YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI - Deneme Sınavı - 12

Avantajlarından bazıları;

Belirli bir bölgedeki hâkim rüzgârları belirlemede “yerel rüzgârlar (dağ, vadi rüzgârları)” önemlidir. Bunlardan en önemlileri açık deniz (off-shore) ve kıyı (on-shore) rüzgârları gibi açık su rüzgârları ile dağ ve vadi rüzgârlarıdır. Bu rüzgârlar okyanus/deniz veya çok büyük göllerde yılın her günü düzenli olarak oluşur. Bu nedenle okyanus/deniz veya göl kıyıları rüzgâr türbinleri için ideal yerlerdir. Dağ rüzgârları, vadi rüzgârlarından daha kuvvetlidir ve güneş ışığının en yoğun olduğu yaz aylarında artmaktadır. Yerel rüzgârlar jeostrofik rüzgârlara katkıda bulunurlar. Jeostrofik rüzgârlar zayıf olduğu zaman yerel rüzgârlar, rüzgârın şeklini belirlerler.

Yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru hareket eden hava, “rüzgâr” olarak isimlendirilmektedir. Karaların üzerinde ısınan hava genleşir, yükselir ve yerini daha ağır ve soğuk havaya bırakır. Bu hareket rüzgârı oluşturur. Gece ise karaların üzerindeki ısınan hava suların üzerindekinden daha hızlı soğuyacağı için rüzgâr hareketi gündüzün rüzgâr hareketine göre tersine gelişir.

Avantajları:
• Rüzgar enerjisi, güç üretmek için herhangi bir kimyasal proses içermediği için su
ve hava kirliliği yaratmaz. Sera gazı oluşmadığı için küresel ısınmaya katkısı yoktur. Yani temiz bir enerji kaynağıdır ve çevre dostudur.
• Rüzgâr atmosferde bol ve serbest olarak bulunur. Rüzgâr enerjisi yenilenebilir ve
sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır.
• Elektiriğin kablolarla ulaşamadığı uzak veya küçük yerleşim yerleri için rüzgâr türbinleri yerel elektrik üretimi için bir alternatif oluşturmaktadır.
• Rüzgâr türbinlerinin yer aldığı bölgelerde tarım ve hayvancılık olumsuz olarak etkilenmez.
• Rüzgâr enerjisinin maliyeti diğer güç santralleriyle rekabet edebilecek düzeydedir.
• Rüzgârın elverişli olduğu her yere rüzgâr türbinleri kurulabilir.

Dezavantajları:
• Rüzgâr oluşumu bir doğa olayı olduğu için rüzgârın hızını ve yönünü önceden
belirlemek zordur. Üretilecek enerji rüzgârın hızına bağlıdır. Rüzgâr hızı düşerse
üretilen enerji miktarı da düşmektedir. Yani rüzgâr enerjisi kesintisiz bir enerji
kaynağı değildir.
• Rüzgâr türbinlerinin gürültülü çalışmaları, yakın çevrelerinde yaşayan insanlar
için rahatsız edici olabilir.
• Rüzgâr türbinleri görüntü kirliliği oluşturabilir.
• Rüzgâr türbinleri çevredeki elektromanyetik dalgayı etkileyebilir. Büyük kapasiteli
türbinler yakın çevredeki TV yayınlarını etkileyebilir.
• Büyük kapasiteli rüzgâr türbinleri göçmen kuşların uçuş yollarını olumsuz olarak
etkileyebilir ve kuş ölümlerine neden olabilir.

Enlem               Yön

90-60° Kuzey / Kuzey-Doğu
60-30° Kuzey / Güney-Batı
30-0°   Kuzey / Kuzey-Doğu 
0-30°    Güney / Güney-Batı 
30-60°  Güney / Kuzey-Batı
60-90°  Güney / Güney-Doğu

I. Türbinden çıkan rüzgâr, türbülanslı rüzgârdır, rüzgâr kuyruğu şeklinde türbinden ayrılır ve yakındaki türbinlerin verimini düşürebilir. Bu etkiye iz etkisi denir. Bu nedenle,
türbinler arası uzaklığın etkin rüzgâr yönünde kanat çapının en az 5-9 katı olması istenir.

II. Yüksek dağların arasındaki vadilerde veya yüksek binaların arasında rüzgâr hızı artar. Dağlar veya yüksek binalar, havayı sıkıştırarak dağların/binaların aralarına yönlendirir ve bu bölgedeki havanın hızı, açık arazideki havanın hızına göre daha fazladır.

III. Yeryüzünün pek çok yerinde rüzgâr geceye oranla gündüz daha fazladır. Bunun nedeni deniz ve kara yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkının gündüz daha fazla olmasıdır. Gündüz üretilen rüzgâr enerjisi geceye oranla daha fazladır.

Rüzgâr ölçüm verilerinin yıl içindeki dağılımlarının bilinmesi çok önemlidir. Bu amaçla verilerin istatistiki analizleri yapılır. Bu analizlerde, uzun dönemli rüzgâr ölçüm verileri farklı bölge ve yükseklikteki rüzgâr özelliklerini belirlemek için rüzgâr hızı dağılımı fonksiyonları kullanılır. Bu fonksiyonlardan en önemlileri Weibull dağılımı ve Rayleigh dağılımıdır.

Rüzgâr enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesi rüzgâr hızına, rotor kanat alanına ve havanın yoğunluğuna bağlıdır.

Yeryüzünün pek çok yerinde rüzgâr geceye oranla gündüz daha fazladır. Bunun nedeni deniz ve kara yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkının gündüz daha fazla olmasıdır. Gündüz üretilen rüzgâr enerjisi geceye oranla daha fazladır.

Türbinden çıkan rüzgâr, türbülanslı rüzgârdır, rüzgâr kuyruğu şeklinde türbinden ayrılır ve yakındaki türbinlerin verimini düşürebilir. Bu etkiye iz etkisi denir. Bu nedenle, türbinler arası uzaklığın etkin rüzgâr yönünde kanat çapının en az 5-9 katı olması istenir. Türbinler arası uzaklık arttıkça iz etkisi azalır.

Yaygın olarak kullanılan kepçe (cup) anemometresi rüzgârı yakalamak üzere dikey olarak konuşlandırılmış üç adet kepçeden oluşmaktadır. Bu yöntemle dakikadaki tam dönüş sayısı elektronik olarak ölçülmekte ve kaydedilmektedir. Rüzgâr hızlarının dağılımını ve rüzgâr yönlerinin değişen frekanslarını göstermek için yönün de ölçülmesi gerekmektedir. Bunun için rüzgâr yön bilgisini elektriksel sinyale çeviren yönden bağımsız rüzgâr sensörleri kullanılır.

Rüzgâr hızının ölçülemediği durumlarda rüzgârın hızı, tahmini olarak belirlenir. Tahminsel rüzgâr ölçümünde Beaufort (Bofor) ölçeği kullanılır.

Deniz yüzeyi için engel sınıfı “0”, ağaçlık ve binaların olduğu bölgenin engel sınıfı “3-4”, beton havaalanı pisti için bu değer “0,5” dir.

P_D = 1/2. ρ ⋅ν

v= 25 m/s

P_D = 9704.59 watt/m²

PR = A⋅ρ ⋅ v³
Türbin çapı D= 3 m ise türbinin süpürdüğü alan çapı 3 m olan bir dairenin alanıdır.
A=π ⋅D² /4 = 3,14⋅ (3)² /4 = 7,065 m²

P_R =7,065⋅1,225⋅ (30)³
PR = 233674,875 Watt
Bu enerjinin %30’ı elektrik enerjisine dönüşür
PT = 233674,875.0.3
PT = 70102,4625 Watt . (1 Kilowatt/1000Watt)
PT = 70,1025 KW
1 günde (24 saat) üretilecek elektirik enerjisi ise
PT = 70,1025⋅24=1682,46 KWsa

P_D = (1/2). ρ . v³

85 = (1/2). (1,225) . v³

v = 5.18 m/s

Pitch: Kanatların dönüşünü kontrol eden döndürme mekanizmasıdır.

Akan suyun gücünü elektriğe dönüştüren santraller “Hidroelektrik Santraller (HES)” olarak bilinmektedir. Doğru cevap C'dir.

Dezavantajları:
• Yatırım maliyeti yüksek ve toplam inşaat süresi uzundur
• Kuraklık durumunda, su kaynağının azalması elektrik üretimini azaltabilir
• Tarıma elverişli araziler baraj gölü altında kalabilir.
• Barajlarda taşkın olması durumunda çevresinde sel oluşumu söz konusudur.
• Suyun doğal akışının değiştirilmesi sucul canlıların yok olmasına neden olabilir. Doğrı cevap B'dir.

Şalt Bölgesi Transformatörlerde oluşan yüksek gerilimin elektrik iletim hatlarına bağlandığı bölgedir. Doğru cevap D'dir.

Baraj gölünde suyun belli bir seviyeden fazla yükselmesini önlemek amacıyla kullanılır. Savaklar baraj gölünde kullanıldıkları yere göre dolu ve dipsavak olmak üzere sınıflandırılır. Doğru cevap A'dır.

Su türbinlere farklı yollarla girebilir. Su akışının yönüne göre türbin çeşitleri eksenel, radyal, karışık akış ve çapraz akış olarak dört grupta toplanabilir. Doğru cevap E'dir.