YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Rüzgâr, güneş ışığının dünyanın farklı yüzeylerini farklı ısıtması ile gerçekleşen bir hava hareketidir. Güneş ışığı dünyamıza ulaştığı sürece rüzgâr dünyamızda hep var olacaktır ve bu bakımdan da yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Yeryüzünün farklı yüzeylerinin güneş tarafından farklı ısıtılması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, dolayısı ile de havanın hareketine neden olmaktadır. 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. Atmosferdeki rüzgâr hareketleri de aynı şekilde gerçekleşir.

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, Yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru hareket eden havadır. Rüzgâr türbinleri görüntü kirliliği oluşturabilir.

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. 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. Bu etki tünel etkisi olarak bilinir. Arazinin yüksek tepelerinde engellerin olmamasından dolayı rüzgâr hızı fazladır; ancak türbülans oluşumu da söz konusu olabilir.

Rüzgâr hızını ve yönünü belirlemek amacıyla yapılan ölçümler, ölçüm amacına göre değişmektedir. Meteoroloji hava istasyonlarında rüzgâr hızı, Dünya Meteoroloji Örgütünün belirlediği standart ölçüm yüksekliği olan 10 m yükseklikte ölçülmektedir. Enerji amaçlı rüzgâr ölçümlerinde ise rüzgâr hızı ve rüzgâr yönü 30 m yükseklikte ölçülür. Rüzgâr hızı ölçümleri, mümkünse bu yükseklikte, gün boyunca her üç saatin ilk 10 dakikasında olmak üzere, 3’er saat ara ile en az bir yıl devamlı olarak yapılmalıdır.

Rüzgâr türbin tiplerinden en fazla kullanılanı yatay eksenli rüzgâr türbinleridir (YERT). Yatay eksenli rüzgâr türbinlerinin kanatları rüzgâr yönüne diktir ve dönme eksenleri rüzgâr yönüne paraleldir . Bu tip rüzgâr türbinleri bir, iki, üç veya çok kanatlı yapılmaktadır. Yatay eksenli türbinlerin rüzgâr enerjisinden maksimum oranda yararlanmaları için rotorları daima rüzgâr akış yönünde olmalıdır.

Düşey eksenli rüzgâr türbinlerinin (DERT) eksenleri rüzgâr yönüne diktir, kanatları da düşey vaziyettedir. Düşey eksenli türbinlerin kanatları bir düşey şafta bağlanmıştır. Düşey eksenli rüzgâr türbinleri rüzgârı her yönden alırlar. Rüzgârın yönü değiştiği zaman herhangi bir pozisyon değiştirmesi olmaz. Türbin kanatları tasarımından dolayı yatay eksenli türbinlere oranla verimleri düşüktür. En iyi bilinen modeli Darrieus modeli türbinlerdir. Darrieus pervanesinin modifiye edilmiş hâli ise “H pervanesi” şeklinde Savinous tipi türbinlerdir. Savinous türbin aslında genelde rüzgâr hızını ölçmek için kullanılan bir cihazdır ve 100 W’ın altında küçük kapasitelerde güç üretmek için kullanılırlar.

Makine yeri (Nacelle): Kule üzerinde bulunan, rotor, dişli kutusu, şaftlar, jeneratör, kontrolör ve frenleme düzeninin yer aldığı bölümdür.

Rüzgâr atlası, yer yüzeyinden 10 m yükseklikte, yer yüzeyinde ölçülmüş olan rüzgâr hızı ve yönüne yeterli süre ve sayıdaki meteoroloji istatistiklerinin, özel bilgisayar programları yardımıyla değerlendirilmesi sonucunda elde edilen, rüzgâr gücü ve kapsadığı alanlar hakkında bilgi veren rüzgâr istatistikleridir.

Rotor: Kanatlar ve dişli kutusunun bulunduğu yerdir.