II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

357
olarak bilinen hidrolik, rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle, dalga, gel-git enerjileri
içerisinde en yaygın olan ve teknolojisi en hızlı gelişeni ise rüzgar enerjisidir.
Rüzgar enerjisinin bu kadar hızlı gelişmesinin nedeni, doğada serbest bir
halde ve bol olarak bulunması ile enerji kaynağı çeşitliliği yaratması yanında
dışa bağımlı olmayan temiz bir enerji.
Rüzgar Türbinleri
Rüzgar türbinleri esas itibariyle yatay ve düşey eksenli olmak üzere iki şekilde sınıflandırılırlar.
Hesaba dayalı olarak yapılan ilk yatay eksenli rüzgar çarklarının
tasarımı 1930’lu yıllarda Betz tarafından yapılmıştır. Bu rüzgar çarklarının teorik
verimi %59 olup literatürde Betz limiti olarak tanınır. Modern düşey eksenli rüzgar
türbinleri üzerindeki ilk çalışmalar Savonius ve Darrieus tarafından yapılmıştır.
Daha sonra düşey eksenli bu iki rüzgar çarkının üstünlükleri ve sakıncaları göz
önünde bulundurularak birleşik Savonius-Darrieus rüzgar çarkları geliştirilmiştir.
Bu iki sınıftaki yatay ve düşey eksenli rüzgar çarklarının yapısal özellikleri de göz
önünde bulundurularak çeşitli alt sınıflara ayrılabilir. Türbinler hareket halindeki
havanın kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmektedirler. Bundan dolayı
rüzgardan elektrik enerjisi üretimi rüzgar enerjisi uygulamalarının temel yöntemlerindendir.
Genel olarak, bir rüzgar türbini üç bölümden oluşur [11]. 1) Pervane
kanatları: Rüzgar harekete geçtiğinde pervane kanatlarına çarpar ve onu döndürmeye
başlar. Böylece rüzgar enerjisinden kinetik enerji elde edilir, 2) Şaft: Rüzgarın
çarpmasıyla harekete geçen pervaneler kendisine bağlı olan şaftı da harekete
geçirir. Şaftın dönmesiyle de motor içinde hareket meydana gelir ve elektrik enerjisi
sağlanmış olur, 3. Jeneratör: Oldukça basit bir çalışma yöntemi vardır. Elektromanyetik
indüksiyon ile elektrik enerjisi üretilir. Küçük oyuncak arabalardaki elektrik
motoruna benzer bir sistemdir. İçinde mıknatıslar bulunur. Bu mıknatısların
ortasında da ince tellerle sarılmış bir bölüm vardır. Pervane şaftı döndürdüğü zaman
motor içindeki bu sarım bölgesi, etrafındaki mıknatısların ortasında dönmeye başlar.
Bunun sonucunda da alternatif akım (AC) meydana gelir [11].
Elektrik Üretimi
Rüzgar enerjisi santrallerinde oluşabilecek önemli çevresel etki olarak gürültü gösterilmektedir.
Ancak rüzgar enerjisi santralleri, rüzgar rejimine bağlı olarak, genelde
yerleşimin olmadığı veya rakım farklılıkları sebebiyle gürültü etkilerinin daha az
hissedildiği yerlerde kurulmaktadır. Diğer yandan türbin teknolojisindeki gelişmeler
doğrultusunda gürültü emisyonları gün geçtikçe düşürülmekte ve hatta türbinlerden
150-200 metre uzaklıkta 40 dB ‘in altına inilmektedir. Dolayısıyla gürültü etkisiyle
oluşacak bir çevresel kirlenme rüzgar enerjisi santralları için göz ardı edilebilecek
orandadır [12].Rüzgar türbini, rüzgardaki kinetik enerjiyi önce mekanik daha sonra
da elektrik enerjisine dönüştüren sistem olduğunu söylemiştik. Bir rüzgar türbini
genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik
elemanlar ve pervaneden ibarettir. Rüzgarın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye
çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır.