120106201009 Batuhan GÖKGÖZ 141106201004 Çağatay ÇAKIR RÜZGAR ENERJİSİ VE RÜZGAR TÜRBİNLERİ 120106201009 Batuhan GÖKGÖZ 141106201004 Çağatay ÇAKIR

Yenilenebilir Enerji Kaynağı Dünyadaki enerji rezervlerinin durumu dikkate alındığında, rüzgar enerjisinden yararlanmanın, hem çevresel hemde kaynak varlığı açısından önemli olduğu anlaşılmaktadır. Dünya enerji rezervi tükenme yılı yaklaşık olarak kömür için 200 yıl, gaz için 65 yıl, petrol için 40 yıldır.Türkiye’yi artacak olan fiyatlardan ve kaynakların tükenmesinden dolayı zora sokacaktır.

NEDEN RÜZGAR ENERJİSİ? Rüzgar diğer kaynaklara göre sonsuzdur. Bu nedenle elektrik enerjisi üretimini yenilenebilir kaynaklara doğru yönlendirmemiz, mevcut hidrolik kaynaklarımız ile birlikte rüzgar enerjisinden faydalanmamız gerekmektedir.

RÜZGAR ENERJİSİ NEDİR? 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 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.

RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIMININ TARİHÇESİ Antik çağdan bu yana insanlar rüzgar enerjisi kullanmaktadır. M.Ö 1700 yıllarında Babil Kralı Hammurabi Mezopotamya’yı sulamak için rüzgar enerjisini kullanmıştır. Yüzyıllar boyunca yel değirmenleri rüzgar gücünü kullanan mekanik uygulamalar olmuştur. Yel değirmenleri günümüzde de sulama ve pompalamada kullanılmaktadır. Rüzgar gücünü kullanarak elektrik üretme teknolojisi yeni bir teknolojidir ve mekanik,elektrik-elektronik, aerodinamik ve kontrol alanlarında gelişmeye devam etmektedir.

RÜZGAR TÜRBİNİ NEDİR? Rüzgar 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. Enerji, rüzgar hızının küpü ile orantılıdır. E= ½ *g *S*V³ g: Hava yoğunluğu S: Süpürme alanı V: Rüzgar hızı E: Enerji

RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN TARİHÇESİ Rüzgardan elektrik üretmek amacıyla kullanılan rüzgar türbinleri gelişen teknolojiyle beraber çeşitli değişiklikler geçirmişlerdir. 1960'larda Almanya'da Profesör Ulrich Hutter'in tasarladığı rüzgar türbinleri iki kanatlıydı ve fiberglas ve plastik maddelerden yapılmıştı. 1980'lede farklı türbin şekilleri ortaya çıkmıştır. Düşey eksenli ve yatay eksenli türbinlerin çeşitli modelleri üretilmiştir. Bu tarihlerde türbinlerdeki kanat sayısı 3'e yükselmiştir.

RÜZGAR TÜRBİNİ ÇEŞİTLERİ Rüzgar türbinleri dönme eksenine göre iki gruba ayrılırlar: 1)Yatay eksenli rüzgar türbinleri ; Tek Kanatlı Rüzgar Türbinleri İki Kanatlı Rüzgar Türbinleri Üç Kanatlı Rüzgar Türbinleri Çok Kanatlı Rüzgar Türbinleri

YATAY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİ

RÜZGAR TÜRBİNİ ÇEŞİTLERİ 2)Dikey eksenli rüzgar türbinleri; Savonious Rüzgar Türbinleri Darrieus Rüzgar Türbinleri H-Darrieus Rüzgar Türbinleri

DİKEY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİ

RÜZGAR TÜRBİNİ ÇALIŞMA PRENSİBİ 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.

YATAY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNİ ÇALIŞMA PRENSİBİ Rotor Blades (Pervane kanatları): Rüzgar enerjisini dönme hareketine çevirmeye yarar. Shaft (Şaft) : Dönme hareketini üreteçe iletir. Gear Box (Dişli Kutusu): Pervaneyle şaftın aralarındaki hızı arttırıp, üretece daha hızlı bir hareket iletilmesine yardımcı olur. Generator (Üreteç) : Dönme hareketinden elektrik enerjisi üreten bölüm. Breaks (Frenler) : Aşırı yüklenme ve bir sorun olduğunda pervaneyi durdurmaya yarar. Tower (Kule) : Pervane ve motor bölümününü yerden güvenli bir yükseklikte çalışmasını sağlar. Electrical Equipment (Elektrik Donanımı): Üretilen elektrik enerjisini ilgili merkezlere iletilmesini sağlar.

DİKEY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNİ ÇALIŞMA PRENSİBİ Türbin mili düşeydir ve rüzgârın geliş yönüne diktir. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır. 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.

SONUÇ Ticari olarak en çok kullanılan yatay eksenli rüzgar türbinleridir. Bu türde: kanat çapları 100m ve kule yükseklikleri 75m olan türbinler bulunmaktadır.Çok hızlı dönen bir kanat, çok yavaş dönen fakat çok kanatlı bir pervane ile aynı düzeyde enerji toplamaktadır. Böylece az kanat yapılması malzeme tasarrufu sağlayıp maliyeti ve kule ağırlığını düşürmektedir. Ana amaç verimin yüksek, maliyetin düşük olmasıdır. Küçük bir arazide rüzgar türbinleri sayısının artışı ile toplam enerji miktarında artma olmasına rağmen, rüzgar çiftliğinin veriminde azalma görülür. Bu nedenle arazi özelliklerine, rüzgar hızına ve kullanım amacına uygun rüzgar türbinleri seçilmelidir.

İşletmede olan RES’lerin Bölgelere Göre Durumu

Türkiye’de Rüzgar Enerjisinin Durumu Türkiye’nin en iyi rüzgâr kaynağı alanları kıyı şeritleri, yüksek bayırlar ve dağların tepesinde ya da açık alanların yakınında bulunmaktadır. Açık alan yakınlarındaki en şiddetli yıllık ortalama rüzgâr hızları Türkiye’nin batı kıyıları boyunca, Marmara Denizi çevresinde ve Antakya yakınında küçük bir bölgede meydana gelmektedir. 7 m/s’den büyük rüzgâr hızları göz önüne alınarak Türkiye rüzgâr enerjisi potansiyeli 47.849 MW olarak belirlenmiştir. Yap – İşlet – Devret modeliyle yapılan ilk küçük santraller 1995 yılında yapılmaya başlanmıştır. Çeşme’de kurulan rüzgar enerjisi santrali Türkiye’nin ilk rüzgar enerjisinden elektrik üreten santralidir. Türkiye’nin bugünkü teknik koşullarda rüzgar enerjisi teknik potansiyeli 88000 MW, ekonomik potansiyelinin ise 10000 MW civarında olduğu tahmin edilmektedir.

Türkiye’nin Enerji Üretiminde Rüzgar Enerjisinin Payı

Türkiye’deki Rüzgar Enerjisi Santralleri için Yıllık Kurulum

Türkiye’deki Rüzgar Enerjisi Santralleri için Kümülatif Kurulumu

Tübitak Onaylı Türk Malı Rüzgar Türbini Fiyatları 400 W : 2 000 TL 500 W : 2 650 TL (Yatay Eksenli) 500 W : 5 500 TL (Dikey Eksenli) 1.2 kW : 10 800 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 2 kW : 17 000 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 3 kW : 24 300 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 5 kW : 32 500 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 10 kW : 65 000 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 20 kW : 135 000 TL + 1200 € (Akıllı Kontrol Sistemli) 1200 € luk maliyetler kurulum fiyatlarıdır.

Rüzgar Türbini Kurulum Fiyatı

DÜNYADA RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIMI

Dünyada Yıllık ve Kümülatif Rüzgar Kapasitesi

Rüzgar Enerji Santralleri Kurulum Çalışmaları Ön etüd çalışmaları Rüzgar hızının belirlenmesi Rüzgar güç yoğunluğunun belirlenmesi Kapasite faktörünün belirlenmesi Arazi yapısı Trafo merkezlerine uzaklık Arazi mülkiyeti

Bir Rüzgar Türbini İlk Yatırım Maliyetini Ne Kadar Sürede Karşılar? 20 kW’ lık rüzgar türbini için; Kurulum Dahil İlk Yatırım Maliyeti = 82 850 TL Üretime Başlama Hızı: 3.8 m/s Optimum Güç Çıkışı: 20 000 W (12.5 m/s) Saatlik Üretim = 20 kWh Günlük Üretim = 20 kWh*24 = 480 kWh/gün Yıllık Üretim = 480 kWh*365 = 175 200 kWh/yıl CF = Kapasite faktörü Bu durumda örneğin CF = %35 lik bir kapasite faktörüyle; Gerçek Yıllık Üretim: 175 200 kWh/yıl*(%35) = 61 320 kWh/yıl olacaktır.

29/12/2010 Tarihli 6094 Sayılı Kanun Hükmü’ ne göre: Rüzgar enerjisine dayalı üretim tesisleri için elektrik birim fiyatı yaklaşık olarak 13.14 krş/kWh’ a karşılık gelmektedir. Bu Koşullarda; Yıllık Gelir = 61 320 kWh/yıl*13.14 krş/kWh = 8 057 TL/yıl %35 kapasite faktörüne sahip santralde ki bir türbinin ilk yatırım maliyetini karşılama süresi: 82 850 TL / (8 057 TL/yıl) = 10.3 yıl olarak hesaplanabilir. *Kapasite faktörünün değeri arttıkça bu sürenin daha da kısalacağına dikkat edilerek verimlilik en yüksek seviyede tutulmalıdır.

Rüzgar Enerjisinin Avantajları Temiz. Yenilenebilir. Enerji güvenliği sağlar. Hava kirliliği sorununu azaltır. 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. 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.