RÜZGAR ENERJİSİ SANTRALLERİ AHMET CAN ALTINDAĞ

RÜZGAR NEDİR VE NASIL OLUŞUR? Rüzgar, 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 ENERJİSİ NEDİR? 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 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. 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.

DARRİEUS TİPİ SAVONİUS TİPİ 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. SAVONİUS 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.

Dünya Kurulu Güç (MW) - Tablo TOP 10 CUMULATIVE CAPACITY-DECEMBER 2012   COUNTRY MW PERCENTAGE CHINA 75.564 26,75% USA 60.007 21,24% GERMANY 31.332 11,09% SPAIN 22.796 8,07% INDIA 18.421 6,52% UK 8.445 2,99% ITALY 8.144 2,88% FRANCE 7.196 2,55% CANADA 6.200 2,19% PORTUGAL 4.525 1,60% Rest of the World 39.853 14,11% TOTAL TOP 10 242.630 85,89%

Dünya Kurulu Güç (MW) - Grafik

TÜRKİYE RES KURULU GÜCÜ (MW) 500 1000 1500 2000 2500 3000 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 201 2001 1998 1999 2002 2013 2012 2011 , 8 7 9 18 1 20 51 146,3 363,7 791,6 1329,1 1805,8 2260,5 2577,1

Alta Rüzgâr Enerji Merkezi (ABD – 1.550 MW) Thanet Açık Deniz Rüzgâr Projesi (İngiltere – 300 MW)  Dabancheng Rüzgâr Çiftliği (Çin – 500 MW) Roscoe Rüzgâr Çiftliği (ABD – 781,5 MW)