Rüzg â r Enerjisi Santralleri OĞUZHAN SÖNMEZ

Rüzgâr Nedir ve Nasıl Oluşur? Rüzgâr, yüksek basınç bölgeleri ile alçak basınç bölgeleri arasında yer değiştiren hava akımıdır. Hava hareketlerinin temel prensibi, mevcut atmosfer basıncının bölgeler arasında değişmesidir. İki bölge arasındaki basınç farkı ne kadar büyük olursa, hava akım hızı o kadar fazla olur. Rüzgar sahip olduğu hıza göre farklı isimler alır.

Rüzgar Enerjisi Nedir? Hareket eden tüm cisimler ve dolayısıyla da rüzgar, kinetik enerjiye sahiptir. Bu kinetik enerji, rüzgarın türbin kanatlarını çevirmesiyle önce mekanik enerjiye ve kanatlara bağlı jeneratörün senkron veya asenkron olarak dönmesiyle de elektrik enerjisine dönüştürülür. Rüzgar enerjisinden elde edilen elektrik enerjisi; rüzgar hızına bağlı olduğundan değişkenlik gösterir. Bu anlamda önemli olan, rüzgar enerjisinden mümkün olan en fazla düzeyde yararlanmaktır. Tıpkı diğer elektrik enerjisi üretim kaynakları gibi rüzgar enerjisi de tek başına güvenilir değildir ve bir enerji havuzu içinde kullanılacağı değerlendirilmelidir.

Rüzgâr Enerjisinin Avantajları Atmosferde bol ve serbest olarak bulunur. Yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır, çevre dostudur. Kaynağı güvenilirdir, tükenme ve zamanla fiyatının artma riski yoktur. Maliyeti günümüz güç santralarıyla rekabet edebilecek düzeye gelmiştir. Bakım ve işletme maliyetleri düşüktür. İstihdam yaratır. Hammaddesi tamamıyla yerlidir, dışa bağımlılık yaratmaz. Teknolojisinin tesisi ve işletilmesi göreceli olarak basittir. İşletmeye alınması kısa bir sürede gerçekleşebilir

Rüzgâr Enerjisinin Dezavantajları Gürültülüdürler. Dönen pervaneler sayesinde kuşların ölümüne sebep olabilirler. Çok büyük alanlara inşa edilirler. Radyo, televizyon ve haberlerşme dalgalarını olumsuz etkiler. Bazı arazilerde görüntü bozuklukları oluştururlar.

Rüzgâr Enerjisinin Kullanım Alanları Evler İşletmeler Park, bahçe ve cadde aydınlatmaları. Sinyalizasyon Sulama sistemleri. Karavan, tekne ve mobil istasyonlar. Elektrik enerjisi ihtiyacı olabilecek her yer

Rüzgâr Türbini Rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir. Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri, 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. 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" ve "Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” olmak üzere iki sınıfa ayrılır.

YATAY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİ 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 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.

DÜŞEY EKSENLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİ Türbin mili düşeydir ve rüzgârın geliş yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeşitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır.

Düşey ve Yatay Eksenli Türbinler

Darrieus Tipi 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.

SAVANUİS TİPİ 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.

Darrieus ve Savaneus Tipi

Rüzgâr Enerjisinin Çevreye Katkısı dünyamızda fosil yakıtlar kullanılmaktadır ancak bu fosil yakıtların kullanılması dünyamıza oldukça zarar vermektedir ve bu fosil yakıtlar belli bir zamandan sonra tükenmeye mahkumdur. Ancak rüzgarda böyle bir şey yoktur ve çevresel bakımdan çok iyi bir enerji kaynağıdır. Rüzgar türbinlerinin yapılacakları yerler genelde denizler veya düz arazilik yerlerdir.

RÜZGAR ENERJİSİNİN EKONOMİYE KATKISI NASILDIR? Rüzgar enerjisinin ekonomiye katkısı oldukça fazladır.Brüt potansiyelinin yılda yılda 400 milyar kWh olduğu düşünülmektedir. Teknik potansiyelinin ise 120 milyar kWh olduğu düşünülmektedir. Söz konusu teknik potansiyel yıllık elektrik üretiminin 1.2 katıdır. Ancak Türkiye genelinde güvenilir rüzgar enerjisi potansiyeli 12 milyar kWh/yıl olarak hesaplanmaktadır.

Dünyada ve Türkiye’de Rüzgâr Enerjisi Çalışmaları Rüzgar enerjisinden elektrik elde edilmesinin yaygınlaşmaya başlamasının başlıca nedeni; dönüşüm sistemlerinin ve elektrik enerjisi üretim maliyetlerinin yeni fosil-yakıtlı güç santralleriyle rekabet edebilecek düzeye inmiş olmasıdır. Rüzgar enerjisi sistemlerinin geliştirilmesi üzerindeki araştırmalar; türbin sistemlerinin aerodinamik ve mekanik performanslarının artırılması, dayanıklılıklarının ve yorulma ömürlerinin geliştirilmesi, rüzgar alanlarının modellenmesi ve simule edilmesi ve ayrıca açık denizde kurulması düşünülen türbinler üzerinde yoğunlaşmıştır.

Danimarka'nın ilk deniz rüzgar çiftliği uygulaması kıyıdan6 km açıkta kurulmuştur. Her biri 500 kW’dan oluşan bu çiftliğin toplam gücü 5 MW olup yaklaşık 4000 evin elektrik gereksinimini karşılayacak düzeydedir. Bu çiftlikten elde edilen elektrikle 6000 ton kömürün yakılması ve ton CO2 'in salımı önlenmektedir. Dünya 1998 yılı sonu itibariyle 9839 MW kurulu rüzgar gücüne ulaşmıştır. Dünyanın en büyük kurulu gücü 6469 MW ile Avrupa’da yer almaktadır. Almanya 794 MW artış ile 1998 yılında önde gelmektedir. Bu artış ile ülkenin toplam rüzgar gücü 2875 MW’a çıkmıştır.

Türkiye'nin rüzgar enerjisi potansiyeli yeterli ölçümler yapılmadığından dolayı kesin olarak bilinmemektedir. Türkiye'nin toplam rüzgar enerji teknik potansiyeli sadece kara kısmı için ile MW düzeyinde olduğu tahmin edilmektedir. Yerleşim alanları dışında 10 m yükseklikte rüzgar hızı yıllık ortalaması Ege Bölgesi ve diğer kıyı alanlarımızda m/sn, iç kesimlerde ise m/sn arasındadır. Antakya, Bandırma, Bergama, Bodrum, Bozcaada, Çanakkale, Çeşme, Çorlu, Gökçeada, İnebolu, Mardin ve Sinop rüzgar enerjisince zengin yörelerimizdir.

İzmir Çeşmede 55 kW gücünde rüzgar jeneratörü bir turistik tesisde kullanılmaktadır yılında Alaçatı' nın Germiyen Köyünde üç rüzgar türbininden oluşan 1.7 MW kapasiteli özel sektöre ait bir rüzgar santralı kurulmuştur. Tesis edilen 7.2 MW kapasiteli Alaçatı Rüzgar Güç santrali 1998 yılında üretime başlamıştır. Halen Türkiye’de çeşitli özel sektör yatırımcılarınca geliştirilen ve yakın gelecekte gerçekleşebilecek rüzgar güç santral kapasitesi 700 MW’a ulaşılmıştır

Dünya Kurulu Güç (MW)