RÜZGAR ENERJİSİ

Rüzgâr gücü  Elektrik üretmek için rüzgâr türbinleri, mekaniksel güç için Yel değirmeni, su veya kuyu pompalama için rüzgâr pompaları veya gemileri yürütmek için yelkenler kullanarak rüzgar kullanışlı formundaki rüzgâr enerjisinin sonucudur. 2009’un sonunda dünya çapındaki rüzgâr güç jeneratörlerinin kapasitesi 159,2GW idi. Enerji üretimi ise 340 TW idi. Bu da dünyada kullanılan elektriğin %2’si anlamına geliyor.

Enerji üretimi 2007, 2008 ve 2009 yıllarında ikişer kat olmak üzere hızlı bir şekilde artıyor. 2008’de Statik elektrik üretimi Danimarka'da %19, İspanya ve Portekiz'de %13,Almanya ve İrlanda'da %7 olmak üzere bazı ülkelerde (hükümetin desteğiyle) rüzgâr gücü gözle görülür şekilde, hızla artıyor. Türkiye'de çalışmalar yeni yeni başladı. Mayıs 2009 itibariyle 80 ülkede ticari olarak rüzgâr gücü kullanılıyor.

Enerji üretimi Büyük boyutlu rüzgâr tarlaları, elektrik iletim sistemine bağlanır. Daha küçük tesisler, üretilen elektriği sistemden ayrılan yerlerde kullanır. Bazı şirketler, küçük tesislerde üretilen fazla elektriği satın alıyor. Güç kaynağı olarak rüzgâr enerjisi fosil yakıtlara bir alternatiftir. Çünkü, bol, yenilenebilir, alıcı kitlesi geniş, temiz ve işlem esnasında sera gazı etkisine neden olmamaktadır. Bununla birlikte görüntü kirliliğine ve çevreye verdiği etkilerden dolayı rüzgâr tarlalarını inşa etmek genelde hoş karşılanmıyor.

Enerji üretimi Ekonomik olarak sadece rüzgâr olduğunda kullanılabiliyor olmasından dolayı rüzgâr gücü düzensizdir. Hidrolik güç ve standart yük işletme teknikleri gibi diğer kaynaklar ihtiyaca göre kullanılır. Rüzgârın seyrek aralıklarla esmesi, toplam talepten daha az kaynak sağlandığında bazı problemleri beraberinde getirir. Fakat maliyeti oranı daha azdır.

Tarihçe İnsanlar yelkenlileri hareket ettirmek ve gemileri yürütmek için en az 5500 yıldan beri rüzgârın gücünden faydalanıyor. Yel değirmenleri, sulama işlemi ve tahıl ezmek için 7.yüzyıldan beri Afganistan, İran ve  Pakistan’da kullanılıyor.1887 Haziran ayında İskoç Akademisyen Profesör James Blyth rüzgâr gücü deneylerine başladı ve 1891’de İngiltere’de patent aldı. 

Tarihçe 1887-88’de Amerika Birleşik Devletleri’nde, Charles Francis Brush rüzgâr güç makinesi kullanarak elektrik üretti. 1900 yılına kadar evinde ve labaratuvarının elektriğini sağladı. 1890’larda Danimarkalı bilim adamı ve mucit Poul la Cour elektrik üretmek için rüzgâr türbinlerini inşa etti. Bu, daha sonra hidrojen üretmek için kullanıldı. Bunlar bugüne gelinceye kadar rüzgârdan nasıl faydalanıldığını gösteriyor.

Tarihçe Modern rüzgâr güç endüstrisi 1979’da, Danimarkalı Kuriant, Vestas, Nordtank ve Bonus şirketlerinin rüzgâr türbinlerini seri üretmesiyle başladı. Bunlar bugünkü standartlardan küçüktü ve her biri 20-30 kW’lıktı. Ondan sonra kapasitelerini 7 MW’a çıkarttılar ve birçok ülkeye yayıldılar.

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.

Rüzgâr Enerjisi Fosil, yakıt 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.

Rüzgâr Enerjisi Toprak, kutuplardan ekvatora doğru artış göstererek güneş tarafından eşit olmayacak şekilde ısınıyor. Ayrıca karalar denizlerden daha çabuk ısınır (ve soğur). Isı farkı, global atmosferik ısı yayma sisteminin toprak yüzeyinden stratosfere doğru uzanmasını sağlar

Rüzgâr Enerjisi Bu rüzgâr hareketleri sonucunda depolanan enerjinin çoğu, rüzgârın hızının 160 km/s aştığı yüksek rakımlarda bulunabilir. Sonuçta, rüzgâr enerjisi toprak yüzeyinde ve atmosfer boyunca, sürtünmeden yayılmaya kadar her türlü şekle dönüşür. Rüzgârdan faydalanılan gücün toplam miktarı, tüm kaynaklardan kullanılanın yanında devede kulak gibidir. Tahmini 72 TW (TeraWatt) olan toprağın potansiyel rüzgâr gücünden ticari olarak faydalanılabilir.

Rüzgâr hızının dağılımı Farklı rüzgâr kuvvetleri ve belli bir yerdeki ortalama değer bir rüzgâr türbininin yalnızca orada üretilebilir enerjisinin miktarını göstermez. Belli bir alandaki rüzgâr hızının frekansını belirlemek için, olası bir dağılım fonksiyonu gözlenen veriye göre uyarlanır. Farklı alanlarda farklı rüzgâr hız dağılımı vardır. Weibull modeli birçok yerdeki saatlik rüzgâr hızlarının gerçek dağılımını yaklaşık olarak yansıdır. Weibull faktörü yaklaşık olarak 2’dir ve bu yüzden Rayleigh dağılımı daha az bir doğruluk olarak kullanılabilir, fakat daha basit modeldir.

Rüzgâr hızının dağılımı Büyük gücün daha büyük rüzgâr hızı tarafından üretildiğinden dolayı, enerjinin çoğu kısa bir anda ortaya çıkar. 2002 Lee Ranch taslağı, kullanılabilir enerjinin yarısına henüz işlem zamanını %15’inde ulaşıldığını söylüyor. Sonuç, belli bir türbindeki veya rüzgâr tarlasındaki rüzgâr enerjisi, yakıt santrallerindeki gibi sürekli değildir. Rüzgâr gücü üretme, daha tutarlı, çeşitli teknolojilerin mevcudiyetine ve gelişmiş yöntemlere ihtiyaç duyar. Özellikle rüzgâr tarlalarında üretilecek enerjinin dağıtılması için daha güçlü bölgesel iletim hatlarının kullanılması gerekir. Çeşitli problemler, şebeke enerji depolama, pil, enerji talep yönetimi tarafından meydana gelir.

Elektrik üretimi Bir rüzgâr tarlasındaki türbinler orta gerilimle güç toplama sistemi ve iletişim ağına bağlıdır. Alt istasyondaki, bu orta gerilim elektriksel akımı yüksek gerilim elektrik iletim hattı sistemine bağlanması için bir transformatör yardımı ile arttırılır.

Şebeke yönetimi Rüzgâr gücü için sıklıkla kullanılan indiksiyon jeneratörler, ikazlama için reaktif güce ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden, güç faktörü düzeltme için sağlam kondansatör bankalarını içeren rüzgâr güç düzeltme sistemlerinde şalt sahasına ihtiyaç vardır. Rüzgâr türbin jeneratörlerinin farklı türleri, şebekeye iletim esnasında farklı davranır. Bu yüzden, yeni bir rüzgâr tarlasının dinamik elektromekanik karakteristiğinin kapsamlı modellemesi, iletim sistemi operatörlerinin, oluşabilecek sistem hatalarını tamir edebilmesi ve dengeli davranış göstermesi sağlaması için, gereklidir.

Şebeke yönetimi Özellikle indiksiyon generatörler, buhar ve hidrolik türbin senkron generatörlerin aksine, hata esnasında sistem gerilimini desteklemezler. Çift beslemeli elektrik makineleri –rüzgâr türbinleri ve türbin generatörü ile toplayıcı sistem arasındaki katı hal dönüştürücüleri- şebeke bağlantısı için daha çok tercih edilen özelliklere sahiptir. İletim sistemi operatörleri, sisteme bağlantıyı sağlayan gereçleri belirlemek için şebeke koduna sahip bir rüzgâr tarla geliştiricisi ile bağlantı kurmalıdır. Bu gereçler, güç faktörü, sabit frekans ve sistem hataları esnasındaki rüzgâr türbinlerinin dinamik davranışlarını içerir.

Kapasite faktörü Rüzgâr hızının sabit olmadığından dolayı, rüzgâr tarlasının yıllık enerji üretimi, jeneratör üzerindeki etikete yazılan saatlik değerlerin bir yıldaki toplam saatle çarpılması sonucu çıkan değer ile hiçbir zaman aynı olmaz. Bir yıldaki gerçek üretim değeri teorik olarak maksimum değer olan kapasite faktörü olarak adlandırılır. Tipik olarak kapasite faktörü %20 ile 40 arasındadır. Örneğin, kapasite faktörü %35 olan 1 MW’lık bir türbin, yılda 8760 MWh (1*24*365) üretmez. Sadece 1*0,35*24*365= 3066 MWh üretir.

Kapasite faktörü Yakıt santrallerinin aksine kapasite faktörü rüzgârın doğal özelliğiyle sınırlıdır. Diğer tür güç santrallerin kapasite faktörü, daha çok yakıt maliyetine dayalıdır. Küçük bir miktarı bakım masraflarını oluşturur. Nükleer santrallerin yakıt maliyeti düşüktür ve bu yüzden %90 gibi bir verim ile çalışır. Yüksek yakıt maliyetine sahip santraller geri dönüşüme döndürüldü. Yakıt olarak doğal gaz kullanan gaz türbini işletim için çok pahalıdır ve sadece enerji ihtiyacının en yoğun olduğu zaman çalıştırılır. Bir gaz türbin santralinin yıllık kapasite faktörü, yüksek enerji üretim maliyetinden dolayı %5 ile 25 arasındadır.

Etki Rüzgâr enerji “etki”si, rüzgâr tarafından üretilen enerjinin, jeneratörün kullanılabilir toplam kapasitesi ile karşılaştırılmasıdır. Genellikle rüzgâr etkisinin “maksimum” seviyede olduğu kabul edilir. Belirli şebekedeki sınır var olan üretim santrallerine, mekanizmaların fiyatına, arz-talep yönetimine için verime ve diğer faktörlere bağlıdır. Bağlı bir elektrik şebekesi, donanım başarısızlıkları için zaten ters besleme ve iletim verimini içerir.

Etki Bu ters verim, rüzgâr santrallerinde üretilen gücü düzene koymaya da yardımcı olabilir. Çalışmalar tüketilen toplam elektrik enerjisinin %20'sinin en az zorlukla birleştirilebileceğini gösterdi. Bu çalışmalar çoğrafik olarak çeşitli yerlerdeki rüzgâr tarlalarında, kullanılabilir enerjinin bir kısmında, arz-talep yönetiminde, büyük şebeke alanlarında yapıldı. Bunlardan başka birkaç tekniksel sınırlama da vardır. Fakat ekonomik dengesizlikler daha da önem arzediyor.

Etki Şu anda, birkaç şebeke sistemindeki rüzgâr enerjisinin etkisi %5'in üzerindedir: Danimarka (%19'un üzerinde), İspanya ve Portekiz (%11'in üzerinde), Almanya ve İrlanda Cumhuriyeti %6'nın üzerinde). Örneğin, 8 Kasım 2009'un sabah saatlerinde, İspanya'daki elektrik arzında, ülkenin elektriğinin yarıdan fazlası rüzgâr enerjisinden sağlandı. Bu durum şebekede hiçbir sorun teşkil etmedi.

Etki Danimarka şebekesi, Avrupa şebekesiyle büyük oranda bağlantılıdır. Rüzgâr gücünün yarıdan fazlasını Norveç'e göndererek şebeke yönetimi problemlerini çözmüş oldu. Elektrik gönderimi ve rüzgâr gücü arasındaki ilişki çok sıkıdır.

Kesintiler ve etki sınırları Rüzgâr gücünden üretilen elektrik, birkaç farklı zaman aralığında, saatlik, günlük ve mevsimlik olarak yüksek oranda değişebilir. Yıllık değişim de vardır. Değişim rüzgâr santral çıkışının predictability nin saatlik veya günlük kısaltmasıyla ifade edilir. Diğer elektrik kaynakları gibi rüzgâr enerjisi “tarife”lendirilmelidir. Rüzgâr gücünde tahmini yöntemler kullanılır. Fakat rüzgâr santral çıkışının predictability kısaltma işleminde düşük kalır.

Kesintiler ve etki sınırları Çünkü ani elektrik üretim ve tüketimi, şebeke kararlılığını koruması için dengede kalmalıdır. Bu değişim dayanıklılığı, sağlanabilir şebekedeki rüzgâr gücünün büyük oranlardaki değişimlerine karşı koyabilir.

Türbin yerleşimi Rüzgâr türbin yerlerinin iyi tespit edilmesi rüzgâr gücünün ekonomik kullanılması açısından kritik önem taşır. Rüzgârın kendi kullanılabilirliği bir tarafa, iletim hatlarının kullanılabilirliği, üretilen enerjinin değeri, bulunduğu yerin bedeli, yapıma ve işleme çevrenin vereceği tepkiler gibi diğer faktörlerde göz önüne alınmalıdır. Denizdeki yerleşimler, yapıları daha büyük inşa ederek, daha fazla yıllık yük faktörlerinin getirisiyle maliyeti dengeleyebilir. Rüzgâr tarla tasarımcıları, belirli bir rüzgâr tarlası tasarımında, bu tür sorunların tesirlerini tespit etmek için özel rüzgâr enerji yazılımı kullanır.

Türbin yerleşimi Rüzgâr güç yoğunluğu (WPD), belirli bir yerdeki rüzgârın etkin güçünün hesabıdır. Rüzgâr güç yoğunluğunun dağılımını gösteren bir harita, rüzgâr türbinleri uygun olarak yerleştirmek için başvurulacak ilk adımdır. Bir yerde ne kadar büyük WPD varsa, sınıflandırma o derece büyük olur. Rüzgâr gücünün 3'den ( 50 m'lik rakımda 300–400W/m2 ) 7'ye (50 m'lik rakımda 800–2000 W/m2) kadar olan sınıflandırmalarda genellikle rüzgâr güç arttırımı için uygunluk göz önünde bulundurulur...

Rüzgâr gücü kullanımı 2009 itibariyle %48'lik bölümü Avrupa'da olan 157.899 MW'lık toplam kurulu güç kapasitesi vardır. Bu güç, binlerce rüzgâr türbininden üretiliyor. Dünyada rüzgâr üretim kapasitesi 2000 ile 2006 yılları arasında dört kattan daha fazla arttı. Kurulu rüzgâr gücünün %81'i Birleşik Devletler ve Avrupa'dadır. En büyük üretici olan beş ülkenin 2004'de %71'lik, 2006'da %62'lik ve 2008'de %73'lük payları vardır. Bu ülkeler; Birleşik Devletler, Almanya, İspanya, Çin ve Hindistan'dır.

Rüzgâr gücü kullanımı Dünya Rüzgâr Enerji Birliği, dünya çapında 2006 sonunda 73,9 GW olan kurulu gücün, 2010 itibariyle 160 GW olacağını bekliyor. Bu da yıllık %21'lik bir artış demek oluyor. Danimarka'da üretilen elektriğin hemen hemen beşte biri rüzgârdan sağlanıyor -diğer ülkelerden en yüksekdir-. Dünyada toplam rüzgâr güç üretiminde onuncudur. Danimarka imalat göze çarpan ülkedir. 1970'lerde rüzgâr türbinlerini kullanmaya başladı.

Birleşik Devletler Son yıllarda Birleşik Devletler şebekesine, güç kapasitesini 2007'de %45 arttırarak 16,8 GW'lık enerjiyi şebekesine ekleyerek, Almanya'nın 2008'deki kurulu gücünü geride bıraktı. Böylece diğer ülkelerden daha fazla rüzgâr enerjisini şebekesine eklemiş oldu. Kaliforniya, modern rüzgâr güç endüstrisinde patlama gösterenlerden birisidir. Kurulu güçte birçok yıl Birleşik Devletlere önderlik yaptı. Ta ki 2006'nın sonunda Teksas liderliği eline alıncaya kadar. 2008 sonunda 7.116 MW'lık kurulu gücü vardır. Bu da eğer ülkeden ayrı olarak düşünürsek dünyada altıncı sıraydı. Birleşik Devletler rüzgâr güç üretiminde Şubat 2006'dan Şubat 2007'ye kadar %31,8 büyüdü. Ortalama bir MW'lık rüzgâr gücü, yaklaşık 250 Amerikan hanesinin elektrik tüketimine eşittir. Amerika Rüzgâr Enerji Birliği kayıtlarına göre 2008'de rüzgârdan elde edilen elektrik %1'lik haneyi (4,5 milyon haneye eşdeğerdir) kaplıyorken, 1999'da sadece %0,1'lik haneyi kaplıyordu.

Çin Çin 2020'deki yenilenebilir enerji kaynaklarındaki üretim hedefini 30.000 MW olarak açıkladı. Fakat 2009 sonu itibariyle 22.500 MW'a ulaştı ve böyle giderse 2010 sonu itibariyle 30.000 MW'ı geçmesi hiçte zor değil. 2020'de öngörülen değer 253.000 MW'ı aşacak gibi. Çin yenilenebilir enerji kanunu Kasım 2004'de kabul edildi. Ardından Dünya Rüzgâr Enerji Konferansı Çin tarafından düzenlendi ve Dünya Rüzgâr Enerji Birliğine katıldı. 2008'de rüzgâr gücü hükümetin planladığından ve diğer büyük ülkelerden daha hızlı büyüdü. 2005'den itibaren her yıl iki kattan daha fazla artış gösterdi. 2010 itibariyle öngörülen kurulu kapasite 20 GW'a yakındır.

Hindistan Hindistan, 2009 yılında 10.925 MW'lık toplam rüzgâr güç kapasitesiyle dünyanın beşinci büyük ülkesiydi. Bu da, Hindistan'da üretilen toplam elektriğin %3'üne denk geliyor. Kasım 2006'da Yeni Delhi'deki Dünya Rüzgâr gücü Konferansı, Hindistan rüzgâr güç endüstrisine ek ivme kazandırdı. Tamil Nadu şehrinin Muppandal köyü yakınlarında birkaç rüzgâr türbin tarlası vardır ve burası Hindistan'daki büyük rüzgâr enerji merkezlerinden biridir.

Meksika Meksika, tüketilen fosil yakıtlarının azaltmaya yönelik olarak son zamanlarda La Venta II rüzgâr güç projesini başlattı. 88 MW'lık proje Meksika'nın ilk rüzgâr üretim girişimidir ve Oaxaca şehrinin elektrik ihtiyacının %13'ünü karşılayacak. 2012'de proje 3.500 MW'a çıkacak. Sempra Enerji, Baja Kaliforniya'da en az 1000 MW'lık bir projeyi 5,5 milyar dolarlık maliyetle gerçekleştireceğini duyurdu.

Güney Afrika Güney Afrika, Olifants Nehri açıklarının kuzeyindeki Koekenaap kasabasının yakınında Batı Cape şehrindeki Vredental'ın doğusunda Batı Sahilinde bir istasyon kurdu. Toplam çıkış gücü 100 MW'tır. Bu kapasiteyi ikiye katlamak için görüşmeler yapılıyor.

Kanada Kanada rüzgâr kapasitesini 2000 ile 2006 arasında hızlı bir şeklide arttırarak 137 MW'dan 1451 MW'a çıkarttı. Bu da yıllık %38'lik bir büyümeye denk geliyor. Özellikle en hızlı büyüme 2006'da görülerek 2005 sonundaki 684 MW'lık üretimi ikiye katladı. Bu büyüme, yükleme hedefleri ekonomik teşvik ve politik destekle beraber beslendi. Örneğin, Ontario eyaleti rüzgâr gücü için vergi indirimine gitti...

Türkiye’de rüzgar enerjisi tıklayınız

Güç analizi Daha düşük hızlarda maksimum gücü ulaşan türbinlerin boyutlarındaki artıştan dolayı üretilen enerji öngörülen kurulu güç kapasitesinden daha fazla artıyor. Yukarıdaki tabloya göre enerji, 2006 ve 2008 arasında iki kattan daha fazla artmasına rağmen aynı periyottaki kurulu kapasite %63 büyüdü.

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.

Dünyadaki durum Günümüzde rüzgâr enerjisinden üretilen toplam güç 159.213 MW civarındadır. Dünya'da rüzgârdan enerji üretiminin %36,3'ü Almanya'da gerçekleştirilmektedir. Almanya toplamda 14.612 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 3.756 MW'lık güç üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler.

Özellikleri ->Çevrecidir, karbon emisyonu yoktur. Hava kirliliğini azaltır. ->Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır, bedavadır. -> İhtiyacınız olan enerjiyi satın aldığınız kurum ve kuruluşlara bağımlılığınızı azaltır. -> Enerji üretmek için kullanılan hammaddelerin ithalini önleyeyerek ekonomide rahatlık yaratır. -> Elektriğin ulaştırılamadığı bölgelerde istihdam sağlar ve yaşam standardını arttırır, kalkınmayı hızlandırır. -> İstihdam ve bölgesel kalkınma sağlar. -> Değişen yakıt ve enerji fiyatlarından etkilenme riski yoktur. -> Uygun koşulların sağlandığı her yere kurulabilir.

Rüzgâr türbinleri Rüzgâr 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. 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.

Rüzgâr türbinleri Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak 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 ayrılırlar.

Rüzgar türbini fiyatları 5 500,00 TL 114 000,00 TL 2000 watt 20 kw

Rüzgar türbini fiyatları 1 250 000,00 TL 24 300,00 TL 250 kw 3 kw