Sıcak ile soğuk havanın yer değiştirmesi sonucu açığa çıkan rüzgar, kaynağını güneşten alıyor. Güneşle ısınan hava, ondan daha yavaş hareket eden soğuk hava parçacıklarına baskı uygulayarak rüzgarı oluşturuyor. Yelkenli teknelerde olduğu gibi rüzgarın hareket enerjisiyle çalışan rüzgar türbini de havadaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye dönüştürüyor. Rüzgar türbinin içerisinde bulunan jeneratör kanatlarını döndürerek mekanik enerjiyi, elektrik enerjisi haline getiriyor.
3,5 milyon dolara mal oluyor
Rüzgar türbini kurulumunun boyutu, yalnızca belirli bir konumdaki rüzgar istatistikleriyle değil, aynı zamanda türbin altyapısı ve bakım maliyetleriyle de belirleniyor. Türbin geri ödeme süresinde de enerji maliyetleri söz sahibi. Orta ölçekli bir rüzgar türbini 3,5 milyon dolara mal oluyor. Yıllık bakım maliyeti ise 50 bin doları buluyor.
350 evin bir yıllık elektrik ihtiyacını karşılıyor
Rüzgar türbinleri özellikle çok rüzgar alan yerlere kurulan bir enerji üretim sistemi olarak saatte 8 ile 50 km hıza sahip rüzgardan elektrik üretebiliyor. Kuruldukları yerlerde yapılan fizibilite çalışmalarında bu aralıktaki rüzgar hızının günün yüzde 75’inde etkili olması bekleniyor. Rüzgar türbininin ürettiği enerji, rüzgarın hızına bağlı olarak değişiklik gösterebiliyor. Yapılan en güncel ölçümler, bir rüzgar türbininin ortalama 350 evin bir yıllık elektrik ihtiyacını karşılayabildiğini gösteriyor.
Kule ne kadar yüksekteyse enerji üretimi o kadar artıyor
Bir türbinin rüzgardan üretebileceği enerji miktarını hesaplamak için türbin sahasındaki rüzgar hızı ve güç oranından faydalanılıyor. Çoğu büyük türbin, maksimum gücünü saniyede 15 metre (33 mph) civarında rüzgar hızlarında üretebiliyor. Sabit rüzgar hızları dikkate alındığında, bir türbinin ne kadar enerji üretebileceğini belirleyen unsur, rotorun çapı. Rotor çapı arttıkça kulenin yüksekliği de arttığı için türbin daha hızlı rüzgarlara karşı yelken açabiliyor. Dolayısıyla kule yüksekliği üretim kapasitesinde de önemli bir faktör. Rüzgarın hızı yüksekliğe bağlı olarak arttığı için türbin ne kadar yüksek olursa enerji üretimi de o kadar artıyor. Araştırmalar, türbinlerin yüksekliği arttıkça rüzgar hızının artmasıyla verimlilikte yüzde 12 artış yaşandığını gösteriyor. Zemin sürtünmesi ve yer seviyesindeki nesneler rüzgarın akışını kesintiye uğratan faktörlerden.
8 büyük nükleer enerji santraline eş değer enerji üretimi
Dünyadaki rüzgar türbinlerinden yaklaşık 8 büyük nükleer enerji santrali kadar elektrik üretiliyor. Üretim kapasitesi 1 megawatt olan rüzgar türbininden yaklaşık 3 milyon kilowatt saat elektrik üretiliyor. Rüzgar türbinleri maksimum güçlerine göre küçük, orta, büyük ve çok büyük olarak 4’e ayrılıyor. Küçük rüzgar türbinleri yaklaşık 30 kilowatt, orta rüzgar türbinleri 100 kilowatt, büyük rüzgar türbinleri bin kilowatt güce ulaşırken çok büyüklerin üretebileceği maksimum güç 1 milyon kilowatt’ın üzerine çıkıyor.
Jeneratör kilit görevde
Engel tanımayan rüzgarın yoluna yerleştirilen rüzgar türbini, rüzgarın hareket enerjisini kanadına aktarıyor. Kinetik enerjiyi yakalamak üzere tasarlanan bu kanatlar türbinin odak noktasını oluşturuyor. Kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri, elektrik ve elektronik aksamlar ile pervaneden oluşan rüzgar türbinlerinde doğru akım, senkron ve asenkron jeneratörler olmak üzere üç farklı jeneratör kullanılıyor. Tüm rüzgar türbinlerinde bulunan jeneratörler, mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüşümünde kilit bir rolde yer alıyor. Bir rüzgar türbininin kanatları dakikada 13 ile 20 devir arasında dönebiliyor. Rüzgar türbinlerinde rotor hızı daha yüksek verim için rüzgara göre artırılabiliyor.
Rüzgar türbini hangi parçalardan oluşuyor?
Basit rüzgar enerjisi türbini, üç bölümden oluşuyor. Türbinin yelkenleri olan rotor kanatlar, rüzgara karşı bariyer görevi görüyor. Rotorun merkezine bağlı olan şaft ise rotorla birlikte dönerek mekanik dönme enerjisini diğer ucundaki elektrik jeneratörüne aktarıyor. Elektrik voltajı üretmek için elektromanyetik indüksiyonun özelliklerini kullanan jeneratör, elektrik akımını bir noktadan diğerine hareket ettiren kuvvet olarak donanımda eksik kalan parçayı tamamlıyor. Rüzgar türbinlerinde rotor kanatlar, bir dizi dişli vasıtasıyla bir jeneratöre bağlanarak dönme hızı 100 kat artırılabiliyor.
Rüzgar türbini çeşitleri nedir?
Rüzgar türbinleri dönme ekseni bakımından yatay ve dikey eksenli olarak 2’ye ayrılıyor. Yatak eksenli rüzgar türbinlerinde kanatlar rüzgara dik bir açıda konumlandırılıyor. Kanatların dönmesiyle ortaya çıkan mekanik enerji rotorun arkasında konumlandırılan jeneratöre iletilerek elektrik enerjisi üretiliyor. Dikey eksenli rüzgar türbini, bir kulenin üzerinde dikey olarak konumlandırılan rotora bağlı olarak çalışıyor. Bu türbinlerde rüzgar, kanatları kule etrafında döndürüyor. Rüzgar türbinleri kanat sayısı açısından ise tek, 2, 3, çok kanatlı olarak gruplandırılıyor.
Yenilebilir enerji yatırımlarında ilk sıralarda
Rüzgar enerjisi temiz ve yenilenebilir olması nedeniyle kömür ve nükleer santrallere kıyasla doğayla daha yakından dostluk kuruyor. Kömür gibi atmosfere karbondioksit ve nitrojen oksitler gibi zararlı gazlar salmazken kaynağını doğanın tükenmesi imkansız enerjisinden alarak sürdürülebilirliğe hizmet ediyor. Üstelik ülkeler enerji üretiminde kendi topraklarındaki rüzgarı kullanarak dışa bağımlılığın da önüne geçebiliyor. Rüzgar türbinleri, merkezi elektrik şebekesinin hizmet vermediği uzak bölgelere de elektrik iletebiliyor. Rüzgar türbinlerinin bu avantajları onu yenilenebilir enerji yatırımlarında ilk sıralara yükseltiyor.
KAYNAKLAR
Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA)
Amerikan Nükleer Derneği
Nuclear Newswire
Hürriyet gazetesi
