RÜZGAR ENERJİSİ ÜRETİMİ

... konulu sunumlar: "RÜZGAR ENERJİSİ ÜRETİMİ"— Sunum transkripti:

1 RÜZGAR ENERJİSİ ÜRETİMİ

2 Rüzgar Enerjisi Nedir? Rüzgar enerjisi; doğal, yenilenebilir, temiz ve sonsuz bir güç olup kaynağı güneştir. Güneşin dünyaya gönderdiği enerjinin %1-2 gibi küçük bir miktarı rüzgar enerjisine dönüşmektedir Güneşin, yer yüzeyini ve atmosferi homojen ısıtmamasının bir sonucu olarak ortaya çıkan sıcaklık ve basınç farkından dolayı hava akımı oluşur. Bir hava kütlesi mevcut durumundan daha fazla ısınırsa atmosferin yukarısına doğru yükselir ve bu hava kütlesinin yükselmesiyle boşalan yere, aynı hacimdeki soğuk hava kütlesi yerleşir. Bu hava kütlelerinin yer değiştirmelerine rüzgar adı verilmektedir. Diğer bir ifadeyle rüzgar; birbirine komşu bulunan iki basınç bölgesi arasındaki basınç farklarından dolayı meydana gelen ve yüksek basınç merkezinden alçak basınç merkezine doğru hareket eden hava akımıdır. Rüzgarlar yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına akarken; dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesi, yüzey sürtünmeleri, yerel ısı yayılımı, rüzgar önündeki farklı atmosferik olaylar ve arazinin topografik yapısı gibi nedenlerden dolayı şekillenir. Rüzgarın özellikleri, yerel coğrafi farklılıklar ve yeryüzünün homojen olmayan ısınmasına bağlı olarak, zamansal ve yöresel değişiklik gösterir. Rüzgar hız ve yön olmak üzere iki parametre ile ifade edilir. Rüzgar hızı yükseklikle artar ve teorik gücü de hızının küpü ile orantılı olarak değişir. Rüzgar enerjisi uygulamalarının ilk yatırım maliyetinin yüksek, kapasite faktörlerinin düşük oluşu ve değişken enerji üretimi gibi dezavantajları yanında üstünlükleri genel olarak şöyle sıralanabilir;

3 RÜZGAR ENERJİSİ YARARLARI:
1. Atmosferde bol ve serbest olarak bulunur. 2.Yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır, çevre dostudur. 3.Kaynağı güvenilirdir, tükenme ve zamanla fiyatının artma riski yoktur. 4.Maliyeti günümüz güç santralarıyla rekabet edebilecek düzeye gelmiştir. 5.Bakım ve işletme maliyetleri düşüktür. 6. İstihdam yaratır. 7.Hammaddesi tamamıyla yerlidir, dışa bağımlılık yaratmaz. 8.Teknolojisinin tesisi ve işletilmesi göreceli olarak basittir. 9.İşletmeye alınması kısa bir sürede gerçekleşebilir

4 RÜZGAR ENERJİSİNİN DEZAVANTAJLARI: 1. Gürültülüdürler. 2
RÜZGAR ENERJİSİNİN DEZAVANTAJLARI: 1.Gürültülüdürler.  2.Dönen pervaneler saye- sinde kuşların ölümüne sebep olabilirler.  4.Çok büyük alanlara inşa edilirler.  5.Radyo, televizyon ve haberlerşme dalgalarını olumsuz etkiler.  6.Bazı arazilerde görüntü bozuklukları oluştururlar. 

5 RÜZGAR ENERJİSİNİN ÇEVREYE KATTIĞI NEDİR
RÜZGAR ENERJİSİNİN ÇEVREYE KATTIĞI NEDİR? Rüzgar enerjisi sizinde bildiğiniz gibi rüzgarlar tarafından oluşan bir kinetik enerjidir. Dünyamız var olduğu sürece rüzgarlarda var olacaktır. Dünyamızda bazı kesimlerde (alçak ve yüksek) rüzgarlar değişiklik göstermektedir. Bu yüzden rüzgar enerjisi her yerde aynı enerjiyi sağlamaz. Bu yüzden rüzgar türbinlerinin seçileceği alanların iyi tespit edilmesi gerekir. Bildiğiniz gibi 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.

6 RÜZGAR ENERJİSİNİN EKONOMİYE KATKISI NASILDIR
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.

7 Rüzar gücünnün yıllara göre değişim grafiği

8 Dünyada ve Türkiye'de rüzgar 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.

9 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. 1998 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.

10 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.

11 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 RüzgârTürbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılır. YATAY EKSENLİ 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 sistemi- inin 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 pompala-makve ağaç kesmek içikullanılmıştır.

12 Düşey eksenli 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.

13 Rüzgârdaki Mümkün Güç Miktarı
W = 0.5 r A v3 eşitliği ile verilir. W: güç/enerji r: hava yoğunluğu A: kanat alanı v: rüzgâr hızı Hava yoğunluğu yükseklikle, sıcaklıkla ve hava cepheleri ile değişir. Rüzgâr gücü hesaplamalarında, hava cephelerinin etkisi önemsenmeyecek kadar küçüktür, böylece hava yoğunluğu formülü şöyledir: P = P/T T: Fahrenheit olarak sıcaklık P: Yüksekliğe göre düzeltilmiş Mercury basıncı (inch) Tipik ortalama hava sıcaklığı (59 °F) deniz seviyesine indirgenerek hava yoğunluğu için bir standart değer kullanılabilir. Bu durumda güç eşitliği basit olarak aşağıdaki hale gelir: Basitleştirilmiş Güç Eşitliği Metrik Birimler W = A v3 W: Güç (watt) V: Rüzgâr hızı (m/s) A: Rüzgâr türbini kanatları tarafından süpürülen alan (m2) A = Π r2 r: Rotor yarıçapı (m) Basitleştirilmiş güç eşitliği denklemi, rüzgâr turbinenden elde edilecek gücün amprik olarak hesaplanabilmesi için türetilmiştir. Bu denklemden anlaşılabileceği gibi, bir sistemden elde edilecek enerji, rüzgâr hızının kübü ile doğru orantılıdır. Ayrıca elde edilecek güç , rüzgâr türbin kanatlarının süpürdüğü alan dolayısıyla rotor yarıçapının karesi ile orantılıdır.

14 RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIM ALANLARI:
1- Evler 2- İşletmeler 3- Park, bahçe ve cadde aydınlatmaları. 4- Sinyalizasyon 5- Sulama sistemleri. 6- Karavan, tekne ve mobil istasyonlar. 7- Elektrik enerjisi ihtiyacı olabilecek her yer (Rüzgar ölçümleri uygun rapor edilmeyen yerlerde tavsiye edilmez)