Rüzgar Türbinlerinin Tipleri :

Rüzgar Türbinlerinin Tipleri :
İki temel rüzgar türbin sistemi vardır

Yatay Eksenli Sistemler
Düşey Eksenli Sistemler

Avantajları

Rüzgar enerjisi kirlilik yaratmayan ve çevreye çok az zarar veren yenilenebilir bir enerji kaynağıdır Yeryüzünde %95 gibi bir alanda rüzgar enerjisi elde edilebilir ve bu alanlarda ayni zamanda ziraat, ormancılık gibi faaliyetler de sürdürülebilir Evsel kullanım için iyi bir alternatif enerji kaynağıdır

Dezavantajları

Türbinlerin sesli çalışmaları, yakın çevrelerinde yaşayan insanlar için rahatsız edicidir Bu nedenle yerleşim merkezlerinden ve hassas vahşi yaşam alanlarından uzakta kurulmaları gerekmektedir Bölgesel olarak değişmekle birlikte, genelde düşük verimlidir (%30)

RÜZGAR ENERJİSİ:

İndirekt, yani çevrime uğramış bir güneş enerjisi olarak tanımlanabilir ( TUBİTAK-TTGV,1998 ) Rüzgardan elde edilecek enerji tamamen rüzgarın hızına ve esme süresine bağlıdır

AVANTAJLAR
DEZAVANTAJLAR

Kararlı, güvenilir, sürekli bir kaynaktır Türbin için Geniş alanlar isteyebilirler Tek bir türbin için 700-1000 m2/MW Rüzgar tarlalarının birim güç başına toplam gereksinimi ise 150-200 katı kadardır Türbinlerin kapladığı alan bunun %1-12 kadar olduğundan bu alanlar yinede tarım amaçlı kullanılabilir


Dışa bağımlı değildir Görsel ve estetik olarak olumsuzdur Gürültülüdürler ve kuş ölümlerine neden olur,radyo ve TV alıcılarında parazitlenme yaparlar Bu nedenle İngiltere başta olmak üzere bir çok Avrupa ülkesinde büyük rüzgar türbinlerinin yarattığı çevre sorunları nedeniyle milli park alanlarının sınırları içine ve çok yakınlarına kurulması yasaklanmıştır


Gelişen teknoloji ile birlikte enerji birim maliyetleri düşmektedir
Ülkemizin geneli olmasa da rüzgar enerjisi yönünden zengin sayılan yerleri mevcuttur Dünyada ise 1990 yılında kurulu rüzgar santralları gücü 2160 MW iken bu rakam 1994 de 3738 MW, 1995 de 4843 MW, 1996 yılında ise 6097 MW ( 1997, Wind Power Raporu) olmuştur Burada dikkat edilirse özellikle son yıllarda rüzgar enerji santrallarında gözle görülür bir artış trendi olmasıdır


Rüzgar enerjisi her ne kadar kaynağı doğa olsa bile bedava bir enerji değildir Bu enerjinin temel hammaddesi olan rüzgar her ne kadar parayla alınmasa bile rüzgarın taşıdığı enerjinin tutularak enerjiye dönüştürülmesi için bir maliyet gerekir ABD ‘de 750 Dolar/kW olan maliyet Avrupa'da 1400 Dolar /kW olabilmektedir Ekonomik olması için 1000 Dolar/ kW olması gerekmektedir Denizlere kurulan rüzgar türbünleri ise karadakilere oranla iki kat pahalıya mal olmaktadır Gelişen teknoloji ile bu rakamların yakın bir gelecekte çok daha aşağılara çekilmesi beklenmektedir


RÜZGAR ENERJİSİ VE İKLİM DEĞİŞİMİ

atmosfere saldığı sera gazları ile iklim değişikliğine en çok katkıda bulunan ülkelerden olan ABD sera gazı emisyonlarını 2008-2012 yıllarına kadar 1990 yılındaki seviyelerine indirmek durumundadır Yapılan öngörümler göre sadece elektrik üretim sektöründe 2010 yılında 1 milyar ton karbondioksit (CO2) fazlası bulunduğunu göstermektedir Türkiye’de olduğu gibi rüzgar ABD’ de de temiz, bolca bulunan ve CO2 emisyonuna neden olmayan bir kaynaktır Politik bir destek bulunduğunda, rüzgar enerjisi hızla üretime geçerek kömürden kaynaklanan emisyonları ortadan kaldırıp elektrik üretim sektörünün 2010 yılındaki sorumluluklarını yerine getirmesine katkıda bulunabilir Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliği ABD’nin toplam rüzgar enerjisi kapasitesinin 2010 yılında 30 000 MW olacağını ve yılda 105 milyar kWh üreteceğini öngörmektedir Bu 10 milyon evin enerji gereksiniminin karşılanması, CO2 emisyonlarının 100 milyon ton azaltılmasını sağlayacaktır

Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliği 30 000 MW hedefine ulaşmak üzere 10 safhalı bir Stratejik Rüzgar Enerjisi Girişimi önermektedir

• Rüzgardan üretilen elektrik için 15 sent/kilowatt-saat olan mevcut rüzgar enerjisi üretim vergi kredisinin (ÜVK) 10 yıl daha uzatılması

• 2005 yılında % 5 ve 2010 yılında % 10 olan bir federal Yenilenebilir Kapasite Standardına federal elektrik sektörü yapılandırma yasasında yer verilmesi Bu standart ABD’de üretilen tüm elektriğin oranı olarak yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretimi için bir “en az üretilmesi gereken miktarı” belirlemektedir

• Federal kuruluşlara zamanla artan bir yenilenebilir satın alma zorunluluğu getirilmesi 2005 yılına kadar federal kuruluşların elektrik gereksinimlerinin %10’unu hidrolik dışı yenilenebilir kaynaklardan sağlamaları istenmelidir

• Konutlar veya işyerlerinin kullanılan ufak rüzgar makinelerini satın alanlar için bir Ufak Türbin Yatırım Vergi Kredisi Bu girişim ABD’de ufak türbinler için iç pazarı harekete geçirecek, cihaz üretim hacmini artıracak ve üretim maliyetlerini azaltacaktır

• Rüzgar enerjisi geliştirilmesi için yılda 60 milyon dolar harcama için federal taahhüt

• 1 MW veya daha düşük kapasiteli yenilenebilir enerji sistemleri için “Net Sayaçlama” (sayacın ters dönmesine izin verme)

• Yenilenebilir enerjiyi elektrik şirketleri güç havuzlarında “alınmak zorunda” olunan kaynak durumuna getirmek

• Mevcut İhracat/İthalat Bankası programını güçlendirerek dünyadaki rüzgar geliştirmelerini daha etkin desteklemek

• Gelişmekte olan ülkelere çevresel tahribat yaratan kömür güç santralları yerine rüzgar projeleri kurmaları için teşvikler

• Yüksek kaliteli rüzgar konumlarının haritalara işlenmesine dönük küresel bir kaynak değerlendirme programı

Kapsamlı bir iklim değişikliği politikasının vazgeçilmez parçası olması gereken bu girişim uygulandığında ABD nin sera gazı emisyonlarını azaltma hedeflerine ulaşmak ile kalmayacağı, aynı zamanda milyonlarca Amerikalı için daha sağlıklı hava ve su, 150 000 yeni iş olanağı ve rüzgar makinelerine dünyada oluşan talebi karşılamada ABD rüzgar türbin üreticilerini rekabette üstün bir konuma getireceği ortaya konulmuştur Dünya Enerji Konseyi 2020 yılında dünyanın yeni rüzgar kapasitesinin 180 000 MW ile 474 000 MW olacağını öngörmüştür Bu ise 150 milyar ile 400 milyar dolar değerinde bir iş kapasitesi demektir ABD’nin bu alana yatırım yapmasının önemli olduğu belirtilmektedir
__________________

Paylaşım İçin Teşekkürler

Rüzgâr Çiftliği - Neuenkirchen, Dithmarschen (Almanya)


Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir
Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur Rüzgârın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır

Rüzgâr türbinlerinin nasıl çalıştığını anlamak için iki önemli aerodinamik kuvvet iyi bilinmelidir Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvetleridir
Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akış yönünde meydana gelen bir kuvvettir Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek maksimum sürükleme kuvveti hava akışının cisim üzerine 90o dik geldiği durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akışı cismin yüzeyine paralelken meydana gelir
Kaldırma kuvveti ise, akış yönüne dik olarak meydana gelen bir kuvvettir Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıştır

Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraşüt verilebilir Bu kuvvet sayesinde paraşütün hızı kesilmektedir Sürükleme kuvvetinin etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmış özel cisimlere akış hatlı (streamlined) cisimler denir Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar, zeplin verilebilir

Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akışı plaka yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür Havanın akış yönüne göre meydana gelen küçük açılarda akış şiddetinin artmasıyla düşük basınçlı bölgeler meydana gelir Bu bölgelere akış altı da denir Dolayısıyla, hava akış hızı ile basınç arasında bir ilişki meydana gelmiş olur Yani hava akışı hızlandıkça basınç düşer, hava akışı yavaşladıkça basınç artar Bu olaya Bernoulli etkisi denir Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme veya çekme meydana getirir


Ruzgar Tirubinleri
--------------------------------------------------------------------------------
Ruzgar Tirubinleri Hakkinda

Tum ruzgar tirubinleri propeller adi verilen pervanelerden olusur Tirubinler ruzgarin esme yonune dik olarak ruzgari en iyi sekilde alabilecek sekilde ki genelde tepelerin uzeri veya bottleneckadi verilen bogazlara kurulur Dusuk ve orta siddette elektrik enerjisi uretmek amaci ile kurulan ruzgar panellerinde ruzgar tirubin diregi yuksekligi ortalama 20 metre civarindadir

Enerji uretiminin buyuklugu arttikca diregin yuksekligi de artar Genel olarak ruzgar tirubinlerinde oran tirubin diregi boyu pervanenin bir makasinin 2 kati olacak sekilde ayarlanmistir Bir ruzgar tirubini ile kurulan elektirk jenaratorunden elde edilecek elektrik enerjisi, ruzgarin hizinin 3 kuvveti ile orantilidir Yani ruzgarin hizi 2 katina cikar ise, jenaratorun kapasitesi 8 katina cikar

Yuksek kuvvette esen ruzgarin kuvvetine dayanacak sekilde imal edilen son model ruzgar tirubinlerinde kullanilan malzeme grafit fiber epoxylerdir Grafitten elde edilen komposit maddeler 6 metre yari capa sahip pervane makaslari imalatna olanak saglayacak mukavemettedir Kucuk olcekli tirubinler fiberglass, aliminyum ya da lamine edilmis ahsap malzemeden yapilirlar

Ruzar tirubinlerindeki tarihsel degisimin en cok kendisini hissettirdigi nokta, pervanedeki makas sayisinda olmustur Gunumuz modern tirubinlerde 3 makasli pervaneler, ruzgarin burkulma momentini minimuma indirdigi icin esas alinmistir

Sınıflandırma

Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çok 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 ayrılır

Yatay eksenli


Yatay eksenli bir rüzgâr türbini


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

Düşey eksenli


Darrieus tipi bir rüzgâr türbini


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:

• Jeneratör ve dişli kutusu yere yerleştirildiği için, türbini kule üzerine yerleştirmek gerekmez, böylece kule masrafı olmaz
• Türbini rüzgâr yönüne çevirmeye, dolayısıyla dümen sistemine ihtiyaç yoktur
• Türbin mili hariç diğer parçaların bakım ve onarımı kolaydır
• Elde edilen güç toprak seviyesinde çıktığından, nakledilmesi daha kolaydır

Sakıncaları ise şöyledir:

• Yere yakın oldukları için alt noktalardaki rüzgâr hızları düşüktür
• Verimi düşüktür
• Çalışmaya başlaması için bir motor tarafından ilk hareketin verilmesi gerekir, bu yüzden ilk hareket motoruna ihtiyacı vardır
• Ayakta durabilmesi için tellerle yere sabitlenmesi gerekir, bu da pek pratik değildir
• Türbin mili yataklarının değişmesi gerektiğinde, makinenin tamamının yere yatırılması gerekir

Darrieus tipi


Düz tip bir Darrieus rüzgâr türbini


Darrieus tipi düşey eksenli rüzgâr türbininde, düşey şekilde yerleştirilmiş iki tane kanat vardır Kanatlar, yaklaşık olarak türbin mili uzun eksenli olan bir elips oluşturacak biçimde yerleştirilmiştir Kanatların içbükey ve dışbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nedeniyle dönme hareketi oluşur Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgâr türbinlerinde, devir başına iki kere en yüksek tork elde edilir Rüzgârın tek yönden estiği düşünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs şeklinde bir eğri oluşturur

Savonius tipi

Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin birleşimi şeklindedir En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” şeklini andıran bir görüntüsü vardır Savonius türbininde akışkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akışlar meydana gelir Bu dönel akışlar Savonius türbininin performansını düşürür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar