You Are Here: Home » Genel » Rüzgar türbinlerine giriş

Rüzgar türbinlerine giriş

Rüzgar türbinlerine giriş

Rüzgar enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları içinde günlük hayatımıza en çok girmiş olan enerji elde etme türüdür. Rüzgar enerjisinin en önemli elemanı olan rüzgar türbini, rüzgarın kinetik enerjisini mekanik enerjiye çeviren bir makinedir. Batarya şarj etmek gibi küçük güçlerden elektrik şebekesi için yüksek güç üreten tiplerine kadar geniş bir ölçekte üretilen rüzgar türbinleri hakkında genel esasları bu yazıda sizinle paylaşacağız.

Rüzgar türbini çeşitleri

Rüzgar türbinleri, dikey ve yatay eksenli olmak üzere ikiye ayrılır. Günümüzde dikey eksenli rüzgar türbinleri oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.

1. Yatay eksenli rüzgar türbinleri

Yatay eksenli rüzgar türbinleri, türbin kulesi ve onun üzerinde nasel adı verilen ve kanatları, rotor milini ve elektrik generatörünü içeren kısımdan oluşur. Generatörün mil ekseni yatay olarak konumlandığı için bu ismi almıştır. Türbin kanatları ise rüzgara karşı dik açı oluşturacak şekilde dikey olarak konumlandırılmıştır. Bir çok modelinde olduğu gibi kanatların düşük hızını, generatörün elektrik üretebilmesine uygun bir şekilde yüksek devirlere dönüştüren bir dişli sistemi vardır. Buna karşın dişli kullanılmayan rüzgar türbinleri de vardır. Nasel hareketli olup rüzgarı karşısına alacak şekilde hareket edebilir. Türbin kanatları alüminyum veya kompozit malzemelerden yapılmıştır ve yüksek rüzgar hızlarına dayanabilmesi için oldukça sert yapılıdır.

Günümüzde sıklıkla kullanılan ticari rüzgar türbinlerinde üç kanatlı rotor kullanılır ve kanatların rüzgara karşı konumu bilgisayar kontrollü motorlar ile sağlanır. Modern türbinler saatte 320 km rüzgar hızına dayanıklı, yüksek verimli ve düşük tork salınımına sahiptir. Türbin kanatları, görüntü kirliliği yaratmaması için bulutlara benze şekilde açık gri renge boyanır. Tipik bir türbin kanadı 20 ile 40 metre olup bazı yüksek güçlü türbinlerde daha fazla olabilir. Kanatlar dakikada 10 – 22 devir ile dönerler. Yaklaşık olarak 90 metre/saniye hızında esen rüzgar, kanatları 22 devir/dakika hızında döndürür. Çok yüksek rüzgar hızlarında türbinin zarar görmemesi için kanatlar, fren sistemi ile otomatik olarak durur. Türbin kulesinin boyu 60 – 90 m arasında olabilir.

2. Dikey eksenli rüzgar türbini

Dikey eksenli rüzgar türbinlerinde generatör ve rotor mili dikey olarak konumlandırılmıştır. Bu yerleşim şeklinin avantajı, rüzgarı yakalamak için kanatları konumlandırmaya gerek olmamasıdır, zira yatay şekilde esen rüzgar her durumda kanatları döndürecektir. Rüzgar yönünün önemli olmadığı uygulamalara (örneğin binalarda) bu rüzgar türbini oldukça kullanışlıdır. Bu türbin modelinin dezavantajları aşağıdaki gibidir:

  • Düşük dönüş hızı
  • Düşük güç verimliliği
  • Kanatların sürekli dönmesi sebebiyle generatör miline binen sürekli dinamik yük
  • Değişken yönlü rüzgarların modellenmesindeki zorluk

Tasarım ve yapı

Rüzgar türbinleri, rüzgarı yakalamak için tasarlanırlar. Optimum kule yüksekliği, kontrol sistemi, kanat sayısı ve şekli gibi konuları belirlemek için aerodinamik modelleme kullanılır.

Günümüzde sıklıkla kullanılan yatay eksenli rüzgar türbinlerini üç aşamada inceleyebiliriz.

Rotor

Kanatları da içeren ve rüzgarın kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren kısım olan rotor, türbin maliyetinin yaklaşık olarak % 20’sini oluşturur.

Generatör

Mekanik dönme hareketini elektrik enerjisine çeviren generatör kısmı, yüksek devir hızını düşük hıza dönüştüren dişli sistemi ve güç elektroniği kontrol devrelerini içeren kısımdır. türbin maliyetinin yaklaşık olarak % 34’ünü oluşturur.

Yapısal destek

Türbin kanatlarının rüzgara yönelmesini sağlayan dümen dişli sistemi ile türbin kulseini içeren yapısal destek kısmı, türbin maliyetinin yaklaşık % 15’ini oluşturur.

Tipik bir rüzgar türbininin boyutları

Yaklaşık 1,5 MW güç üreten tipik bir bir rüzgar türbini yaklaşık 80 m yüksekliğindedir. Türbin kanatlarını ve hub ismi verilen rotor göbeğini içeren rotor kısmı 22.000 kg ağırlığındadır. Generatörü ve dişli sistemini içeren nasel 52.000 kg ağırlığındadır. Kule temeli 26.000 kg ağırlığında, 190 m³ beton ve çelik karışımı içerir. Kule temeli 15 m çapında ve 2,4 m derinliğindedir.

Comments (2)

Leave a Comment

© 2011 elektrikmedya.com

Scroll to top