Rüzgar Enerjisi
Yüzyıllardır dünyanın bir çok ülkesinde rüzgar enerjisinden rüzgar milleri yardımıyla su pompalama ve tane öğütme işlemlerinde yararlanılmıştır. Rüzgar millerinin bugünkü modern karşılıkları elektrik üretmek için rüzgar enerjisini kullanan rüzgar türbünleridir. Rüzgar türbünleri de rüzgâr milleri gibi enerjinin çoğunu yakalamak için bir kule üzerine monte edilir. 30 m ya da daha fazla yükseklikteki kuleler, daha hızlı ve daha az türbülanslı rüzgâr sağlar. Türbünler rüzgar enerjisini dönen kanatları ile yakalar. Ekseriya bir rotor için bir şaft üzerine iki yada üç kanat monte edilir.Bir kanat bir uçak kanadı gibi davranır. Rüzgar estiği zaman aşağıdaki kanatın alt ucunda düşük basınçlı bir hava paketi oluşur. Sonra düşük basınçlı hava paketi üst kanatı kendine doğru çeker, böylece rotorun dönmesi gerçekleşir. Buna kaldırma denilir. Kaldırma kuvveti, türbin kanatlarına önden çarpan rüzgâr kuvvetinden daha fazladır. Buna sürüklenme denir. Kaldırma ve sürüklenme birlikte rotorun bir pervane gibi dönmesine sebep olur. Dönen şaft elektrik üretmek için bir jeneratörü döndürür. Rüzgar türbünleri tek başına uygulamalar olarak kullanılır, ya da bir güç noktasına bağlıdır, veya bir fotovoltaik sistemle beraberdir. Rüzgar enerjisinin kaynak kullanım ölçeği için, çok sayıda rüzgar türbünü bir rüzgar çiftliğini oluşturmak amacıyla birbirine yakın olarak inşa edilir.
Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi gibi pratik amaçlar için kullanır. Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek elektrik üretilir.
Rüzgar enerjisi; rüzgardaki enerjiyi elektrik üretimi, bataryaların şarj edilmesi, su pompalanması ya da tane öğütülmesi, gibi pratik amaçlar için kullanır. Rüzgar çiftliklerinde büyük, modern rüzgar türbünleri birlikte işletilerek kullanılacak elektrik üretilir. Küçük türbünler uzaktaki kasabaların elektrik ihtiyacını karşılamak için kullanılır. Rüzgar türbünleri başlıca iki sınıfa ayrılır. Yatay eksenli türbünler ve dikey eksenli türbünler. Çoğu kırsal alanda olmak üzere eski biçimli rüzgar millerini hala görebiliriz. Rüzgar türbünleri dünyada çok sayıda uygulamalar için kullanılır. Tek bir evin elektriğini üretmek için küçük rüzgar türbünleri kullanılırken, güç gridine elektrik temin etmek için büyük çiftliklerde çok sayıda türbün kullanılır. Son 20 yılda rüzgar enerjisi araştırmalarındaki ilerlemeler rüzgarın maliyetinin dramatik şekilde düşmesine yardım etmiştir. Araştırmalar araştırma laboratuarlarında, üniversitelerde ve kullanıcı organizasyonları tarafından yürütülmüştür. Rüzgar enerjisinin yakıt kaynağı rüzgardır. Rüzgar kaynağının iyi anlaşılması bir rüzgar projesi için programının planlanmasında hayati bir adımdır. Bir rüzgar enerji projesinin performansını tahmin etmek için o yerdeki rüzgarın detaylı bilgisi gereklidir. Rüzgar enerjisi bir yeşil güç teknolojisi olarak düşünülür. Çünkü çevreye etkisi en az durumdadır. Rüzgar enerji santralleri kirlilik ya da sera gazı üretmezler. Rüzgardan üretilen enerjinin maliyeti 20 yılda %85 düşmüştür. Rüzgar enerji ekonomisini geliştirmek için halen birçok ülkede üretim teşvik kredisi kullanılmaktadır.
Rüzgar Enerjisinin Kaynağı
Güneşten gelen ışınlar dünya atmosferinde ısınmaya neden olmaktadır. Isınarak yoğunluğu azalan hava yükselmekte, bu havanın yerini soğuk hava doldurmaktadır. Bu hava akımı dünyanın kendi etrafında dönme hareketiyle de birleşince büyük oranda kinetik enerji taşıyan hava hareketleri oluşmaktadır. Güneşten gelen enerjinin % 1 - 2'sinin rüzgara dönüştüğü tahmin edilmektedir. Dünyaya saatte gelen güneş enerjisi miktarının 100.000.000.000.000 kW olduğu düşünülürse bu yüzde birlik oranın bile ne denli büyük olduğu tahmin edilebilir.
Rüzgar Enerjisinin Kullanım Alanları
Çok büyük bir kapasiteye sahip olan bu rüzgar enerjisi çeşitli yöntemlerle başka enerji türlerine dönüştürülebilmektedir. Aslında tarihin eski çağlarından beri rüzgar gücünden çeşitli şekillerde yararlanılmıştır. Aşağıdaki tabloda rüzgar enerjisinin tahih boyunca gelişimi verilmiştir.
- MÖ 3000 Yelkenli gemiler kullanılmaya başlandı.
- MÖ 200 Irak'ta ilk yel değirmeni kullanıldı.
- 18. YY İngiliz J. Semeaton rüzgar hızı ve enerji arasında bir bağıntı kurdu.
- 1890 Danimarka'da rüzgardan elektrik üreten ilk tesis kuruldu
- 20. YY Danimarka'da10.000 kadar yel değirmeni kuruldu. Amerika'da su pompalamak için 1000 yel değirmeni kuruldu.
- 1970 Rüzgar enerjisi ciddi bir sektör olmaya başladı.
Rüzgar enerjisi eski zamanlarda gemi yelkenlerinde hareketi sağlamakta, yel değirmenlerinde öğürme ve su pompalama işlemlerinde; günümüzde ise gelişmiş rüzgar türbinleri sayesinde elektrik üretiminde kullanılmaktadır; rüzgar enerjisi sulama tesisleri, uzak dağ evleri, telekominikasyon santralleri ve şehir şebekesi alanlarında rahatlıkla kullanılabilmektedir.
Dünyada Rüzgar Enerjisi
1970'li yıllarda baş gösteren petrol kıriziyle beraber yenilenebilir enerji kaynaklarına gösterilen ilginin artması rüzgar enerjisinin önemli bir enerji kaynağı olarak ortaya çıkmasını sağlamıştır. Özellikle rüzgar verimi yüksek bölgelerde kullanılan rüzgar türbinleri sınırlı alan uygulamalarının ötesine geçerek şehir şebekesine katkı yapmaya da başlamıştır.
Rüzgar enerjisi düyanın birçok ülkesinde geleceği en parlak yenilenebilir enerji türü olarak kabul edilmektedir. Bunda rüzgardan elde edilen elektrik enerjisinin oldukça tatmin edici seviyeye ulaşmasının etkisi büyüktür. Almanya'da rüzgar enerjisi sektöründe istihtam edenlerin sayısı 35 bine ulaşmıştır. Avrupa ülkeleri 2010 vizyonunda enerji ihtiyaçlarının yüzde 13'ünü rüzgardan karşılamayı kararlaştırmıştır. Rüzgar teknolojisinin beşiği sayılan Danimarka'nın yıllık teknoloji ihracatı 2.5 milyar dolara çıkmıştır. Dünya ülkelerinin 1997 - 2007 yılları arasındaki rüzgar potansiyeli MW biriminden aşağıda verilmiştir.
Rüzgar Türbininin Maliyeti
2012 yılında 160.000MW olması beklenen dünya rüzgar enerjisi üretiminin bu hızlı artışında rüzgar türbini üretim maliyetlerinin düşmesinin etkisi büyüktür. Türbin maliyetleri son 15 yılda yüzde 50 düşmüştür. Bir türbin sistemin yapımı sırasında kullanılan enerjiyi amorti etmesi 3 ay gibi kısa bir süredir. İnşa meliyetinin amorti edilmesi ise 5-7 yıl sürebilmektedir.
Rüzgar Türbinleri
Rüzgar türbinleri ürettikleri enerji büyüklükleri açısından bakıldığında bireysel kullanıma uygun küçük ünitelerin yanında şehir şebekesine elektrik veren devasa türbinler şeklindede olabilir. ister büyük, ister küçük olsun rüzgar türbinlerinde çalışma mekanizması aynıdır. Aymosferdeki hava hareketleri türbinin kanatlarında bir dönme hareketi oluşturur. Türbinin bağlı olduğu jeneratörler bu hareketi elektrik akımına dönüştürürler.
Yatay eksenli sistemler: Dönme ekseni rüzgar akımına paralel olan sistemlerdir. Rüzgar enerjisi sistemlerinden en cok kullanılanırır. Genellikle 3 kanatlıdırlar. Aslında kanat sayısı türbinin ne amaçla kullanılacağına bağlıdır. Elektrik üretmek için kullanılan sistemlerde 3 kanatlılar kullanılırken,su pompalama sistemlerinde yüksek bir moment sağlamak amacıyla çok kanatlı türbinler kullanılır. Yatay eksenli sistemler rüzgarın yön değiştirmesine uyum sağlamak amacıyla kuyruk adı verilen bir düzeneğe sahiptir. Düzenek bir rüzgar gülü gibi çalışarak kanatların sürekli rüzgar almalarını sağlarlar.
Rüzgar türbinlerinin kurulacakları bölgeler rüzgar rejimi bakımından dikkatli seçilmelidir. Ana parça çevredeki rüzgar engelleyici bina, ağaç vb. etkilerini azaltmak amacıyla yüksek bir ayak üzerine monte edilir. Pervane rüzgar akımıyla döner ve dönme hareketi ana şafta verilir. Şafttaki dönme hareketi dişli kutusuna iletilir. Dişli kutusu değişik çaplarda çarklardan olur ve devir sayısını arttırır. Oluşabileçek aşırı hızı frenleyici dengeler.Son olarak jeneratöre gelen hareket elektrik enerjisine dönüştürülür.
Düşey eksenli sistemler: Dikey eksenli türbinlerde dönme ekseni ve rüzgar akımı birbirlerine diktirler. Yatay eksenlilere göre yaygınlıkları çok azdır. İşlev bakımında önemli birdeğişiklikleri yoktur. Rüzgarın yönüne göre, bir kuyruk yardımınına ihtiyaç duymayan dikeysistem her yönden gelen rüzgarı alabilecek yapıdadır. Sistem Fransız mühendis G.Darrieus tarafından geliştirilmiştir.
Kaynak: kuresel-isinma.org
