinin yakıt kaynağı rüzgardır Rüzgar kaynağının iyi anlaşılması bir rüzgar projesi için programının planlanmasında
hayati bir adımdır Bir rüzgar enerji projesinin performansını tahmin etmek için o yerdeki rüzgarın detaylı bilgisi gereklidir Rüzgar enerjisi bir yeşil güç teknolojisi olarak düşünülür Çünkü çevreye etkisi en az durumdadır Rüzgar enerji santralleri kirlilik ya da sera gazı üretmezler Rüzgardan üretilen enerjinin maliyeti 20 yılda %85 düşmüştür Rüzgar enerji ekonomisini geliştirmek için halen birçok ülkede üretim teşvik kredisi kullanılmakdatır