ATÖLYE ÇALIŞMASI I

Enerji, bir cisim ya da sistemin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır. Dünyada bilinen enerji çeşitleri kimyasal enerji, elektrik enerjisi, ısı enerjisi, ışık enerjisi ve nükleer enerji şeklinde adlandırıldığı gibi değişik şekillerde de bulunabilmektedir.

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.

PV modüller güneş enerjisinden elektrik üretmekte görevli üreteçlerdir.

Genellikle bir rüzgar türbinini imal etmek ve çalıştırmak için gerekli olan enerjiyi geri kazanmak için, rüzgar türbinin maksimum güç çalışması koşuluyla iki ya da üç yıl çalışması yeterli olacaktır.

Rüzgar santralleri her zaman yüksek verimle çalışamazlar. Diğer ifadeler ise doğrudur.

Pervaneleri nedeniyle büyük alana ihtiyaç duymaları avantaj değil dezavantajdır.

2014 yılı verilerine göre rüzgar enerjisinden en fazla elektrik enerjisi üreten ülkeler sırası ile Çin, A.B.D, Almanya ve İspanya'dır.

2015 yılı sonu verilerine göre ülkemizde rüzgar enerji santralleri kurulu gücü en fazla olan ilk üç il, Balıkesir, İzmir, Manisa'dır.

Düşey eksenli rüzgar türbinleri, yardımcı bağlantı kabloları ile ekseninden sabitlenmekte olup yatay eksenli rüzgar türbinleri yardımcı bağlantı kabloları ile eksenlerinden sabitlenmezler.