Genel

RÜZGÂR TÜRBİNLERİ

No Comments

Eski moda yel değirmenlerinden rüzgar türbinlerine çok yol kat ettik. Yaşadığımız çevrede veya seyahat ederken ufka doğru baktığımızda, tepelerde gökdelenler kadar yüksek rüzgar türbinleri dikkatimizi çekiyor. Tabii ki bütün rüzgar türbinleri devasa ölçeklerde olmayabilir. Bazıları sulama, seraları ısıtma veya çiftlik evlerinin elektrik enerjisi ihtiyacını karşılayacak kadar küçük ölçekli iken bazıları da büyük bir şehrin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilecek potansiyeldeki rüzgar enerjisi santrallerinde kullanılabilen büyük ölçekli türbinlerdir.

Rüzgar Enerjisi ve Türleri

Rüzgar enerjisi kaynağına göre açık denizlerden veya karadan elde edilebilir. Karadan elde edilen rüzgarlar enerjisi de kendi içinde küçük ölçekli ve büyük ölçekli olmak üzere iki türlü sınıflandırılabilir. Dolayısı ile rüzgar türbinleri bu şekilde sınıflandırılır.

Küçük ölçekli rüzgar türbinleri 30 KW’a kadar güce sahiptir. Bu türbinler evler, çiftlikler ve küçük işletmelerde kullanılır. Küçük ölçekli rüzgar türbinleri bir elektrik şebekesine bağlı değildir ve üretilen enerji doğrudan son kullanıcı tarafından kullanılır.

Orta ölçekli rüzgar türbinleri 30-100 KW güce sahiptir. Bu türbinlerde üretilen güç yine son kullanıcılar tarafından kullanılır ve fazla enerji elektrik şebekesine aktarılır.

Büyük ölçekli rüzgar türbinleri 100 KW’tan fazla güce sahiptir. Bu türbinler doğrudan bir elektrik şebekesine bağlıdır.

Rüzgar enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren rüzgar türbinleri yatay eksenli rüzgar türbini ve düşey eksenli rüzgar türbini olarak kategorize edilir. Gerçek hayatta çok nadir kullanılan ve bu iki türe ait olmayan rüzgar türbinleri de mevcuttur ancak biz bu yazımızda bunlara değinmeyeceğiz.

Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri

Yatay eksenli rüzgar türbinleri, rüzgar türbinleri arasında en yaygın kullanılanı ve şüphesiz en önemli türbinlerden biridir. Muhtemelen rüzgar türbini denildiğinde aklınıza gelen türbindir. Tasarımı, yel değirmenlerinde kullanılan fikrin hemen hemen aynısıdır; bir mile bağlı olan ve rüzgar ile temas edince dönen rotor kanatları elektrik enerjisini üreten bir jeneratöre bağlanır. Bir kulenin üzerine monte edilmiş büyük bir uçak pervanesine benzetebiliriz. Tabii ki bu devasa cihazlar elimize alıp üflediğimiz bir rüzgar gülü kadar basit değil. Bu cihazlar rüzgar enerjisinin yıkıcı etkisine karşı dayanıklı tasarlanan ve içerisinde daha birçok kompleks yapı bulunduran türbinlerdir. Ters esen rüzgarda hasar almaması için yönünü rüzgarın yönü ile aynı yönde ayarlayabilen mekanizmalara sahiptir. Ayrıca gövdesinin de rotor kanatlarını, dişli kutusunu, jeneratörü ve türbinin diğer bileşenlerinin ağırlığını destekleyecek kadar güçlü olması gerekir. Yatay eksenli rüzgar türbinleri ile diğer rüzgar türbinlerin maliyeti hemen hemen aynıdır, buna rağmen bu türbinler verimlilikleri ve daha yüksek güç üretme kabiliyetleri nedeniyle en yaygın kullanılan türdür. Bu yüzden çevremizde en çok bu türbinleri görürüz.

Yatay eksenli rüzgar türbinlerini iki alt türe ayırabiliriz: Önden rüzgar alan türbinler ve arkadan rüzgar alan türbinler. Bu iki tür arasındaki temel fark kullanılan malzemelerdir. Rüzgarı önden alan türbinlerde kanatların esneyerek gövdeye çarpmaması için sert ve ağır malzemeler kullanılırken rüzgârı arkadan alan türbinlerin kanatlarında daha esnek ve hafif malzemeler kullanılmaktadır.

Düşey Eksenli Rüzgar Türbinleri

Düşey eksenli rüzgar türbinleri, rotorların dikey olarak monte edilmiş bir şaftı döndürdüğü rüzgar türbinlerinden biridir. Rüzgar yönünün sık sık değiştiği yerlerde bu tür türbinler mükemmel bir seçim haline gelir. Rüzgar hangi yönden eserse essin, kanatlar güç üretmek için her zaman hareket eder ve enerji üretir. Bu tür rüzgar türbinlerinin jeneratörü yere yakın konumdadır. Bu konfigürasyon rüzgar türbinlerinin bakımını kolaylaştırır. Rotor tasarımı nedeniyle, dikey eksen rotorundaki tüm kanatlar aynı anda gelen rüzgarı almaz. Dönme sırasında, dikey eksen rotorları da kanatlarda daha fazla sürtünme veya aerodinamik dirençle karşı karşıya kalır. Dolayısıyla düşey eksenli rüzgar türbinleri, yatay eksenli rüzgar türbinlerine göre daha az verimlidir. Düşey eksenli rüzgar türbinlerinin en bilinen üç alt türü Savonius, Darrieus ve Giromill’dir.

Savonius Tipi Rüzgar Türbinleri

Savonius tipi rüzgar türbinleri, rüzgar hangi yönden eserse essin hareket ederler ve düşük hızlı rüzgarlarla çalışma konusunda çok iyilerdir, üretimi ve bakımı kolaydır ve türbülanslı rüzgarda oldukça iyi çalışır. Bu avantajlara rağmen, bu tasarım oldukça verimsizdir. Bunun nedeni, elverişli ve olumsuz sürükleme kuvvetlerinin birbirinden çok farklı olmaması ve bu nedenle dönme hızının çok yüksek olmamasıdır.

Darrieus Tipi Rüzgar Türbinleri

Darrieus tipi rüzgar türbinleri, kulenin tepesinden jeneratör şaftına bağlandığı yere kadar giden C şekilli eğimli kanatlara sahip elektrik üretimi için en yaygın kullanılan dikey eksenli rüzgar türbinleridir. Kendi kendine hareket edebilir ve daha yüksek hızlarda döndükleri için verimliliği yüksektir.

Giromill Rüzgar Türbinleri

Giromill rüzgar türbinleri, Darrieus türbinlerinden esinlenmiştir. Giromill türbinleri, kendi kendine hareket etmez ve sabit bir dönüş hızına sahip olmayabilirler. Bu nedenle Darrieus türbinleri kadar verimli değildir, ancak maliyeti daha düşük, üretimleri daha kolaydır ve türbülanslı rüzgarlarda iyi çalışabilirler.

Karayel

Karayel, Momentum Ar-Ge tarafından geliştirilmiş küçük ölçekli ve yatay eksenli rüzgar türbinidir. Düşük rüzgar hızlarında da yüksek verimlilikle çalışabilen bir tasarıma sahiptir. Akış hızlandırıcı geometrik tasarımı ile düşük rüzgar hızlarında dahi çalışabilir ve kütüphane sessizliği (35 dB) sağlar. Geleneksel yatay eksenli rüzgar türbinlerinin aksine doğrudan tahrik teknolojisi ile dişli kutusuz bir tasarıma sahiptir. Modüler kule yapısı ile yerden 6 ila 12 metre yükseklikte kurulum yapılabilir ve bakım gerektirmeyen bir tasarıma sahiptir. Klasik küçük ölçekli türbinlerin aksine bir elektrik şebekesine de bağlı çalışabilir.

Doğayı insan hayatının kaynağı olarak gören Momentum AR-GE’yi daha yakından tanımak ve Karayel hakkında bilgi sahibi olmak için bizimle iletişime geçebilirsiniz.

Tags:

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir