Rüzgar Enerjisi Nedir? Rüzgar Türbini Nasıl Çalışır?

[dersem]

Enerji, maddede var olan ışık ve ısı şeklinde ortaya çıkan güçtür Bir sistemden başka bir sisteme aktarılabilirTermodinamiğin birinci yasasında da belirtildiği gibi enerjinin doğada birbirine dönüştüğünü görebilirizPotansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüştüğü birçok örnek vardırBunlardan biri de,rüzgar enerjisidir

Rüzgar enerjisi nedir?; Rüzgar enerjisi atmosferdeki basınç farklılıklarından meydana gelir, yani sıcak hava ile soğuk havanın yer değiştirmesi olayıdır



Rüzgar Santralleri

Havanın içindeki moleküllerin hızlı yer değişmesi sonucu bir kinetik enerji ortaya çıkar ve bu enerjiden elektrik üreten merkezlere rüzgar santrali denilmektedirRüzgar santrallerinin çalışma sistemleri pervanelerin havanın hareketiyle şaftı döndürmesi sonucu ortaya çıkan kinetik enerjiyi bir jeneratör yardımıyla elektrik enerjisine dönüşmesidir



Rüzgar Enerji Santrallerinin Bölümleri ve Sistemi

Rüzgar enerji santralleri basit anlamda 3 bölümden oluşurBunlarervane kanatları,şaft ve jeneratörRüzgar estiğinde pervanenin kanatlarına çarparak ona bir hareket kazandırır bu sayede rüzgar enerjisi ile hareket enerjisi yani kinetik enerji elde edilmiş olurDaha çok verim alabilmek için pervaneler rüzgarın estiği yöne doğru dönecek şekilde tasarlanmıştır



Pervanenin dönmesi sonucu şafta döner ve şaftın dönmesiyle de motorun içinde bir hareket oluşurMotorun çıkışında bir elektrik sağlanırJeneratörler sayesinde de elektromanyetik indüksiyon ile elektrik enerjisi üretilmiş olur

Rüzgar Santrallerinin Çalışma Yöntemi



Çalışma yöntemi,içinde mıknatısların ortasında ince tellerle sarılmış bir bölüm bulunurPervanenin rüzgar etkisiyle şaftı döndürdüğü zaman motor içindeki bu sarım alanı,çevresindeki mıknatısların ortasında dönmeye başlar ve böylece alternatif akım(AC) oluşur



Rüzgar Türbinleri ve Çeşitleri

Rüzgar türbinlerinin iki farklı tasarımı vardır:Bunlardan biri yatay eksen etrafında dönebilen tasarım diğeri ise düşey eksenli rüzgar türbinidir

1)Düşey Eksenli Rüzgar Türbini:

Düşey eksenli rüzgar türbini “Vertical Axis Wind Turbine(VAWTs)olarak adlandırılırDüşey eksenli rüzgar türbini her zaman rüzgarın geleceği yöne doğru ayarlanırYatay ekseninin rüzgara doğru ayarlanmasına gerek yokturDüşey eksenli rüzgar türbinlerinde ilk hareket olarak bir elektrik motoruna ihtiyaç duyulmaktadır

Daha az rüzgar alan yerlerde cihazın verimi düşük olmaktadırTüm donanımlarının yer seviyesinde olması avantajdır fakat tarım arazileri için pek öyle söylenemezDüşey eksenli rüzgar türbinlerinin tarım arazilerine olumsuz etkisi oldukça fazladır

2)Yatay Eksenli Rüzgar Türbini:

Yatay eksenli rüzgar türbiniHorizontal Axis Wind Turbine(HAWTs) olarak adlandırılırDönme ekseni yere paraleldirElektrikli motor yardımıyla rüzgar yönüne doğru pervanenin konumu ayarlanabiliyorYapısı bir elektrikli motoru andırmaktadırVerim alınabilmesi için deniz seviyesinden yaklaşık 80 metre yükseklikte olması gerekir

Rüzgar Türbini Yapıları:

Rotor Blades(Pervane Kanatları):Havanın basınç farkından dolayı oluşan rüzgar enerjisini dönme hareketine çevirmeye yarar
Shaft(Şaft)önme hareketini üreteçe iletmeye yarayan araçtır
Gear Box(Dişli Kutusu):Jeneratöre daha hızlı bir hareket iletilmesine yardımcı olur
Generatör(Üreteç):Hareket enerjisini elektrik enerjisine çeviren bölümdür
Breaks(Frenler):Aksi bir durum olduğunda pervaneleri durdurmaya yarayan yapıdır
Tower(Kule):Üstlerde bulunan pervane ve motorun yerden güvenilir bir yükseklikte çalışmasını sağlar
Electrical Equipment(Elektrik Donanımı):Üretilmiş olan elektrik enerjisini ilgili merkeze aktarımını sağlar
Üretilen Enerjinin Hesaplanması

Bir rüzgar türbinin ürettiği enerjinin hesaplanabilmesi için pervane çapına ve rüzgarın hızına ihtiyaç vardırDaha çok enerji üretmek isteniliyorsa pervane çapının artması gerekirPervane çapının artması için de rüzgar türbinin yerden yüksekliğinin artması gerekir yani daha fazla rüzgar alan türbin daha çok enerji üretmiş olur

Genel olarak 1000 rüzgar türbini,yıllık 1 milyar kws enerji üretirTipik büyük bir rüzgar türbini yaklaşık 600 hanenin elektrik ihtiyacını karşılayabilir hem de çevreye zarar vermeden yapar

Rüzgar Türbinleri Güvenlik Sistemi

Rüzgar türbinlerinin tam kapasite olarak çalıştıkları hız 33 mil hızdırFakat saatte 45 mil(20 ms) hıza çıktıklarında tehlikeli bir durum oluşacağından sistem kendini otomatik olarak durdurmaktadırRüzgar türbinlerini durduracak birçok güvenlik sistemi vardırEn genel olarak bilinen sistem fren sistemidirBundan başka güvenlik sistemleride kullanılabilir

Açı Kontrolü:Rüzgar türbinlerinin pervaneleri yüksek hızlara çıktığında pervanenin açılarını değiştirip yavaş bir dönme hareketi elde etmek için kullanılırTıpkı çay bardağındaki çayı bir tarafa karıştırdığımızda dönmesiyle oluşan hareketi diğer tarafa karıştırmaya başladığımızda yavaşlayıp durulması gibidir
Pasif Yavaşlatıcı:Rüzgarın çok hızlı estiği durumlarda pervanenin savrulmaması için geliştirilmiş bir sistemdir
Aktif Yavaşlatıcı:Açı kontrol sistemi ile benzer çalışır
Temiz ve Yenilenebilir

Rüzgar enerjisi hayatımızda önemli yere sahiptirGünümüzde birçok kaynak tükenmekte olup canlılar için tehdit arz ederYenilenebilir enerji kaynaklarındandırHavayı kirletmez,temizdir ve başka ülkelerden enerji transfer etmeye gerek duyulmaz

Rüzgar Enerjisinin Olumsuz Yönleri

Bazı olumsuz yönleri vardırHer zaman istenilen yüksek verimle çalışmaz çünkü rüzgarın hızı değişkenlik gösterirPervanelerin dönerken çıkardığı ses ve motorun sesi çevredeki canlılara ses kirliliği olarak dönerHayvanlara ve doğal yaşama rahatsızlık verebilirHer şeye rağmen temiz ve yenilenebilir olması elbette büyük bir avantajdır

Dünya hepimizin o yüzden elimizdeki kaynakları en doğru şekilde kullanmaya özen göstermeliyizTemiz bir dünya ve temiz bir gelecek için yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmalıyızRüzgar enerjisi bunlardan sadece biridir