ATÖLYE ÇALIŞMASI I - Deneme Sınavı - 6

Bir konumu ve durumu nedeniyle sahip olduğu enerji potansiyel enerji, hızı olan cisimlerin sahip olduğu enerji kinetik enerji, cisimlerin sıcaklıkları nedeniyle sahip olduğu enerji ısı enerjisi, devrelerde elektrik yüklerinin hareketleri sebebiyle sahip oldukları enerji elektrik enerjisi, maddelerin kimyasal reaksiyonlarda bulunması sonucu ortaya çıkan enerji kimyasal enerji olarak adlandırılmaktadır. Ayrıca güneş enerjisi, ses enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji ve rüzgâr enerjisi de diğer enerji çeşitleri olarak sayılabilir.

Güneşten Dünya’ya gelen enerjinin %1-2’sinin rüzgâra dönüştüğü tahmin edilmektedir. Gelen enerjinin bir bölümü yeryüzünü ısıtır. Yeryüzünün her tarafının aynı miktarda ısınmaması rüzgârı meydana getirir. Yeryüzünün farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, farklı basınçta havanın hareketine neden olur. Birçok yerde mevsime bağlı farklılıklar bulunur. Rüzgâr hızı genel olarak kışın daha yüksek olmakla birlikte bazı bölgelerde yeryüzü şekillerine bağlı olarak yazın daha yüksek olabilmektedir.

Çok eski yıllardan beri insanoğlu rüzgâr enerjisinden faydalanmıştır. Yelkenli gemilerin hareket ettirilmesi, yel değirmenleri ile buğday öğütülmesi veya su pompalanması işlerinde kullanılması en çok bilinenleridir. 1800’lü yılların sonlarında rüzgâr enerjisinden elektrik elde edildiği bilinmektedir.

Düşey ekseni yere dik olacak şekilde tasarlanmıştır. Daima rüzgârın geleceği yöne göre ayarlanır. Yatay ekseninin rüzgâra göre ayarlanmasına gerek yoktur.

Çizelge 4.1

Pervane Çapı ile Çıkış Gücü Arasındaki İlişki

Açı Kontrolü: Pervane yüksek hızlara çıktığında, üretilen enerji de çok fazla olmaktadır. Bu gibi durumlarda pervanelerin açılarını değiştirip daha yavaş bir dön- me hareketi elde etmek için açı kontrolü sistemi kullanılır.

Pasif Yavaşlatıcı: Genellikle pervaneler ve motor bloğu sabit bir açıyla ayarlanmışlardır. Ancak rüzgâr çok hızlı estiği zamanlarda pervanenin tepe taklak olmasını engellemek için geliştirilmiş bir sistemdir. Aerodinamik olarak rüzgârın tersi yönde pervanenin açısını değiştirip hızın azaltılmasına çalışılır.

Aktif Yavaşlatıcı: Açı kontrol sistemine benzer bir sistemdir. Üretilen gücün fazla olması durumunda pervane ve motor bloğunun açısını değiştirmeye yarayan sistemdir.

Çizelge 4.3

Şehirlerimizde Kurulu Rüzgâr Enerjisi Gücü

Rüzgâr enerjisi elde etme çalışmalarının ilerlemesi teknolojinin gelişmesine oldukça bağımlı olduğunu söyleyebiliriz. Dünya enerji birliğine göre dünyadaki enerji ihtiyacının % 1-2’si rüzgâr enerjisinden elde edilmektedir.

Bir rüzgâr türbininin ürettiği enerjinin hesaplanması için rüzgârın hızına ve pervane çapına ihtiyaç vardır. Çoğunlukla büyük rüzgâr türbinleri rüzgâr 15 m/s hızla eserken tam kapasite çalışma şartlarına erişirler. Rüzgâr hızı 20 m/s ulaştığında sisteme mekanik parçalara aşırı yük binmesi sebebiyle sistem otomatik olarak durmaktadır. Türbinin fazla hızlanması halinde sistemi durduracak birçok kontrol sistemi bulunmaktadır. En genel sistem fren sistemidir. Rüzgâr 20 m/s hıza ulaştığında fren sistemiyle pervanelerin dönmesi durdurulur.

Yapacağınız deneyde kendi sağlığınız için güvenlik önlemlerine dikkat etmeniz gerekir. Güvenliğinizin herşeyden önemli olduğunu unutmayınız. Aşağıda verilen bazı güvenlik önlemlerini dikkatli bir şekilde okuyarak uygulamaya özen gösteriniz.

• Görevlilerin yapacağı uyarılar dikkatle dinlemeli ve uygulamalısınız.
• Eğer ilk kez bir laboratuvarda çalışmaya başlamışsanız elektrik panosu, yangın söndürücü ve ilk yardım dolabının yerlerini öğrenmelisiniz.
• İlk yardım gereçlerinin kullanılabilir durumda olduğundan emin olunuz.
• Gerekli ilk yardım merkezlerinin telefon numaralarını kolayca ulaşabileceğiniz bir yere not ediniz.

Elektrik enerjisi serbest elektronların hareketi ile iş yapan enerjidir. Tüm katılar atom- lardan oluşmaktadır. Her bir atom bir veya daha fazla elektron içerir. Serbest elektronlar bir iletkende elektriksel kuvvete maruz kaldıklarında bir yönde hareket ederler ve elektrik akımını meydana getirirler.

Enerjinin korunumu ilkesine göre enerji yoktan var edilemez, var olan enerji de yok edilemez, ancak bir türden diğer bir türe dönüşür ve toplam enerji miktarı korunur. Eğer bir cisim h yüksekliğinden serbest bırakılırsa, cisim yere göre potansiyel enerjisini kaybederken kinetik enerji kazanmaya başlar. Hava sürtünmesini ihmal edersek, cisim yere çarptığı anda potansiyel enerjisinin tamamı kinetik enerjiye dönüşmüş olur.

Uluslararası ölçüm sisteminde kütle birimi kg (kilogram), uzunluk (yükseklik) birimi m (metre) ve yerçekimi ivmesi biri- mi m/s2 olduğundan enerji birimi J (joule; jul diye okunur) olarak belirlenir.

Laboratuvarda çalışmaya başlamadan önce, yapacağınız deneyde kullanacağınız cihazların güç kablolarının prizlerde takılı olup olmadığını kontrol ediniz, takılı ise fişleri prizlerden çıkarınız.

Laboratuvarda deney yapmak üzere kullanılacak prizlerde toprak hattının bulunması zorunludur.

Elektrik motoruna güç kaynağından sadece 4 V’luk gerilim uygulanması gerektiğini unutmayınız.

Elektrik enerjisi yenilenebilir olmayan (kömür, petrol, doğal gaz, nükleer) ya da yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, su, rüzgâr, jeotermal, biyomas) kullanılarak ikincil bir enerji olarak elde edilmektedir.

Enerjinin korunumu ilkesine göre enerji yoktan var edilemez, var olan enerji de yok edilemez, ancak bir türden diğer bir türe dönüşür ve toplam enerji miktarı korunur. Eğer bir cisim h yüksekliğinden serbest bırakılırsa, cisim yere göre potansiyel enerjisini kaybederken kinetik enerji kazanmaya başlar.

Bir elektrik makinesi ya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ya da elektrik enerjisini me- kanik enerjiye dönüştürebilen bir aygıttır. Böyle bir aygıt mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanıldığında jeneratör olarak adlandırılır. Hidroelektrik santrallerinde, baraj gölündeki suyun belli yükseklikten aşağıya doğru düşmesi ile su türbin çarklarını ve buna bağlı olarak jeneratör milini döndürmesiyle elektrik enerjisi elde edilir.

SI ölçüm sisteminde iş birimi joule’dür. Dikkat ederseniz enerji birimi ile aynıdır.

Doğada bulunan katı maddeleri elektriksel özelliklerine göre iletken, yalıtkan ve yarı-iletken olmak üzere üç başlık altında sınıflandırabiliriz. İletken malzemelerin (genellikle metallerdir) direnci küçüktür ve elektrik akımını iletirler. Elektrik enerjisi iletiminde iyi birer iletken olan bakır ve alüminyum metalleri kullanılır.