SlideShare a Scribd company logo
1 of 21
RÜZGÂR ENERJİSİ VE RÜZGÂR
       TÜRBİNLERİ




         BĠL101 Bitirme Projesi




         Ömer Said ERDOĞAN
              11060335




       Ondokuz Mayıs Üniversitesi
         Mühendislik Fakültesi
       Makine Mühendisliği Bölümü



              Aralık 2011


                                    1
ÖZET

         Fosil esaslı yakıtların çevreye verdiği zararlar ve kaynaklarının
sınırlı olması nedeniyle baĢlatılan enerji kaynaklarını araĢtırma çalıĢma-
ları, insanoğlunun, tarihin en eski çağlarından beri önce su üzerindeki
araçların hareket ettirilmesinde, daha sonra da yel değirmenlerinde kut-
landıkları rüzgâr enerjisinden çağımızda en çok kullanılan enerji türü
olan elektrik enerjisi üretiminde yararlanma çalıĢmalarına baĢlamasına
neden olmuĢtur.

         Özellikle elektrik Ģebeke hatlarının çekilmesinin pahalıya mal
olduğu uzak bölgelerde enerji ihtiyacının karĢılanmasına ekonomik çö-
zümler getiren rüzgâr enerjisi uygulamaları yıl boyunca rüzgâr rejiminin
uygun olduğu bölgelerde Ģebekeye enerji temini konusunda da istikbal
vaat etmektedir. Bu makalede rüzgâr enerjisi ve bundan yararlanma Ģe-
killeri ve rüzgâr türbinleri konusunda temel bilgiler verilerek, ülkemiz-
deki potansiyeline dikkat çekilmeye çalıĢılmıĢtır.




                               SUMMARY



        However, the wind energy is used from ancient times as a driving
force for vehicles on water and for windmills, the studies on the
alternative energy sources because of environmental disadvantages and
limited capacity of fossil sources had slated to investigate the possibility
to use the wind energy for production of electricity, most widely used
energy type in modern world. Especially for the remote areas where the
cost of electrical network connections are high, the build energy submit
economical solutions. By wind power, the electrical energy can be
supplied for network at regions where the wind regime has a reasonable
degree ever the year in this an idea wind energy, its utilisation methods,
and wind turbines are investigated and the potential for Türkiye has been
discussed.



                                                                             2
TEŞEKKÜR


        Bu projenin çeĢitli aĢamalarında yardım ve desteklerinden dolayı
danıĢmanım Yrd.Doç.Dr. Ġbrahim KELEġ’e en içten duygularımla te-
Ģekkürü bir borç bilirim.


         Hepsinden çok daha önemlisi, anne ve babamı ve de Türkiye
Cumhuriyeti Devletinin öğrenimimin her aĢamasında bana karĢılıksız
olarak sağladıları imkanlardan dolayı Ģükranla anıyorum.




                                                                       3
İçindekiler

Özet ……………………………..………………………………………2

Summary ………………………………………………………………..2

TeĢekkür ………………………………………………………………...3

GiriĢ…………………………………………………………………….. 6

1. Rüzgar Enerjisi……………………………………………………….7

2. Rüzgâr Hızının Dağılımı……………………………………………...7

3. Rüzgar Türbinleri……………………………………………………..8

3.1. Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması……………………………..9

3.1.1. Yatay Eksenli Türbinler ………………………………………….9

3.1.2. DüĢey Eksenli Türbinler ………………………………………...10

3.1.3. Darrieus Tipi …………………………………………………....10

3.1.4. Savonius Tipi ……………………………………………………11

3.2. Rüzgâr Gücü Hesabı……………………………………………….11

3.2.1. Rüzgârdaki Mümkün Güç Miktarı………………………………11

4. Elektrik Üretimi……………………………………………………...12

4.1. ġebeke Yönetimi…………………………………………………..13

4.2. Kapasite Faktörü…………………………………………………..13

4.3. Etki………………………………………………………………...14

4.4. Kesintiler ve Etki Sınırları………………………………………....15

5. Rüzgar Tarlaları……………………………………………………...15

5.1. Yer Planı…………………………………………………………...15

                                                        4
5.2. Yükseklik………………………………………………………….16

5.3. Rüzgâr park etkisi………………………………………………….16

5.4. Çevresel ve Estetik Etkiler………………………………………...16

5.5. Güç Ģebekesindeki etki…………………………………………….17

6. Türbin YerleĢimi…………………………………………………….17

6.1. Türbin YerleĢim Türleri…………………………………………...18

6.1.1. Karada …………………………………………………………..18

6.1.2. Sahilde …………………………………………………………..18

6.1.3. Denizde ………………………………………………………….18

6.1.3.1. Zemin Etütlü, Temel Altyapı Kule Teknolojileri……………..19

6.1.3.2. Su Altı, Yüzen Türbin Teknolojileri …………………………19

6.1.4. Havada …………………………………………………………..19

7. Dünyadaki Durum…………………………………………………...19




                                                               5
GİRİŞ


     Rüzgârdan yararlanarak enerji üretiminin geçmiĢi 7. yüzyıla kadar
dayanır. Ġlk olarak Ġranlıların rüzgâr değirmenleri yaptıkları bilinmekte-
dir. Rüzgâr türbinleri Avrupa'ya 11-13. yüzyıllar arasında meydana gelen
Haçlı Seferleri sırasında geçmiĢtir. Danimarka'da ilk türbin 1259 tarihin-
de inĢa edilmiĢtir. Daha sonra çok büyük bir kullanım sahası bulan bu
türbinler sayesinde Hollanda yel değirmenleri ülkesi olarak anılmaya
baĢlanmıĢtır.

     Moderrn türbinler konusunda ilk çalıĢmalar Danimarkalı Dane Paul
La Cour tarafından 1890 yılında baĢlatılmıĢ ve bu sayede Danimarka
rüzgâr türbinlerinin kâĢifi sayılmıĢtır. Rüzgâr enerjisi yenilebilir enerji
kaynaklan arasında sayılmaktadır. Endüstri devrimi sırasında diğer kay-
naklardan ucuz enerji elde edilmesi nedeniyle yerini diğer kaynaklara
bırakmıĢtır. Petrol krizi sonrasında rüzgâr enerjisi su pompalama ve uzak
yerleĢim yerlerindeki enerji ihtiyacını karĢılamak amacıyla yeniden gün-
deme gelmiĢ; Ģu anda da çevre ile ilgili endiĢeler ve alıĢılmıĢ enerji üre-
tim yöntemlerinin sebep olduğu çeĢitli olaylar nedeniyle canlanmıĢtır.

     Rüzgâr enerjisinin bir uygulama alanı da su pompalama sistemleri-
dir. Geçen yüzyılda ve bu yüzyılın birinci yansında geniĢ çapta kullanı-
lan rüzgâr pompaj sistemlerinde geçmiĢ yıllarda oldukça ani düĢüĢler
olmuĢ ve neticede rüzgâr ile çalıĢan su pompaları yerlerini diğer kaynak-
larla çalıĢan pompalara kaptırmıĢtır.




                                                                          6
1. Rüzgar Enerjisi



         Rüzgâr enerjisi, rüzgârı oluĢturan hava akımının sahip olduğu
hareket (kinetik) enerjisidir. Bu enerjinin bir bölümü yararlı olan meka-
nik veya elektrik enerjisine dönüĢtürülebilir.

         Rüzgârın gücünden yararlanılmaya baĢlanması çok eski dönem-
lere dayanır. Rüzgâr gücünden ilk yararlanma Ģekli olarak yelkenli ge-
miler ve yel değirmenleri gösterilebilir. Daha sonra tahıl öğütme, su
pompalama, ağaç kesme iĢleri için de rüzgâr gücünden yararlanılmıĢtır.
Günümüzde daha çok elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır.

         Fosil, yakıt yöntemlerde atmosfere zararlı gazlar salınmakta, bu
gazlar havayı ve suyu kirletmektedir. Rüzgârdan enerji elde edilmesi
sırasında ise bu zararlı gazların hiçbiri atmosfere salınmaz, dolayısıyla
rüzgâr enerjisi temiz bir enerjidir, yarattığı tek kirlilik gürültüdür. Per-
vanelerin dönerken çıkardığı sesler günümüzde büyük ölçüde azaltılmıĢ-
tır.

         Toprak, kutuplardan ekvatora doğru artıĢ göstererek güneĢ tara-
fından eĢit olmayacak Ģekilde ısınıyor. Ayrıca karalar denizlerden daha
çabuk ısınır (ve soğur). Isı farkı, global atmosferik ısı yayma sisteminin
toprak yüzeyinden stratosfere doğru uzanmasını sağlar. Bu rüzgâr hare-
ketleri sonucunda depolanan enerjinin çoğu, rüzgârın hızının 160 km/s
aĢtığı yüksek rakımlarda bulunabilir. Sonuçta, rüzgâr enerjisi toprak yü-
zeyinde ve atmosfer boyunca, sürtünmeden yayılmaya kadar her türlü
Ģekle dönüĢür. Rüzgârdan faydalanılan gücün toplam miktarı, tüm kay-
naklardan kullanılanın yanında devede kulak gibidir. Tahmini 72 TW (
Tera Watt) olan toprağın potansiyel rüzgâr gücünden ticari olarak fayda-
lanılabilir.

                       2. Rüzgâr Hızının Dağılımı



        Farklı rüzgâr kuvvetleri ve belli bir yerdeki ortalama değer bir
rüzgâr türbininin yalnızca orada üretilebilir enerjisinin miktarını göster-
mez. Belli bir alandaki rüzgâr hızının frekansını belirlemek için, olası bir


                                                                            7
dağılım fonksiyonu gözlenen veriye göre uyarlanır. Farklı alanlarda
farklı rüzgâr hız dağılımı vardır.

        Weibull modeli birçok yerdeki saatlik rüzgâr hızlarının gerçek
dağılımını yaklaĢık olarak yansıdır. Weibull faktörü yaklaĢık olarak 2’dir
ve bu yüzden Rayleigh dağılımı daha az bir doğruluk olarak kullanılabi-
lir, fakat daha basit modeldir.

        Büyük gücün daha büyük rüzgâr hızı tarafından üretildiğinden
dolayı, enerjinin çoğu kısa bir anda ortaya çıkar. 2002 Lee Ranch tasla-
ğı, kullanılabilir enerjinin yarısına henüz iĢlem zamanını %15’inde ula-
Ģıldığını söylüyor. Sonuç, belli bir türbindeki veya rüzgâr tarlasındaki
rüzgâr enerjisi, yakıt santrallerindeki gibi sürekli değildir.

        Rüzgâr gücü üretme, daha tutarlı, çeĢitli teknolojilerin mevcudi-
yetine ve geliĢmiĢ yöntemlere ihtiyaç duyar. Özellikle rüzgâr tarlalarında
üretilecek enerjinin dağıtılması için daha güçlü bölgesel iletim hatlarının
kullanılması gerekir. ÇeĢitli problemler, Ģebeke enerji depolama, pil,
enerji talep yönetimi tarafından meydana gelir.

                           3. Rüzgar Türbinleri
        Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye
daha sonra da elektrik enerjisine dönüĢtüren sistemdir. Bir rüzgâr türbini
genel olarak kule, jeneratör, hız dönüĢtürücüleri (diĢli kutusu), elektrik-
elektronik elemanlar ve pervaneden oluĢur. Rüzgârın kinetik enerjisi ro-
torda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırıla-
rak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik ener-
jisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaĢtırılır.

         Rüzgâr türbinlerinin nasıl çalıĢtığını anlamak için iki önemli ae-
rodinamik kuvvet iyi bilinmelidir. Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvet-
leridir.

       Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akıĢ yönünde meydana gelen
bir kuvvettir. Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek mak-
simum sürükleme kuvveti hava akıĢının cisim üzerine 90o dik geldiği
durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akıĢı cismin yüze-
yine paralel iken meydana gelir.


                                                                           8
Kaldırma kuvveti ise, akıĢ yönüne dik olarak meydana gelen bir
kuvvettir. Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu
için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıĢtır.

        Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraĢüt verilebilir. Bu
kuvvet sayesinde paraĢütün hızı kesilmektedir. Sürükleme kuvvetinin
etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmıĢ özel cisimlere akıĢ hatlı
(streamlined) cisimler denir. Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar,
zeplin verilebilir.

        Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akıĢı plaka
yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür. Havanın akıĢ yönüne göre mey-
dana gelen küçük açılarda akıĢ Ģiddetinin artmasıyla düĢük basınçlı böl-
geler meydana gelir. Bu bölgelere akıĢ altı da denir. Dolayısıyla, hava
akıĢ hızı ile basınç arasında bir iliĢki meydana gelmiĢ olur. Yani hava
akıĢı hızlandıkça basınç düĢer, hava akıĢı yavaĢladıkça basınç artar. Bu
olaya Bernoulli etkisi denir. Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme
veya çekme meydana getirir.

          3.1. Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması
       Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çok çeĢitlilik
gösterse de genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinle-
ri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (YERT) ve
"DüĢey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrı-
lır.

3.1.1. Yatay Eksenli Türbinler

        Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgâr yönüne paraleldir. Kanat-
ları ise rüzgâr yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay
eksenlidir. Rotor, rüzgârı en iyi alacak Ģekilde, döner bir tabla üzerine
yerleĢtirilmiĢtir.

       Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgârı önden alacak Ģekilde tasar-
lanır. Rüzgârı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur.
Rüzgârı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluĢturduğu rüzgâr göl-
gelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgâra
bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır.



                                                                              9
Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgâr türbinleri
verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve
daha fazla parçadan da oluĢabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç
kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. GeçmiĢte
çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için
kullanılmıĢtır.

3.1.2. Düşey Eksenli Türbinler

      Türbin mili düĢeydir ve rüzgârın geliĢ yönüne diktir. Savonius tipi,
Darrieus tipi gibi çeĢitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiĢtir.
Ticari kullanımı çok azdır.

Bu türbinlerin üstünlükleri Ģöyle sıralanabilir:

      Jeneratör ve diĢli kutusu yere yerleĢtirildiği için, türbini kule üze-
       rine yerleĢtirmek gerekmez, böylece kule masrafı olmaz.
      Türbini rüzgâr yönüne çevirmeye, dolayısıyla dümen sistemine ih-
       tiyaç yoktur.
      Türbin mili hariç diğer parçaların bakım ve onarımı kolaydır.
      Elde edilen güç toprak seviyesinde çıktığından, nakledilmesi daha
       kolaydır.

Sakıncaları ise Ģöyledir:

      Yere yakın oldukları için alt noktalardaki rüzgâr hızları düĢüktür.
      Verimi düĢüktür.
      ÇalıĢmaya baĢlaması için bir motor tarafından ilk hareketin veril-
       mesi gerekir, bu yüzden ilk hareket motoruna ihtiyacı vardır.
      Ayakta durabilmesi için tellerle yere sabitlenmesi gerekir, bu da
       pek pratik değildir.
      Türbin mili yataklarının değiĢmesi gerektiğinde, makinenin ta-
       mamının yere yatırılması gerekir.

3.1.3. Darrieus Tipi

         Darrieus tipi düĢey eksenli rüzgâr türbininde, düĢey Ģekilde yer-
leĢtirilmiĢ iki tane kanat vardır. Kanatlar, yaklaĢık olarak türbin mili
uzun eksenli olan bir elips oluĢturacak biçimde yerleĢtirilmiĢtir. Kanatla-
rın içbükey ve dıĢbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nede-
niyle dönme hareketi oluĢur. Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgâr türbinle-

                                                                           10
rinde, devir baĢına iki kere en yüksek tork elde edilir. Rüzgârın tek yön-
den estiği düĢünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs Ģeklinde bir eğri oluĢ-
turur.

3.1.4. Savonius Tipi

         Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin bir-
leĢimi Ģeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve
“S” Ģeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akıĢkan
içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akıĢlar
meydana gelir. Bu dönel akıĢlar Savonius türbininin performansını düĢü-
rür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su
pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak
kullanılırlar.

                          3.2. Rüzgâr gücü hesabı

        Rüzgâr gücü mümkün rüzgâr enerjisinin bir ölçümüdür. Rüzgâr,
gücü rüzgâr hızının kübünün bir fonksiyonudur. Eğer rüzgâr hızı iki mis-
line çıkarsa rüzgârdaki enerji sekiz faktörü ile artar. Bunun anlamı Ģudur;
rüzgâr hızındaki küçük değiĢiklikler rüzgâr enerjisinde büyük değiĢiklik-
lere neden olurlar.

        Örneğin, 12.6 m/s hızındaki bir rüzgâr ile üretilebilecek enerji
miktarı, 10 m/s hızındaki bir rüzgârdan üretilebilecek enerjinin 2 katıdır.
(10 = 1000, 12.63 = 2000).

         Yer seçimi veya ölçüm hataları ile yapılabilecek küçük rüzgâr
hızı hataları bir rüzgâr türbini yatırımında büyük hatalara neden olabil-
mektedir. Bu nedenle, rüzgâr türbini satın almadan önce, doğru ve sürek-
li bir rüzgâr çalıĢması yapılmalıdır. Ekonomik olarak uygulanabilir ol-
ması için, bir rüzgâr türbini kurulacak yerde yıllık ortalama en az 5.4 m/s
(12 mph) rüzgâr hızı olmalıdır.

3.2.1. Rüzgârdaki Mümkün Güç Miktarı

W = 0.5 r A v3 eĢitliği ile verilir.

W: güç/enerji

r: hava yoğunluğu

                                                                          11
A: kanat alanı

v: rüzgâr hızı

        Hava yoğunluğu yükseklikle, sıcaklıkla ve hava cepheleri ile de-
ğiĢir. Rüzgâr gücü hesaplamalarında, hava cephelerinin etkisi önemsen-
meyecek kadar küçüktür, böylece hava yoğunluğu formülü Ģöyledir:

        P = 1.325 P/T T: Fahrenheit + 459.69 olarak sıcaklık P: Yüksek-
liğe göre düzeltilmiĢ Mercury basıncı (inch)

      Tipik ortalama hava sıcaklığı (59 °F) deniz seviyesine indirgene-
rek hava yoğunluğu için bir standart değer kullanılabilir. Bu durumda
güç eĢitliği basit olarak aĢağıdaki hale gelir:

BasitleĢtirilmiĢ Güç EĢitliği

Metrik Birimler

W = 0.625 A v3

W: Güç (watt)

V: Rüzgâr hızı (m/s)

A: Rüzgâr türbini kanatları tarafından süpürülen alan (m2)

A = Π r2 r: Rotor yarıçapı (m)

        BasitleĢtirilmiĢ güç eĢitliği denklemi, rüzgâr türbinlerinden elde
edilecek gücün ampirik olarak hesaplanabilmesi için türetilmiĢtir. Bu
denklemden anlaĢılabileceği gibi, bir sistemden elde edilecek enerji, rüz-
gâr hızının kübü ile doğru orantılıdır. Ayrıca elde edilecek güç, rüzgâr
türbin kanatlarının süpürdüğü alan dolayısıyla rotor yarıçapının karesi ile
orantılıdır.



                           4. Elektrik Üretimi

        Bir rüzgâr tarlasındaki türbinler orta gerilimle güç toplama siste-
mi ve iletiĢim ağına bağlıdır (daha çok 34,5 kV). Alt istasyondaki, bu

                                                                          12
orta gerilim elektriksel akımı yüksek gerilim elektrik iletim hattı sistemi-
ne bağlanması için bir transformatör yardımı ile arttırılır.



4.1. Şebeke Yönetimi

         Rüzgâr gücü için sıklıkla kullanılan indiksiyon generatörler,
ikazlama için reaktif güce ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden, güç faktörü dü-
zeltme için sağlam kondansatör bankalarını içeren rüzgâr güç düzeltme
sistemlerinde Ģalt sahasına ihtiyaç vardır. Rüzgâr türbin generatörlerinin
farklı türleri, Ģebekeye iletim esnasında farklı davranır. Bu yüzden, yeni
bir rüzgâr tarlasının dinamik elektromekanik karakteristiğinin kapsamlı
modellemesi, iletim sistemi oparatörlerinin, oluĢabilecek sistem hataları-
nı tamir edebilmesi ve dengeli davranıĢ göstermesi sağlaması için, gerek-
lidir.

        Özellikle indiksiyon generatörler, buhar ve hidrolik türbin senkron
generatörlerin aksine, hata esnasında sistem gerilimini desteklemezler.
Çift beslemeli elektrik makineleri -rüzgâr türbinleri ve türbin generatörü
ile toplayıcı sistem arasındaki katı hal dönüĢtürücüleri- Ģebeke bağlantısı
için daha çok tercih edilen özelliklere sahiptir. Ġletim sistemi operatörle-
ri, sisteme bağlantıyı sağlayan gereçleri belirlemek için Ģebeke koduna
sahip bir rüzgâr tarla geliĢtiricisi ile bağlantı kurmalıdır. Bu gereçler, güç
faktörü, sabit frekans ve sistem hataları esnasındaki rüzgâr türbinlerinin
dinamik davranıĢlarını içerir.



4.2. Kapasite Faktörü

       Rüzgâr hızının sabit olmadığından dolayı, rüzgâr tarlasının yıllık
enerji üretimi, generatör üzerindeki etikete yazılan saatlik değerlerin bir
yıldaki toplam saatle çarpılması sonucu çıkan değer ile hiçbir zaman ay-
nı olmaz. Bir yıldaki gerçek üretim değeri teorik olarak maksimum değer
olan kapasite faktörü olarak adlandırılır. Tipik olarak kapasite faktörü
%20 ile 40 arasındadır. Örneğin, kapasite faktörü %35 olan 1 MW’lık bir
türbin, yılda 8760 MWh (1*24*365) üretmez. Sadece 1*0,35*24*365=
3066 MWh üretir.



                                                                            13
Yakıt santrallerinin aksine kapasite faktörü rüzgârın doğal özelli-
ğiyle sınırlıdır. Diğer tür güç santrallerin kapasite faktörü, daha çok yakıt
maliyetine dayalıdır. Küçük bir miktarı bakım masraflarını oluĢturur.
Nükleer santrallerin yakıt maliyeti düĢüktür ve bu yüzden %90 gibi bir
verim ile çalıĢır. Yakıt olarak doğal gaz kullanan gaz türbini iĢletim için
çok pahalıdır ve sadece enerji ihtiyacının en yoğun olduğu zaman çalıĢtı-
rılır. Bir gaz türbin santralinin yıllık kapasite faktörü, yüksek enerji üre-
tim maliyetinden dolayı %5 ile %25 arasındadır.



4.3. Etki

      Rüzgâr enerji “etki”si, rüzgâr tarafından üretilen enerjinin,
generatörün kullanılabilir toplam kapasitesi ile karĢılaĢtırılmasıdır.

        Genellikle rüzgâr etkisinin “maksimum” seviyede olduğu kabul
edilir. Belirli Ģebekedeki sınır var olan üretim santrallerine, mekanizma-
ların fiyatına, arz-talep yönetimine için verime ve diğer faktörlere bağlı-
dır. Bağlı bir elektrik Ģebekesi, donanım baĢarısızlıkları için zaten ters
besleme ve iletim verimini içerir. Bu ters verim, rüzgâr santrallerinde
üretilen gücü düzene koymaya da yardımcı olabilir. ÇalıĢmalar tüketilen
toplam elektrik enerjisinin %20'sinin en az zorlukla birleĢtirilebileceğini
gösterdi. Bu çalıĢmalar çoğrafik olarak çeĢitli yerlerdeki rüzgâr tarlala-
rında, kullanılabilir enerjinin bir kısmında, arz-talep yönetiminde, büyük
Ģebeke alanlarında yapıldı. Bunlardan baĢka birkaç tekniksel sınırlama
da vardır. Fakat ekonomik dengesizlikler daha da önem arzediyor.

       ġu anda, birkaç Ģebeke sistemindeki rüzgâr enerjisinin etkisi %5'in
üzerindedir: Danimarka (%19'un üzerinde), Ġspanya ve Portekiz (%11'in
üzerinde), Almanya ve Ġrlanda Cumhuriyeti (%6'nın üzerinde). Örneğin,
8 Kasım 2009'un sabah saatlerinde, Ġspanya'daki elektrik arzında, ülke-
nin elektriğinin yarıdan fazlası rüzgâr enerjisinden sağlandı. Bu durum
Ģebekede hiçbir sorun teĢkil etmedi.

        Danimarka Ģebekesi, Avrupa Ģebekesiyle büyük oranda bağlantı-
lıdır. Rüzgâr gücünün yarıdan fazlasını Norveç'e göndererek Ģebeke yö-
netimi problemlerini çözmüĢ oldu. Elektrik gönderimi ve rüzgâr gücü
arasındaki iliĢki çok sıkıdır.



                                                                           14
4.4. Kesintiler ve Etki Sınırları

        Rüzgâr gücünden üretilen elektrik, birkaç farklı zaman aralığında,
saatlik, günlük ve mevsimlik olarak yüksek oranda değiĢebilir. Yıllık
değiĢim de vardır. DeğiĢim rüzgâr santral çıkıĢının predictability nin sa-
atlik veya günlük kısaltmasıyla ifade edilir. Diğer elektrik kaynakları
gibi rüzgâr enerjisi “tarife”lendirilmelidir. Rüzgâr gücünde tahmini yön-
temler kullanılır. Fakat rüzgâr santral çıkıĢının predictability kısaltma
iĢleminde düĢük kalır.

       Çünkü ani elektrik üretim ve tüketimi, Ģebeke kararlılığını koru-
ması için dengede kalmalıdır. Bu değiĢim dayanıklılığı, sağlanabilir Ģe-
bekedeki rüzgâr gücünün büyük oranlardaki değiĢimlerine karĢı koyabi-
lir.

                           5. Rüzgar Tarlaları

        Rüzgâr tarlası, elektrik üretimi için kullanılan ve aynı yerde bu-
lunan rüzgâr türbinleri grubudur. Özel türbinler orta gerilim (genellikle
34,5 kV) güç sistemine ve ağ Ģebekesine bağlanır. Elektrik Ģebekesinin
orta gerilimdeki elektrik akımını bir transformatör yardımıyla yüksek
gerilim iletim hattına bağlar.

        Ġspanya, Danimarka ve Almanya Avrupa'nın önde gelen rüzgâr
enerji üreticileridir. Büyük rüzgâr tarlası, birkaç düzineden yüzlerce özel
rüzgâr türbinlerine kadar çok sayıda türbin içerir. Bunlar yüzlerce kilo-
metrekare alanı kaplar. Türbinlerin arasındaki toprak tarım ve diğer
amaçlar için kullanılabilir. Rüzgâr tarlası, okyanustan veya denizden
esen güçlü rüzgârların sağladığı avantajdan dolayı açık alanlara yapılır.

        Dünyadaki ilk rüzgâr tarlası, Aralık 1980'de, Amerika BirleĢik
Devletleri, New Hampshire eyaletinin güneyindeki Çatallı dağında her
biri 30 KW olan 20 rüzgâr türbininden yapıldı.

      Teksas'daki Roscoe rüzgâr tarlası 780 MW'lık gücüyle Ģu an için
dünyanın en büyük rüzgâr tarlasıdır.

5.1. Yer Planı

         Rüzgâr Güç Yoğunluğu (RGY) olarak adlandırılan bir nicelik,
rüzgâr enerji geliĢimindeki konumları seçmek için kullanılır. RGY, belir-
li bir yerdeki rüzgârın etkin kuvvetinin hesabıyla ilgilidir. Genellikle bir
                                                                             15
zaman periyodundaki toprak seviyesinin üstündeki yüksekliği ifade eden
terimdir. Hesaba hız ve kütle olarak alınır. Renk kodlu haritalar, belirli
bir alan tanımlama için hazırlanır. Örneğin, "50 metredeki Ortalama Yıl-
lık Güç Yoğunluğu." Yukarıdaki hesabın sonuçları Ulusal Yenilenebilir
Enerji Laboratuvarı tarafından geliĢtirilen içerikte kullanılır ve "NREL
CLASS" olarak ifade edilir. Daha büyük RGY hesabı sınıf tarafından
daha yüksekte orantılanır.

       Rüzgâr tarlasının yeri, zengin doğal yaĢam alanı veya yol yapımı-
na uygun yerler gibi çevresel hassasiyetli veya kıymetli olduğunda dola-
yı daha fazla tartıĢmaya neden olabilir. Bu alanlar gürültü endiĢesi ve her
hangi bir aksilik olabileceğinden dolayı yerleĢim yerleri dıĢında yapılır.

5.2. Yükseklik

       Alçak basınç etkisinden dolayı yükseklerde rüzgâr daha hızlı eser.
Yükseklikteki hız artıĢı, yüzeye yakınında daha tesirlidir. Arazi, yüzey
engebeliği, ağaç ve yapılar gibi rüzgârı engelleyen Ģeyler tarafından etki-
lenir.

5.3. Rüzgâr park etkisi

       "Rüzgâr park etkisi", türbinler arasındaki karĢılıklı engelden dolayı
çıkıĢ kaybını ifade eder. Rüzgâr tarlaları birçok türbinden oluĢur ve her
biri rüzgâr enerjisinin birazını yutar. Alan elveriĢli olduğunda, kayıpları
en aza indirmek için türbinler, kuvvetli rüzgârda rotor çapının beĢte üçü
kadar bir boĢlukla dik Ģekilde, rüzgâr kuvvetinin yönünde ise rotor çapı-
nın onda beĢi kadar açıklıkla yerleĢtirilir. Kayıt toplam kurulu gücün
%2'si kadar olabilir.

     Büyük rüzgâr parkında, her bir rotor arasındaki etkinin
"multifractal" olduğundan dolayı, türbinlerin Kolmogorov düzensizli-
ğindeki davranıĢta önemli derecede sapma görülür.

5.4. Çevresel ve Estetik Etkiler

      Rüzgâr gücünün çevresel etkileri ile geleneksel enerji kaynakları-
nın çevresel etkilerini karĢılaĢtırma göreceli olarak benzerdir. Rüzgâr
gücü, fosil yakıt güç kaynakları gibi yakıt tüketmez ve hava kirliliği
yapmaz.


                                                                           16
KuĢ ve yarasa tehlikesi birçok bölgede endiĢeye sebep olmaktadır.
Bazı kuĢlar, insanların temiz olmayan güç kaynaklarını kullanmalarından
dolayı neden olduğu kuĢ ölümleriyle, rüzgâr türbinlerinden dolayı ölen-
ler karĢılaĢtırıldığında, ikincisinin çok az bir etkisi vardır. Rüzgâr tarlala-
rının yeri ile ilgili anlaĢmazlık çok büyük sorundur.

Estetik etkiler de bazı alanlarda sorun teĢkil ediyor.

5.5. Güç şebekesindeki etki

      Uygun ölçekli rüzgâr tarlaları, iletim hatlarına enerji dönüĢümü
yapılarak aktarılmalıdır. Rüzgâr tarla geliĢtiricisi, teknik standartları kar-
Ģılaması için rüzgâr tarlasına ek teçhizat veya kumanda sistemlerini kur-
makla yükümlü hale getirilmelidir. Rüzgâr tarlası kuran Ģirket veya kiĢi
üretilen gücü iletim hatları vasıtasıyla satabilmelidir.




                            6. Türbin Yerleşimi

        Rüzgâr türbin yerlerinin iyi tesbit edilmesi rüzgâr gücünün eko-
nomik kullanılması açısından kritik önem taĢır. Rüzgârın kendi kullanı-
labilirliği bir tarafa, iletim hatlarının kullanılabilirliği, üretilen enerjinin
değeri, bulunduğu yerin bedeli, yapıma ve iĢleme çevrenin vereceği tep-
kiler gibi diğer faktörlerde göz önüne alınmalıdır. Denizdeki yerleĢimler,
yapıları daha büyük inĢa ederek, daha fazla yıllık yük faktörlerinin geti-
risiyle maliyeti dengeleyebilir. Rüzgâr tarla tasarımcıları, belirli bir rüz-
gâr tarlası tasarımında, bu tür sorunların tesirlerini tesbit etmek için özel
rüzgâr enerji yazılımı kullanır.

        Rüzgâr güç yoğunluğu (WPD), belirli bir yerdeki rüzgârın etkin
güçünün hesabıdır. Rüzgâr güç yoğunluğunun dağılımını gösteren bir
harita, rüzgâr türbinleri uygun olarak yerleĢtirmek için baĢvurulacak ilk
adımdır. Bir yerde ne kadar büyük WPD varsa, sınıflandırma o derece
büyük olur. Rüzgâr gücünün 3’den ( 50 m’lik rakımda 300–400W/m2 )
7’ye (50 m’lik rakımda 800–2000 W/m2) kadar olan sınıflandırmalarda
genellikle rüzgâr güç 17rtırımı için uygunluk göz önünde bulundurulur.



                                                                              17
6.1. Türbin Yerleşim Türleri

6.1.1. Karada

         Karadaki (onshore) türbinler tepe veya dağlı bölgelerde, genellik-
le sahilden üç veya daha fazla kilometre uzaklıkta sırtlarda kurulur. Bu,
bir sırttaki rüzgâr ivmesi olarak oluĢabilecek yersel (topografik) hızlan-
mayı kullanmak için yapılır. Bu yolla kazanılan ek rüzgâr hızı üretilen
enerjide önemli miktarda fark oluĢturur. Daha fazla eklenti, türbinlerin
yerlerini geniĢletilmesine değecek kadar olmalıdır. Çünkü 30 m.’lik bir
fark bazen çıkıĢta iki kat olarak yansır.

6.1.2. Sahilde

       Sahildeki (nearshore) türbinler sahil hattının üç kilometre içinde
veya sahilden on kilometre içerde suda yapılır. Bu alanlar türbin inĢası
için iyi sahalardır. Çünkü kara ve denizin ısı farklılıklarından dolayı rüz-
gârın gücünden daha iyi faydalanılır. Bu bölgelerdeki rüzgâr hızları, es-
me yönüne bağlı olarak, hem karadakinin hem de denizdeki rüzgar per-
vanelerinin karakteristik özelliklerini taĢır.

6.1.3. Denizde

       Denizdeki (offshore) rüzgâr üretim bölgeleri genellikle karadan on
veya daha fazla kilometre uzaktadır. Denizdeki rüzgâr türbinleri karada-
kilerden daha az sıkıntılıdır. Çünkü suyun yüzey pürüzsüzlüğü karada-
kinden daha fazladır (özellikle derin sularda). Ortalama rüzgâr hızı ge-
nellikle açık sularda oldukça fazladır. Kapasite faktörleri karadakinden
ve sahildekinden daha büyüktür.

      Büyük rüzgâr türbin parçalarını (kuleler, motor yerleri (nacelles) ve
kanatlar (blades)) taĢıma, karadakine nazaran daha kolaydır. Çünkü ge-
miler ve mavnalar, bu türlü devasa parçaları, kamyon/TIR veya trenden
daha kolay taĢır. Karada büyük yük taĢıtları otoyol virajlarında, türbinin
maksimum uzunluğu yolun bu kısmı dikkate alınarak üretilmelidir. Fakat
açık denizde böyle bir sorun yoktur.

       Denizdeki rüzgâr türbinleri, yapı itibariyle muhtemelen en büyük
ebatta kalacaklardır. Türbin tarlaları denizde türbinden oluĢabilir.



                                                                          18
6.1.3.1. Zemin Etütlü, Temel Altyapı Kule Teknolojileri

       Kıtasal sığ alanlarda, su 40 m.’den daha derin değildir. 4. Kategori
veya daha büyük fırtınalar hariç bu alanlar rüzgârlıdır. Zemin etütlü tür-
binler Ģu an kurulum için idealdir.

6.1.3.2. Su Altı, Yüzen Türbin Teknolojileri

     Yeni su altı, yüzen türbin teknolojileri henüz yeni yeni yaygınlaĢ-
maya baĢladı. Ġlk büyük kapasiteli yüzen rüzgâr türbini, 2,3 MW’lık, 120
m. Yüksekliğinde kuleye sahip, 220 metre su altında yapısı olan Kuzey
Denizi açıklarında, Norveç, Stavanger’dedir. 2 yıllığına test edilecek.
Unite 2009’un yazında inĢa edildi ve 2009 Kasım ayında faaliyete geçti.

6.1.4. Havada

     Uçan rüzgâr türbinleri kule masraflarından muaftır ve yüksek hız-
larda, yüksek irtifada uçabilirler. Çoğu sistemler ticari amaçlı değildir.



                          7. Dünyadaki Durum

       Rüzgâr Gücü, dünyada kullanımı en çok artan yenilenebilir enerji
kaynaklarından biri haline gelmiĢtir. Günümüzde dünyadaki kullanım
oranının çok düĢük olmasına karĢılık, 2020 yılında dünya elektrik talebi-
nin %12'sinin rüzgâr enerjisinden karĢılanması için çalıĢmalar yapılmak-
tadır.

        Günümüzde rüzgâr enerjisinden üretilen toplam güç 159.213
MW civarındadır. Dünya'da rüzgârdan enerji üretiminin %36,3'ü Al-
manya'da gerçekleĢtirilmektedir. Almanya toplamda 14.612 MW güç
üretmektedir ve Almanya'nın elektrik enerjisi ihtiyacının % 5,6'sını kar-
Ģılamaktadır. Rüzgâr gücünden en çok yararlanan diğer ülkeler sırasıyla
Ġspanya, ABD, Danimarka, Hindistan, Hollanda, Ġtalya, Japonya, Birle-
Ģik Krallık ve Çin'dir. Diğer tüm ülkeler toplamda 3.756 MW'lık güç
üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler.

        2009 itibariyle %48'lik bölümü Avrupa'da olan 157.899 MW'lık
toplam kurulu güç kapasitesi vardır. Bu güç, binlerce rüzgâr türbininden
üretiliyor. Dünyada rüzgâr üretim kapasitesi 2000 ile 2006 yılları arasın-

                                                                             19
da dört kattan daha fazla arttı. Kurulu rüzgâr gücünün %81'i BirleĢik
Devletler ve Avrupa'dadır. En büyük üretici olan beĢ ülkenin 2004'de
%71'lik, 2006'da %62'lik ve 2008'de %73'lük payları vardır. Bu ülkeler;
BirleĢik Devletler, Almanya, Ġspanya, Çin ve Hindistan'dır.

        Dünya Rüzgâr Enerji Birliği, dünya çapında 2006 sonunda 73,9
GW olan kurulu gücün, 2010 itibariyle 160 GW olacağını bekliyor. Bu
da yıllık %21'lik bir artıĢ demek oluyor. Danimarka'da üretilen elektriğin
hemen hemen beĢte biri rüzgârdan sağlanıyor -diğer ülkelerden en
yüksekdir-. Dünyada toplam rüzgâr güç üretiminde onuncudur. Dani-
marka imalat göze çarpan ülkedir. 1970'lerde rüzgâr türbinlerini kullan-
maya baĢladı.

       Son yıllarda BirleĢik Devletler Ģebekesine, güç kapasitesini
2007'de %45 arttırarak 16,8 GW'lık enerjiyi Ģebekesine ekleyerek, Al-
manya'nın 2008'deki kurulu gücünü geride bıraktı. Böylece diğer ülke-
lerden daha fazla rüzgâr enerjisini Ģebekesine eklemiĢ oldu. Kaliforniya,
modern rüzgâr güç endüstrisinde patlama gösterenlerden birisidir. Kuru-
lu güçte birçok yıl BirleĢik Devletlere önderlik yaptı. Ta ki 2006'nın so-
nunda Teksas liderliği eline alıncaya kadar. 2008 sonunda 7.116 MW'lık
kurulu gücü vardır. Bu da eğer ülkeden ayrı olarak düĢünürsek dünyada
altıncı sıraydı. BirleĢik Devletler rüzgâr güç üretiminde ġubat 2006'dan
ġubat 2007'ye kadar %31,8 büyüdü. Ortalama bir MW'lık rüzgâr gücü,
yaklaĢık 250 Amerikan hanesinin elektrik tüketimine eĢittir. Amerika
Rüzgâr Enerji Birliği kayıtlarına göre 2008'de rüzgârdan elde edilen
elektrik %1'lik haneyi (4,5 milyon haneye eĢdeğerdir) kaplıyorken,
1999'da sadece %0,1'lik haneyi kaplıyordu.

         Çin 2020'deki yenilenebilir enerji kaynaklarındaki üretim hede-
fini 30.000 MW olarak açıkladı. Fakat 2009 sonu itibariyle 22.500 MW'a
ulaĢtı ve böyle giderse 2010 sonu itibariyle 30.000 MW'ı geçmesi hiçte
zor değil. 2020'de öngörülen değer 253.000 MW'ı aĢacak gibi. Çin yeni-
lenebilir enerji kanunu Kasım 2004'de kabul edildi. Ardından Dünya
Rüzgâr Enerji Konferansı Çin tarafından düzenlendi ve Dünya Rüzgâr
Enerji Birliğine katıldı. 2008'de rüzgâr gücü hükümetin planladığından
ve diğer büyük ülkelerden daha hızlı büyüdü. 2005'den itibaren her yıl
iki kattan daha fazla artıĢ gösterdi. 2010 itibariyle öngörülen kurulu ka-
pasite 20 GW'a yakındır.

        Hindistan, 2009 yılında 10.925 MW'lık toplam rüzgâr güç kapa-
sitesiyle dünyanın beĢinci büyük ülkesiydi. Bu da, Hindistan'da üretilen

                                                                        20
toplam elektriğin %3'üne denk geliyor. Kasım 2006'da Yeni Delhi'deki
Dünya Rüzgâr gücü Konferansı, Hindistan rüzgâr güç endüstrisine ek
ivme kazandırdı. Tamil Nadu Ģehrinin Muppandal köyü yakınlarında
birkaç rüzgâr türbin tarlası vardır ve burası Hindistan'daki büyük rüzgâr
enerji merkezlerinden biridir.

        Meksika, tüketilen fosil yakıtlarının azaltmaya yönelik olarak son
zamanlarda La Venta II rüzgâr güç projesini baĢlattı. 88 MW'lık proje
Meksika'nın ilk rüzgâr üretim giriĢimidir ve Oaxaca Ģehrinin elektrik ih-
tiyacının %13'ünü karĢılayacak. 2012'de proje 3.500 MW'a çıkacak.
Sempra Enerji, Baja Kaliforniya'da en az 1000 MW'lık bir projeyi 5,5
milyar dolarlık maliyetle gerçekleĢtireceğini duyurdu.

       Büyüyen diğer pazar Brezilya, 143 GW'lık potansiyele sahip rüz-
gâr gücü bulunuyor.

        Güney Africa, Olifants Nehri açıklarının kuzeyindeki Koekenaap
kasabasının yakınında Batı Cape Ģehrindeki Vredental'ın doğusunda Batı
Sahilinde bir istasyon kurdu. Toplam çıkıĢ gücü 100 MW'tır. Bu kapasi-
teyi ikiye katlamak için görüĢmeler yapılıyor.

        Fransa, 2010 itibariyle 12.500 MW kurulu güce sahip olmayı he-
defliyor.

         Kanada rüzgâr kapasitesini 2000 ile 2006 arasında hızlı bir Ģekli-
de arttırarak 137 MW'dan 1451 MW'a çıkarttı. Bu da yıllık %38'lik bir
büyümeye denk geliyor. Özellikle en hızlı büyüme 2006'da görülerek
2005 sonundaki 684 MW'lık üretimi ikiye katladı. Bu büyüme, yükleme
hedefleri ekonomik teĢvik ve politik destekle beraber beslendi. Örneğin,
Ontario eyaleti rüzgâr gücü için vergi indirimine gitti.




                                                                         21

More Related Content

What's hot

Nükleer Santraller
Nükleer SantrallerNükleer Santraller
Nükleer Santrallerbymafmaf
 
Nükleer Enerji
Nükleer EnerjiNükleer Enerji
Nükleer Enerjieraydl
 
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada Kullanımı
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada KullanımıYeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada Kullanımı
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada KullanımıRabia Zeyneb
 
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇Okan DENİZ
 
Hidrojen enerji sistemi
Hidrojen enerji sistemiHidrojen enerji sistemi
Hidrojen enerji sistemiCMSMERSIN
 
Güneş panelleri .1
Güneş panelleri .1Güneş panelleri .1
Güneş panelleri .1Habip TAYLAN
 
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi İrem Can
 
Solar Energy
Solar EnergySolar Energy
Solar Energymararat
 
Türkiye'nin Enerji Görünümü
Türkiye'nin Enerji GörünümüTürkiye'nin Enerji Görünümü
Türkiye'nin Enerji GörünümüAli Osman Öncel
 
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...makgul
 
Nükleer enerji
Nükleer enerjiNükleer enerji
Nükleer enerjisafab
 
Yenilenebilir enerji kaynakları
Yenilenebilir enerji kaynaklarıYenilenebilir enerji kaynakları
Yenilenebilir enerji kaynaklarıFurkan Çağır
 
Yenilenebilir enerji ve türkiye
Yenilenebilir enerji ve türkiyeYenilenebilir enerji ve türkiye
Yenilenebilir enerji ve türkiyeBurak Kurtulmus
 
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...Prof.Dr. İbrahim USLU
 
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission & Fusion)
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission &  Fusion)Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission &  Fusion)
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission & Fusion)TOLGA DIRAZ
 

What's hot (19)

Nükleer Santraller
Nükleer SantrallerNükleer Santraller
Nükleer Santraller
 
Nükleer Enerji
Nükleer EnerjiNükleer Enerji
Nükleer Enerji
 
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada Kullanımı
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada KullanımıYeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada Kullanımı
Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Kaynakları ve Dünyada Kullanımı
 
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇
Türki̇ye’ni̇n nükleer geçmi̇şi̇,şi̇mdi̇si̇ ve geleceği̇
 
Hidrojen enerji sistemi
Hidrojen enerji sistemiHidrojen enerji sistemi
Hidrojen enerji sistemi
 
Güneş panelleri .1
Güneş panelleri .1Güneş panelleri .1
Güneş panelleri .1
 
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi
Alternatif Enerji Kaynakları Hidrojen Ve Bor Enerjisi
 
Solar Energy
Solar EnergySolar Energy
Solar Energy
 
Türkiye'nin Enerji Görünümü
Türkiye'nin Enerji GörünümüTürkiye'nin Enerji Görünümü
Türkiye'nin Enerji Görünümü
 
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...
Dünyadaki Enerji Kaynakları, Kaynak Potansiyelleri, Taşınma Yolları, Tüketim ...
 
Geotermal Energy / Jeotermal Enerji
Geotermal Energy / Jeotermal EnerjiGeotermal Energy / Jeotermal Enerji
Geotermal Energy / Jeotermal Enerji
 
Nükleer enerji
Nükleer enerjiNükleer enerji
Nükleer enerji
 
Yenılenebılır enerjı
Yenılenebılır enerjıYenılenebılır enerjı
Yenılenebılır enerjı
 
Yenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerjiYenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerji
 
Yenilenebilir enerji kaynakları
Yenilenebilir enerji kaynaklarıYenilenebilir enerji kaynakları
Yenilenebilir enerji kaynakları
 
Yenilenebilir enerji ve türkiye
Yenilenebilir enerji ve türkiyeYenilenebilir enerji ve türkiye
Yenilenebilir enerji ve türkiye
 
Rüzgar enerjisi
Rüzgar enerjisiRüzgar enerjisi
Rüzgar enerjisi
 
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...
Nükleer Reaktörler Tipleri, Yakıt Çevrimi ve Kullanılmış Yakıtlar, Ülkemizdek...
 
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission & Fusion)
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission &  Fusion)Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission &  Fusion)
Nükleer Enerji : Fizyon ve Füzyon (Fission & Fusion)
 

Viewers also liked

Yeni microsoft power point sunusu (1)
Yeni microsoft power point sunusu (1)Yeni microsoft power point sunusu (1)
Yeni microsoft power point sunusu (1)rcakir2001
 
Izolator pdf
Izolator pdfIzolator pdf
Izolator pdfka_ka
 
2 gerilim trafoları
2 gerilim trafoları2 gerilim trafoları
2 gerilim trafolarıka_ka
 
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009Tei̇aş harmonikler 02.11.2009
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009ka_ka
 
1 akım trafoları
1 akım trafoları1 akım trafoları
1 akım trafolarıka_ka
 
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...Faik Sönmez
 
tesis projesi
tesis projesitesis projesi
tesis projesika_ka
 
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3Akim ve geri̇li̇m trans proje 3
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3ka_ka
 
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016Faik Sönmez
 
su kirliliği
su kirliliğisu kirliliği
su kirliliğietura
 
Güneş enerji santrali proje 03
Güneş enerji santrali proje 03Güneş enerji santrali proje 03
Güneş enerji santrali proje 03EnerjiBeş Blog
 
örnek güneş enerji santrali raporu
örnek güneş enerji santrali raporuörnek güneş enerji santrali raporu
örnek güneş enerji santrali raporuEnerjiBeş Blog
 
Renewable Hydrogen Energy Storage
Renewable Hydrogen Energy StorageRenewable Hydrogen Energy Storage
Renewable Hydrogen Energy Storagegrambach
 
Hydrogen energy
Hydrogen energyHydrogen energy
Hydrogen energyhknitish
 
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim Raporu
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim RaporuTürkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim Raporu
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim RaporuFaik Sönmez
 

Viewers also liked (20)

Rüzgar enerjisi
Rüzgar enerjisiRüzgar enerjisi
Rüzgar enerjisi
 
Yeni microsoft power point sunusu (1)
Yeni microsoft power point sunusu (1)Yeni microsoft power point sunusu (1)
Yeni microsoft power point sunusu (1)
 
Izolator pdf
Izolator pdfIzolator pdf
Izolator pdf
 
2 gerilim trafoları
2 gerilim trafoları2 gerilim trafoları
2 gerilim trafoları
 
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009Tei̇aş harmonikler 02.11.2009
Tei̇aş harmonikler 02.11.2009
 
1 akım trafoları
1 akım trafoları1 akım trafoları
1 akım trafoları
 
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...
Enerji ve tabii kaynaklar bakanlığı'nın proje onayına i̇lişkin evrakı v1 1904...
 
tesis projesi
tesis projesitesis projesi
tesis projesi
 
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3Akim ve geri̇li̇m trans proje 3
Akim ve geri̇li̇m trans proje 3
 
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016
TEİAŞ GES ve RES için trafo merkezi kapasiteleri Mart 2016
 
su kirliliği
su kirliliğisu kirliliği
su kirliliği
 
Güneş enerji santrali proje 03
Güneş enerji santrali proje 03Güneş enerji santrali proje 03
Güneş enerji santrali proje 03
 
örnek güneş enerji santrali raporu
örnek güneş enerji santrali raporuörnek güneş enerji santrali raporu
örnek güneş enerji santrali raporu
 
Hydrogen energy
Hydrogen energyHydrogen energy
Hydrogen energy
 
50 iş günü staj defteri(düzenlenmiş)
50 iş günü staj defteri(düzenlenmiş)50 iş günü staj defteri(düzenlenmiş)
50 iş günü staj defteri(düzenlenmiş)
 
Güneş enerji santrali
Güneş enerji santraliGüneş enerji santrali
Güneş enerji santrali
 
Renewable Hydrogen Energy Storage
Renewable Hydrogen Energy StorageRenewable Hydrogen Energy Storage
Renewable Hydrogen Energy Storage
 
Hydrogen energy
Hydrogen energyHydrogen energy
Hydrogen energy
 
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim Raporu
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim RaporuTürkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim Raporu
Türkiye Rüzgar Enerjisi Birliği Rüzgar Enerjisi ve Etkileşim Raporu
 
hydrogen energy fuel for the future
hydrogen energy fuel for the futurehydrogen energy fuel for the future
hydrogen energy fuel for the future
 

Similar to Rüzgar Enerjisi

Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]
Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]
Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]Glmser
 
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜYasin Sert
 
Gelgit enerji sistemi
Gelgit enerji sistemiGelgit enerji sistemi
Gelgit enerji sistemiAhmetSonyurt
 
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumu
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi SunumuAkıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumu
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumuakilliyildizlar
 
Yenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerjiYenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerjicagrikarats
 
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASIMAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASIFotovoltaik Enerji
 
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)TOLGA DIRAZ
 
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_ÇalışmalarOrkun Teke
 
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 Project
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 ProjectHidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 Project
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 ProjectAe2Project Team
 
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9Gözde Yıldız
 
Designing A Smart Solar Car
Designing A Smart Solar CarDesigning A Smart Solar Car
Designing A Smart Solar CarKerem EYUPOĞLU
 
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.Com
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.ComBilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.Com
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.ComAe2Project Team
 
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014 Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014 COSKUNKARABAL
 

Similar to Rüzgar Enerjisi (20)

Rüzgar
RüzgarRüzgar
Rüzgar
 
Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]
Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]
Nükleer enerji santralinin yapı ve risklerinin araştırılması [fizik]
 
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ
5.GÜN_ENERJİ MİNİ MBA_YENİLENEBİLİR ENERJİ SEKTÖRÜ
 
nukleer-enerji.pptx
nukleer-enerji.pptxnukleer-enerji.pptx
nukleer-enerji.pptx
 
Gelgit enerji sistemi
Gelgit enerji sistemiGelgit enerji sistemi
Gelgit enerji sistemi
 
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumu
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi SunumuAkıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumu
Akıllı Yıldızlar Eğitici Eğitimi Sunumu
 
Yenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerjiYenilenebilir enerji
Yenilenebilir enerji
 
Nükleer Enerji
Nükleer EnerjiNükleer Enerji
Nükleer Enerji
 
Amasya project 2020
Amasya project 2020Amasya project 2020
Amasya project 2020
 
STEAM POWER PLANTS
STEAM POWER PLANTSSTEAM POWER PLANTS
STEAM POWER PLANTS
 
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASIMAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI
MAXSOLAR ENERGY SAN. TİC. A.Ş FİZİBİLİTE ÇALIŞMASI
 
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)
Nükleer Enerji_Fizyon ve Füzyon (Nuclear Energy_Fission & Fusion)
 
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar
2023_Vizyonunda_Türkiyede_Jeotermal_Enerji_ve_Jeofizik_Çalışmalar
 
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 Project
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 ProjectHidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 Project
Hidrojen Enerjisi ve Hidrojen Yakıt Pili | Ae2 Project
 
Nehir tipi santraller
Nehir tipi santrallerNehir tipi santraller
Nehir tipi santraller
 
Elektrik
ElektrikElektrik
Elektrik
 
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9
Aergenc 7a78e937068e6fb1573082dce97259b9
 
Designing A Smart Solar Car
Designing A Smart Solar CarDesigning A Smart Solar Car
Designing A Smart Solar Car
 
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.Com
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.ComBilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.Com
Bilim ve Teknoloji Günleri 2011 | Ae2Project.Com
 
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014 Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014
Enerji̇ veri̇mli̇li̇ği̇ coskun karabal kemerburgaz y. l. btr. pr 03062014
 

Rüzgar Enerjisi

  • 1. RÜZGÂR ENERJİSİ VE RÜZGÂR TÜRBİNLERİ BĠL101 Bitirme Projesi Ömer Said ERDOĞAN 11060335 Ondokuz Mayıs Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Aralık 2011 1
  • 2. ÖZET Fosil esaslı yakıtların çevreye verdiği zararlar ve kaynaklarının sınırlı olması nedeniyle baĢlatılan enerji kaynaklarını araĢtırma çalıĢma- ları, insanoğlunun, tarihin en eski çağlarından beri önce su üzerindeki araçların hareket ettirilmesinde, daha sonra da yel değirmenlerinde kut- landıkları rüzgâr enerjisinden çağımızda en çok kullanılan enerji türü olan elektrik enerjisi üretiminde yararlanma çalıĢmalarına baĢlamasına neden olmuĢtur. Özellikle elektrik Ģebeke hatlarının çekilmesinin pahalıya mal olduğu uzak bölgelerde enerji ihtiyacının karĢılanmasına ekonomik çö- zümler getiren rüzgâr enerjisi uygulamaları yıl boyunca rüzgâr rejiminin uygun olduğu bölgelerde Ģebekeye enerji temini konusunda da istikbal vaat etmektedir. Bu makalede rüzgâr enerjisi ve bundan yararlanma Ģe- killeri ve rüzgâr türbinleri konusunda temel bilgiler verilerek, ülkemiz- deki potansiyeline dikkat çekilmeye çalıĢılmıĢtır. SUMMARY However, the wind energy is used from ancient times as a driving force for vehicles on water and for windmills, the studies on the alternative energy sources because of environmental disadvantages and limited capacity of fossil sources had slated to investigate the possibility to use the wind energy for production of electricity, most widely used energy type in modern world. Especially for the remote areas where the cost of electrical network connections are high, the build energy submit economical solutions. By wind power, the electrical energy can be supplied for network at regions where the wind regime has a reasonable degree ever the year in this an idea wind energy, its utilisation methods, and wind turbines are investigated and the potential for Türkiye has been discussed. 2
  • 3. TEŞEKKÜR Bu projenin çeĢitli aĢamalarında yardım ve desteklerinden dolayı danıĢmanım Yrd.Doç.Dr. Ġbrahim KELEġ’e en içten duygularımla te- Ģekkürü bir borç bilirim. Hepsinden çok daha önemlisi, anne ve babamı ve de Türkiye Cumhuriyeti Devletinin öğrenimimin her aĢamasında bana karĢılıksız olarak sağladıları imkanlardan dolayı Ģükranla anıyorum. 3
  • 4. İçindekiler Özet ……………………………..………………………………………2 Summary ………………………………………………………………..2 TeĢekkür ………………………………………………………………...3 GiriĢ…………………………………………………………………….. 6 1. Rüzgar Enerjisi……………………………………………………….7 2. Rüzgâr Hızının Dağılımı……………………………………………...7 3. Rüzgar Türbinleri……………………………………………………..8 3.1. Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması……………………………..9 3.1.1. Yatay Eksenli Türbinler ………………………………………….9 3.1.2. DüĢey Eksenli Türbinler ………………………………………...10 3.1.3. Darrieus Tipi …………………………………………………....10 3.1.4. Savonius Tipi ……………………………………………………11 3.2. Rüzgâr Gücü Hesabı……………………………………………….11 3.2.1. Rüzgârdaki Mümkün Güç Miktarı………………………………11 4. Elektrik Üretimi……………………………………………………...12 4.1. ġebeke Yönetimi…………………………………………………..13 4.2. Kapasite Faktörü…………………………………………………..13 4.3. Etki………………………………………………………………...14 4.4. Kesintiler ve Etki Sınırları………………………………………....15 5. Rüzgar Tarlaları……………………………………………………...15 5.1. Yer Planı…………………………………………………………...15 4
  • 5. 5.2. Yükseklik………………………………………………………….16 5.3. Rüzgâr park etkisi………………………………………………….16 5.4. Çevresel ve Estetik Etkiler………………………………………...16 5.5. Güç Ģebekesindeki etki…………………………………………….17 6. Türbin YerleĢimi…………………………………………………….17 6.1. Türbin YerleĢim Türleri…………………………………………...18 6.1.1. Karada …………………………………………………………..18 6.1.2. Sahilde …………………………………………………………..18 6.1.3. Denizde ………………………………………………………….18 6.1.3.1. Zemin Etütlü, Temel Altyapı Kule Teknolojileri……………..19 6.1.3.2. Su Altı, Yüzen Türbin Teknolojileri …………………………19 6.1.4. Havada …………………………………………………………..19 7. Dünyadaki Durum…………………………………………………...19 5
  • 6. GİRİŞ Rüzgârdan yararlanarak enerji üretiminin geçmiĢi 7. yüzyıla kadar dayanır. Ġlk olarak Ġranlıların rüzgâr değirmenleri yaptıkları bilinmekte- dir. Rüzgâr türbinleri Avrupa'ya 11-13. yüzyıllar arasında meydana gelen Haçlı Seferleri sırasında geçmiĢtir. Danimarka'da ilk türbin 1259 tarihin- de inĢa edilmiĢtir. Daha sonra çok büyük bir kullanım sahası bulan bu türbinler sayesinde Hollanda yel değirmenleri ülkesi olarak anılmaya baĢlanmıĢtır. Moderrn türbinler konusunda ilk çalıĢmalar Danimarkalı Dane Paul La Cour tarafından 1890 yılında baĢlatılmıĢ ve bu sayede Danimarka rüzgâr türbinlerinin kâĢifi sayılmıĢtır. Rüzgâr enerjisi yenilebilir enerji kaynaklan arasında sayılmaktadır. Endüstri devrimi sırasında diğer kay- naklardan ucuz enerji elde edilmesi nedeniyle yerini diğer kaynaklara bırakmıĢtır. Petrol krizi sonrasında rüzgâr enerjisi su pompalama ve uzak yerleĢim yerlerindeki enerji ihtiyacını karĢılamak amacıyla yeniden gün- deme gelmiĢ; Ģu anda da çevre ile ilgili endiĢeler ve alıĢılmıĢ enerji üre- tim yöntemlerinin sebep olduğu çeĢitli olaylar nedeniyle canlanmıĢtır. Rüzgâr enerjisinin bir uygulama alanı da su pompalama sistemleri- dir. Geçen yüzyılda ve bu yüzyılın birinci yansında geniĢ çapta kullanı- lan rüzgâr pompaj sistemlerinde geçmiĢ yıllarda oldukça ani düĢüĢler olmuĢ ve neticede rüzgâr ile çalıĢan su pompaları yerlerini diğer kaynak- larla çalıĢan pompalara kaptırmıĢtır. 6
  • 7. 1. Rüzgar Enerjisi Rüzgâr enerjisi, rüzgârı oluĢturan hava akımının sahip olduğu hareket (kinetik) enerjisidir. Bu enerjinin bir bölümü yararlı olan meka- nik veya elektrik enerjisine dönüĢtürülebilir. Rüzgârın gücünden yararlanılmaya baĢlanması çok eski dönem- lere dayanır. Rüzgâr gücünden ilk yararlanma Ģekli olarak yelkenli ge- miler ve yel değirmenleri gösterilebilir. Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme iĢleri için de rüzgâr gücünden yararlanılmıĢtır. Günümüzde daha çok elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır. Fosil, yakıt yöntemlerde atmosfere zararlı gazlar salınmakta, bu gazlar havayı ve suyu kirletmektedir. Rüzgârdan enerji elde edilmesi sırasında ise bu zararlı gazların hiçbiri atmosfere salınmaz, dolayısıyla rüzgâr enerjisi temiz bir enerjidir, yarattığı tek kirlilik gürültüdür. Per- vanelerin dönerken çıkardığı sesler günümüzde büyük ölçüde azaltılmıĢ- tır. Toprak, kutuplardan ekvatora doğru artıĢ göstererek güneĢ tara- fından eĢit olmayacak Ģekilde ısınıyor. Ayrıca karalar denizlerden daha çabuk ısınır (ve soğur). Isı farkı, global atmosferik ısı yayma sisteminin toprak yüzeyinden stratosfere doğru uzanmasını sağlar. Bu rüzgâr hare- ketleri sonucunda depolanan enerjinin çoğu, rüzgârın hızının 160 km/s aĢtığı yüksek rakımlarda bulunabilir. Sonuçta, rüzgâr enerjisi toprak yü- zeyinde ve atmosfer boyunca, sürtünmeden yayılmaya kadar her türlü Ģekle dönüĢür. Rüzgârdan faydalanılan gücün toplam miktarı, tüm kay- naklardan kullanılanın yanında devede kulak gibidir. Tahmini 72 TW ( Tera Watt) olan toprağın potansiyel rüzgâr gücünden ticari olarak fayda- lanılabilir. 2. Rüzgâr Hızının Dağılımı Farklı rüzgâr kuvvetleri ve belli bir yerdeki ortalama değer bir rüzgâr türbininin yalnızca orada üretilebilir enerjisinin miktarını göster- mez. Belli bir alandaki rüzgâr hızının frekansını belirlemek için, olası bir 7
  • 8. dağılım fonksiyonu gözlenen veriye göre uyarlanır. Farklı alanlarda farklı rüzgâr hız dağılımı vardır. Weibull modeli birçok yerdeki saatlik rüzgâr hızlarının gerçek dağılımını yaklaĢık olarak yansıdır. Weibull faktörü yaklaĢık olarak 2’dir ve bu yüzden Rayleigh dağılımı daha az bir doğruluk olarak kullanılabi- lir, fakat daha basit modeldir. Büyük gücün daha büyük rüzgâr hızı tarafından üretildiğinden dolayı, enerjinin çoğu kısa bir anda ortaya çıkar. 2002 Lee Ranch tasla- ğı, kullanılabilir enerjinin yarısına henüz iĢlem zamanını %15’inde ula- Ģıldığını söylüyor. Sonuç, belli bir türbindeki veya rüzgâr tarlasındaki rüzgâr enerjisi, yakıt santrallerindeki gibi sürekli değildir. Rüzgâr gücü üretme, daha tutarlı, çeĢitli teknolojilerin mevcudi- yetine ve geliĢmiĢ yöntemlere ihtiyaç duyar. Özellikle rüzgâr tarlalarında üretilecek enerjinin dağıtılması için daha güçlü bölgesel iletim hatlarının kullanılması gerekir. ÇeĢitli problemler, Ģebeke enerji depolama, pil, enerji talep yönetimi tarafından meydana gelir. 3. Rüzgar Türbinleri Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüĢtüren sistemdir. Bir rüzgâr türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüĢtürücüleri (diĢli kutusu), elektrik- elektronik elemanlar ve pervaneden oluĢur. Rüzgârın kinetik enerjisi ro- torda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırıla- rak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik ener- jisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaĢtırılır. Rüzgâr türbinlerinin nasıl çalıĢtığını anlamak için iki önemli ae- rodinamik kuvvet iyi bilinmelidir. Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvet- leridir. Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akıĢ yönünde meydana gelen bir kuvvettir. Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek mak- simum sürükleme kuvveti hava akıĢının cisim üzerine 90o dik geldiği durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akıĢı cismin yüze- yine paralel iken meydana gelir. 8
  • 9. Kaldırma kuvveti ise, akıĢ yönüne dik olarak meydana gelen bir kuvvettir. Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıĢtır. Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraĢüt verilebilir. Bu kuvvet sayesinde paraĢütün hızı kesilmektedir. Sürükleme kuvvetinin etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmıĢ özel cisimlere akıĢ hatlı (streamlined) cisimler denir. Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar, zeplin verilebilir. Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akıĢı plaka yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür. Havanın akıĢ yönüne göre mey- dana gelen küçük açılarda akıĢ Ģiddetinin artmasıyla düĢük basınçlı böl- geler meydana gelir. Bu bölgelere akıĢ altı da denir. Dolayısıyla, hava akıĢ hızı ile basınç arasında bir iliĢki meydana gelmiĢ olur. Yani hava akıĢı hızlandıkça basınç düĢer, hava akıĢı yavaĢladıkça basınç artar. Bu olaya Bernoulli etkisi denir. Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme veya çekme meydana getirir. 3.1. Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çok çeĢitlilik gösterse de genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinle- ri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri" (YERT) ve "DüĢey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrı- lır. 3.1.1. Yatay Eksenli Türbinler Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgâr yönüne paraleldir. Kanat- ları ise rüzgâr yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgârı en iyi alacak Ģekilde, döner bir tabla üzerine yerleĢtirilmiĢtir. Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgârı önden alacak Ģekilde tasar- lanır. Rüzgârı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur. Rüzgârı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluĢturduğu rüzgâr göl- gelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgâra bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır. 9
  • 10. Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgâr türbinleri verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve daha fazla parçadan da oluĢabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. GeçmiĢte çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için kullanılmıĢtır. 3.1.2. Düşey Eksenli Türbinler Türbin mili düĢeydir ve rüzgârın geliĢ yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeĢitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiĢtir. Ticari kullanımı çok azdır. Bu türbinlerin üstünlükleri Ģöyle sıralanabilir:  Jeneratör ve diĢli kutusu yere yerleĢtirildiği için, türbini kule üze- rine yerleĢtirmek gerekmez, böylece kule masrafı olmaz.  Türbini rüzgâr yönüne çevirmeye, dolayısıyla dümen sistemine ih- tiyaç yoktur.  Türbin mili hariç diğer parçaların bakım ve onarımı kolaydır.  Elde edilen güç toprak seviyesinde çıktığından, nakledilmesi daha kolaydır. Sakıncaları ise Ģöyledir:  Yere yakın oldukları için alt noktalardaki rüzgâr hızları düĢüktür.  Verimi düĢüktür.  ÇalıĢmaya baĢlaması için bir motor tarafından ilk hareketin veril- mesi gerekir, bu yüzden ilk hareket motoruna ihtiyacı vardır.  Ayakta durabilmesi için tellerle yere sabitlenmesi gerekir, bu da pek pratik değildir.  Türbin mili yataklarının değiĢmesi gerektiğinde, makinenin ta- mamının yere yatırılması gerekir. 3.1.3. Darrieus Tipi Darrieus tipi düĢey eksenli rüzgâr türbininde, düĢey Ģekilde yer- leĢtirilmiĢ iki tane kanat vardır. Kanatlar, yaklaĢık olarak türbin mili uzun eksenli olan bir elips oluĢturacak biçimde yerleĢtirilmiĢtir. Kanatla- rın içbükey ve dıĢbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nede- niyle dönme hareketi oluĢur. Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgâr türbinle- 10
  • 11. rinde, devir baĢına iki kere en yüksek tork elde edilir. Rüzgârın tek yön- den estiği düĢünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs Ģeklinde bir eğri oluĢ- turur. 3.1.4. Savonius Tipi Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin bir- leĢimi Ģeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” Ģeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akıĢkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akıĢlar meydana gelir. Bu dönel akıĢlar Savonius türbininin performansını düĢü- rür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar. 3.2. Rüzgâr gücü hesabı Rüzgâr gücü mümkün rüzgâr enerjisinin bir ölçümüdür. Rüzgâr, gücü rüzgâr hızının kübünün bir fonksiyonudur. Eğer rüzgâr hızı iki mis- line çıkarsa rüzgârdaki enerji sekiz faktörü ile artar. Bunun anlamı Ģudur; rüzgâr hızındaki küçük değiĢiklikler rüzgâr enerjisinde büyük değiĢiklik- lere neden olurlar. Örneğin, 12.6 m/s hızındaki bir rüzgâr ile üretilebilecek enerji miktarı, 10 m/s hızındaki bir rüzgârdan üretilebilecek enerjinin 2 katıdır. (10 = 1000, 12.63 = 2000). Yer seçimi veya ölçüm hataları ile yapılabilecek küçük rüzgâr hızı hataları bir rüzgâr türbini yatırımında büyük hatalara neden olabil- mektedir. Bu nedenle, rüzgâr türbini satın almadan önce, doğru ve sürek- li bir rüzgâr çalıĢması yapılmalıdır. Ekonomik olarak uygulanabilir ol- ması için, bir rüzgâr türbini kurulacak yerde yıllık ortalama en az 5.4 m/s (12 mph) rüzgâr hızı olmalıdır. 3.2.1. Rüzgârdaki Mümkün Güç Miktarı W = 0.5 r A v3 eĢitliği ile verilir. W: güç/enerji r: hava yoğunluğu 11
  • 12. A: kanat alanı v: rüzgâr hızı Hava yoğunluğu yükseklikle, sıcaklıkla ve hava cepheleri ile de- ğiĢir. Rüzgâr gücü hesaplamalarında, hava cephelerinin etkisi önemsen- meyecek kadar küçüktür, böylece hava yoğunluğu formülü Ģöyledir: P = 1.325 P/T T: Fahrenheit + 459.69 olarak sıcaklık P: Yüksek- liğe göre düzeltilmiĢ Mercury basıncı (inch) Tipik ortalama hava sıcaklığı (59 °F) deniz seviyesine indirgene- rek hava yoğunluğu için bir standart değer kullanılabilir. Bu durumda güç eĢitliği basit olarak aĢağıdaki hale gelir: BasitleĢtirilmiĢ Güç EĢitliği Metrik Birimler W = 0.625 A v3 W: Güç (watt) V: Rüzgâr hızı (m/s) A: Rüzgâr türbini kanatları tarafından süpürülen alan (m2) A = Π r2 r: Rotor yarıçapı (m) BasitleĢtirilmiĢ güç eĢitliği denklemi, rüzgâr türbinlerinden elde edilecek gücün ampirik olarak hesaplanabilmesi için türetilmiĢtir. Bu denklemden anlaĢılabileceği gibi, bir sistemden elde edilecek enerji, rüz- gâr hızının kübü ile doğru orantılıdır. Ayrıca elde edilecek güç, rüzgâr türbin kanatlarının süpürdüğü alan dolayısıyla rotor yarıçapının karesi ile orantılıdır. 4. Elektrik Üretimi Bir rüzgâr tarlasındaki türbinler orta gerilimle güç toplama siste- mi ve iletiĢim ağına bağlıdır (daha çok 34,5 kV). Alt istasyondaki, bu 12
  • 13. orta gerilim elektriksel akımı yüksek gerilim elektrik iletim hattı sistemi- ne bağlanması için bir transformatör yardımı ile arttırılır. 4.1. Şebeke Yönetimi Rüzgâr gücü için sıklıkla kullanılan indiksiyon generatörler, ikazlama için reaktif güce ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden, güç faktörü dü- zeltme için sağlam kondansatör bankalarını içeren rüzgâr güç düzeltme sistemlerinde Ģalt sahasına ihtiyaç vardır. Rüzgâr türbin generatörlerinin farklı türleri, Ģebekeye iletim esnasında farklı davranır. Bu yüzden, yeni bir rüzgâr tarlasının dinamik elektromekanik karakteristiğinin kapsamlı modellemesi, iletim sistemi oparatörlerinin, oluĢabilecek sistem hataları- nı tamir edebilmesi ve dengeli davranıĢ göstermesi sağlaması için, gerek- lidir. Özellikle indiksiyon generatörler, buhar ve hidrolik türbin senkron generatörlerin aksine, hata esnasında sistem gerilimini desteklemezler. Çift beslemeli elektrik makineleri -rüzgâr türbinleri ve türbin generatörü ile toplayıcı sistem arasındaki katı hal dönüĢtürücüleri- Ģebeke bağlantısı için daha çok tercih edilen özelliklere sahiptir. Ġletim sistemi operatörle- ri, sisteme bağlantıyı sağlayan gereçleri belirlemek için Ģebeke koduna sahip bir rüzgâr tarla geliĢtiricisi ile bağlantı kurmalıdır. Bu gereçler, güç faktörü, sabit frekans ve sistem hataları esnasındaki rüzgâr türbinlerinin dinamik davranıĢlarını içerir. 4.2. Kapasite Faktörü Rüzgâr hızının sabit olmadığından dolayı, rüzgâr tarlasının yıllık enerji üretimi, generatör üzerindeki etikete yazılan saatlik değerlerin bir yıldaki toplam saatle çarpılması sonucu çıkan değer ile hiçbir zaman ay- nı olmaz. Bir yıldaki gerçek üretim değeri teorik olarak maksimum değer olan kapasite faktörü olarak adlandırılır. Tipik olarak kapasite faktörü %20 ile 40 arasındadır. Örneğin, kapasite faktörü %35 olan 1 MW’lık bir türbin, yılda 8760 MWh (1*24*365) üretmez. Sadece 1*0,35*24*365= 3066 MWh üretir. 13
  • 14. Yakıt santrallerinin aksine kapasite faktörü rüzgârın doğal özelli- ğiyle sınırlıdır. Diğer tür güç santrallerin kapasite faktörü, daha çok yakıt maliyetine dayalıdır. Küçük bir miktarı bakım masraflarını oluĢturur. Nükleer santrallerin yakıt maliyeti düĢüktür ve bu yüzden %90 gibi bir verim ile çalıĢır. Yakıt olarak doğal gaz kullanan gaz türbini iĢletim için çok pahalıdır ve sadece enerji ihtiyacının en yoğun olduğu zaman çalıĢtı- rılır. Bir gaz türbin santralinin yıllık kapasite faktörü, yüksek enerji üre- tim maliyetinden dolayı %5 ile %25 arasındadır. 4.3. Etki Rüzgâr enerji “etki”si, rüzgâr tarafından üretilen enerjinin, generatörün kullanılabilir toplam kapasitesi ile karĢılaĢtırılmasıdır. Genellikle rüzgâr etkisinin “maksimum” seviyede olduğu kabul edilir. Belirli Ģebekedeki sınır var olan üretim santrallerine, mekanizma- ların fiyatına, arz-talep yönetimine için verime ve diğer faktörlere bağlı- dır. Bağlı bir elektrik Ģebekesi, donanım baĢarısızlıkları için zaten ters besleme ve iletim verimini içerir. Bu ters verim, rüzgâr santrallerinde üretilen gücü düzene koymaya da yardımcı olabilir. ÇalıĢmalar tüketilen toplam elektrik enerjisinin %20'sinin en az zorlukla birleĢtirilebileceğini gösterdi. Bu çalıĢmalar çoğrafik olarak çeĢitli yerlerdeki rüzgâr tarlala- rında, kullanılabilir enerjinin bir kısmında, arz-talep yönetiminde, büyük Ģebeke alanlarında yapıldı. Bunlardan baĢka birkaç tekniksel sınırlama da vardır. Fakat ekonomik dengesizlikler daha da önem arzediyor. ġu anda, birkaç Ģebeke sistemindeki rüzgâr enerjisinin etkisi %5'in üzerindedir: Danimarka (%19'un üzerinde), Ġspanya ve Portekiz (%11'in üzerinde), Almanya ve Ġrlanda Cumhuriyeti (%6'nın üzerinde). Örneğin, 8 Kasım 2009'un sabah saatlerinde, Ġspanya'daki elektrik arzında, ülke- nin elektriğinin yarıdan fazlası rüzgâr enerjisinden sağlandı. Bu durum Ģebekede hiçbir sorun teĢkil etmedi. Danimarka Ģebekesi, Avrupa Ģebekesiyle büyük oranda bağlantı- lıdır. Rüzgâr gücünün yarıdan fazlasını Norveç'e göndererek Ģebeke yö- netimi problemlerini çözmüĢ oldu. Elektrik gönderimi ve rüzgâr gücü arasındaki iliĢki çok sıkıdır. 14
  • 15. 4.4. Kesintiler ve Etki Sınırları Rüzgâr gücünden üretilen elektrik, birkaç farklı zaman aralığında, saatlik, günlük ve mevsimlik olarak yüksek oranda değiĢebilir. Yıllık değiĢim de vardır. DeğiĢim rüzgâr santral çıkıĢının predictability nin sa- atlik veya günlük kısaltmasıyla ifade edilir. Diğer elektrik kaynakları gibi rüzgâr enerjisi “tarife”lendirilmelidir. Rüzgâr gücünde tahmini yön- temler kullanılır. Fakat rüzgâr santral çıkıĢının predictability kısaltma iĢleminde düĢük kalır. Çünkü ani elektrik üretim ve tüketimi, Ģebeke kararlılığını koru- ması için dengede kalmalıdır. Bu değiĢim dayanıklılığı, sağlanabilir Ģe- bekedeki rüzgâr gücünün büyük oranlardaki değiĢimlerine karĢı koyabi- lir. 5. Rüzgar Tarlaları Rüzgâr tarlası, elektrik üretimi için kullanılan ve aynı yerde bu- lunan rüzgâr türbinleri grubudur. Özel türbinler orta gerilim (genellikle 34,5 kV) güç sistemine ve ağ Ģebekesine bağlanır. Elektrik Ģebekesinin orta gerilimdeki elektrik akımını bir transformatör yardımıyla yüksek gerilim iletim hattına bağlar. Ġspanya, Danimarka ve Almanya Avrupa'nın önde gelen rüzgâr enerji üreticileridir. Büyük rüzgâr tarlası, birkaç düzineden yüzlerce özel rüzgâr türbinlerine kadar çok sayıda türbin içerir. Bunlar yüzlerce kilo- metrekare alanı kaplar. Türbinlerin arasındaki toprak tarım ve diğer amaçlar için kullanılabilir. Rüzgâr tarlası, okyanustan veya denizden esen güçlü rüzgârların sağladığı avantajdan dolayı açık alanlara yapılır. Dünyadaki ilk rüzgâr tarlası, Aralık 1980'de, Amerika BirleĢik Devletleri, New Hampshire eyaletinin güneyindeki Çatallı dağında her biri 30 KW olan 20 rüzgâr türbininden yapıldı. Teksas'daki Roscoe rüzgâr tarlası 780 MW'lık gücüyle Ģu an için dünyanın en büyük rüzgâr tarlasıdır. 5.1. Yer Planı Rüzgâr Güç Yoğunluğu (RGY) olarak adlandırılan bir nicelik, rüzgâr enerji geliĢimindeki konumları seçmek için kullanılır. RGY, belir- li bir yerdeki rüzgârın etkin kuvvetinin hesabıyla ilgilidir. Genellikle bir 15
  • 16. zaman periyodundaki toprak seviyesinin üstündeki yüksekliği ifade eden terimdir. Hesaba hız ve kütle olarak alınır. Renk kodlu haritalar, belirli bir alan tanımlama için hazırlanır. Örneğin, "50 metredeki Ortalama Yıl- lık Güç Yoğunluğu." Yukarıdaki hesabın sonuçları Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı tarafından geliĢtirilen içerikte kullanılır ve "NREL CLASS" olarak ifade edilir. Daha büyük RGY hesabı sınıf tarafından daha yüksekte orantılanır. Rüzgâr tarlasının yeri, zengin doğal yaĢam alanı veya yol yapımı- na uygun yerler gibi çevresel hassasiyetli veya kıymetli olduğunda dola- yı daha fazla tartıĢmaya neden olabilir. Bu alanlar gürültü endiĢesi ve her hangi bir aksilik olabileceğinden dolayı yerleĢim yerleri dıĢında yapılır. 5.2. Yükseklik Alçak basınç etkisinden dolayı yükseklerde rüzgâr daha hızlı eser. Yükseklikteki hız artıĢı, yüzeye yakınında daha tesirlidir. Arazi, yüzey engebeliği, ağaç ve yapılar gibi rüzgârı engelleyen Ģeyler tarafından etki- lenir. 5.3. Rüzgâr park etkisi "Rüzgâr park etkisi", türbinler arasındaki karĢılıklı engelden dolayı çıkıĢ kaybını ifade eder. Rüzgâr tarlaları birçok türbinden oluĢur ve her biri rüzgâr enerjisinin birazını yutar. Alan elveriĢli olduğunda, kayıpları en aza indirmek için türbinler, kuvvetli rüzgârda rotor çapının beĢte üçü kadar bir boĢlukla dik Ģekilde, rüzgâr kuvvetinin yönünde ise rotor çapı- nın onda beĢi kadar açıklıkla yerleĢtirilir. Kayıt toplam kurulu gücün %2'si kadar olabilir. Büyük rüzgâr parkında, her bir rotor arasındaki etkinin "multifractal" olduğundan dolayı, türbinlerin Kolmogorov düzensizli- ğindeki davranıĢta önemli derecede sapma görülür. 5.4. Çevresel ve Estetik Etkiler Rüzgâr gücünün çevresel etkileri ile geleneksel enerji kaynakları- nın çevresel etkilerini karĢılaĢtırma göreceli olarak benzerdir. Rüzgâr gücü, fosil yakıt güç kaynakları gibi yakıt tüketmez ve hava kirliliği yapmaz. 16
  • 17. KuĢ ve yarasa tehlikesi birçok bölgede endiĢeye sebep olmaktadır. Bazı kuĢlar, insanların temiz olmayan güç kaynaklarını kullanmalarından dolayı neden olduğu kuĢ ölümleriyle, rüzgâr türbinlerinden dolayı ölen- ler karĢılaĢtırıldığında, ikincisinin çok az bir etkisi vardır. Rüzgâr tarlala- rının yeri ile ilgili anlaĢmazlık çok büyük sorundur. Estetik etkiler de bazı alanlarda sorun teĢkil ediyor. 5.5. Güç şebekesindeki etki Uygun ölçekli rüzgâr tarlaları, iletim hatlarına enerji dönüĢümü yapılarak aktarılmalıdır. Rüzgâr tarla geliĢtiricisi, teknik standartları kar- Ģılaması için rüzgâr tarlasına ek teçhizat veya kumanda sistemlerini kur- makla yükümlü hale getirilmelidir. Rüzgâr tarlası kuran Ģirket veya kiĢi üretilen gücü iletim hatları vasıtasıyla satabilmelidir. 6. Türbin Yerleşimi Rüzgâr türbin yerlerinin iyi tesbit edilmesi rüzgâr gücünün eko- nomik kullanılması açısından kritik önem taĢır. Rüzgârın kendi kullanı- labilirliği bir tarafa, iletim hatlarının kullanılabilirliği, üretilen enerjinin değeri, bulunduğu yerin bedeli, yapıma ve iĢleme çevrenin vereceği tep- kiler gibi diğer faktörlerde göz önüne alınmalıdır. Denizdeki yerleĢimler, yapıları daha büyük inĢa ederek, daha fazla yıllık yük faktörlerinin geti- risiyle maliyeti dengeleyebilir. Rüzgâr tarla tasarımcıları, belirli bir rüz- gâr tarlası tasarımında, bu tür sorunların tesirlerini tesbit etmek için özel rüzgâr enerji yazılımı kullanır. Rüzgâr güç yoğunluğu (WPD), belirli bir yerdeki rüzgârın etkin güçünün hesabıdır. Rüzgâr güç yoğunluğunun dağılımını gösteren bir harita, rüzgâr türbinleri uygun olarak yerleĢtirmek için baĢvurulacak ilk adımdır. Bir yerde ne kadar büyük WPD varsa, sınıflandırma o derece büyük olur. Rüzgâr gücünün 3’den ( 50 m’lik rakımda 300–400W/m2 ) 7’ye (50 m’lik rakımda 800–2000 W/m2) kadar olan sınıflandırmalarda genellikle rüzgâr güç 17rtırımı için uygunluk göz önünde bulundurulur. 17
  • 18. 6.1. Türbin Yerleşim Türleri 6.1.1. Karada Karadaki (onshore) türbinler tepe veya dağlı bölgelerde, genellik- le sahilden üç veya daha fazla kilometre uzaklıkta sırtlarda kurulur. Bu, bir sırttaki rüzgâr ivmesi olarak oluĢabilecek yersel (topografik) hızlan- mayı kullanmak için yapılır. Bu yolla kazanılan ek rüzgâr hızı üretilen enerjide önemli miktarda fark oluĢturur. Daha fazla eklenti, türbinlerin yerlerini geniĢletilmesine değecek kadar olmalıdır. Çünkü 30 m.’lik bir fark bazen çıkıĢta iki kat olarak yansır. 6.1.2. Sahilde Sahildeki (nearshore) türbinler sahil hattının üç kilometre içinde veya sahilden on kilometre içerde suda yapılır. Bu alanlar türbin inĢası için iyi sahalardır. Çünkü kara ve denizin ısı farklılıklarından dolayı rüz- gârın gücünden daha iyi faydalanılır. Bu bölgelerdeki rüzgâr hızları, es- me yönüne bağlı olarak, hem karadakinin hem de denizdeki rüzgar per- vanelerinin karakteristik özelliklerini taĢır. 6.1.3. Denizde Denizdeki (offshore) rüzgâr üretim bölgeleri genellikle karadan on veya daha fazla kilometre uzaktadır. Denizdeki rüzgâr türbinleri karada- kilerden daha az sıkıntılıdır. Çünkü suyun yüzey pürüzsüzlüğü karada- kinden daha fazladır (özellikle derin sularda). Ortalama rüzgâr hızı ge- nellikle açık sularda oldukça fazladır. Kapasite faktörleri karadakinden ve sahildekinden daha büyüktür. Büyük rüzgâr türbin parçalarını (kuleler, motor yerleri (nacelles) ve kanatlar (blades)) taĢıma, karadakine nazaran daha kolaydır. Çünkü ge- miler ve mavnalar, bu türlü devasa parçaları, kamyon/TIR veya trenden daha kolay taĢır. Karada büyük yük taĢıtları otoyol virajlarında, türbinin maksimum uzunluğu yolun bu kısmı dikkate alınarak üretilmelidir. Fakat açık denizde böyle bir sorun yoktur. Denizdeki rüzgâr türbinleri, yapı itibariyle muhtemelen en büyük ebatta kalacaklardır. Türbin tarlaları denizde türbinden oluĢabilir. 18
  • 19. 6.1.3.1. Zemin Etütlü, Temel Altyapı Kule Teknolojileri Kıtasal sığ alanlarda, su 40 m.’den daha derin değildir. 4. Kategori veya daha büyük fırtınalar hariç bu alanlar rüzgârlıdır. Zemin etütlü tür- binler Ģu an kurulum için idealdir. 6.1.3.2. Su Altı, Yüzen Türbin Teknolojileri Yeni su altı, yüzen türbin teknolojileri henüz yeni yeni yaygınlaĢ- maya baĢladı. Ġlk büyük kapasiteli yüzen rüzgâr türbini, 2,3 MW’lık, 120 m. Yüksekliğinde kuleye sahip, 220 metre su altında yapısı olan Kuzey Denizi açıklarında, Norveç, Stavanger’dedir. 2 yıllığına test edilecek. Unite 2009’un yazında inĢa edildi ve 2009 Kasım ayında faaliyete geçti. 6.1.4. Havada Uçan rüzgâr türbinleri kule masraflarından muaftır ve yüksek hız- larda, yüksek irtifada uçabilirler. Çoğu sistemler ticari amaçlı değildir. 7. Dünyadaki Durum Rüzgâr Gücü, dünyada kullanımı en çok artan yenilenebilir enerji kaynaklarından biri haline gelmiĢtir. Günümüzde dünyadaki kullanım oranının çok düĢük olmasına karĢılık, 2020 yılında dünya elektrik talebi- nin %12'sinin rüzgâr enerjisinden karĢılanması için çalıĢmalar yapılmak- tadır. Günümüzde rüzgâr enerjisinden üretilen toplam güç 159.213 MW civarındadır. Dünya'da rüzgârdan enerji üretiminin %36,3'ü Al- manya'da gerçekleĢtirilmektedir. Almanya toplamda 14.612 MW güç üretmektedir ve Almanya'nın elektrik enerjisi ihtiyacının % 5,6'sını kar- Ģılamaktadır. Rüzgâr gücünden en çok yararlanan diğer ülkeler sırasıyla Ġspanya, ABD, Danimarka, Hindistan, Hollanda, Ġtalya, Japonya, Birle- Ģik Krallık ve Çin'dir. Diğer tüm ülkeler toplamda 3.756 MW'lık güç üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler. 2009 itibariyle %48'lik bölümü Avrupa'da olan 157.899 MW'lık toplam kurulu güç kapasitesi vardır. Bu güç, binlerce rüzgâr türbininden üretiliyor. Dünyada rüzgâr üretim kapasitesi 2000 ile 2006 yılları arasın- 19
  • 20. da dört kattan daha fazla arttı. Kurulu rüzgâr gücünün %81'i BirleĢik Devletler ve Avrupa'dadır. En büyük üretici olan beĢ ülkenin 2004'de %71'lik, 2006'da %62'lik ve 2008'de %73'lük payları vardır. Bu ülkeler; BirleĢik Devletler, Almanya, Ġspanya, Çin ve Hindistan'dır. Dünya Rüzgâr Enerji Birliği, dünya çapında 2006 sonunda 73,9 GW olan kurulu gücün, 2010 itibariyle 160 GW olacağını bekliyor. Bu da yıllık %21'lik bir artıĢ demek oluyor. Danimarka'da üretilen elektriğin hemen hemen beĢte biri rüzgârdan sağlanıyor -diğer ülkelerden en yüksekdir-. Dünyada toplam rüzgâr güç üretiminde onuncudur. Dani- marka imalat göze çarpan ülkedir. 1970'lerde rüzgâr türbinlerini kullan- maya baĢladı. Son yıllarda BirleĢik Devletler Ģebekesine, güç kapasitesini 2007'de %45 arttırarak 16,8 GW'lık enerjiyi Ģebekesine ekleyerek, Al- manya'nın 2008'deki kurulu gücünü geride bıraktı. Böylece diğer ülke- lerden daha fazla rüzgâr enerjisini Ģebekesine eklemiĢ oldu. Kaliforniya, modern rüzgâr güç endüstrisinde patlama gösterenlerden birisidir. Kuru- lu güçte birçok yıl BirleĢik Devletlere önderlik yaptı. Ta ki 2006'nın so- nunda Teksas liderliği eline alıncaya kadar. 2008 sonunda 7.116 MW'lık kurulu gücü vardır. Bu da eğer ülkeden ayrı olarak düĢünürsek dünyada altıncı sıraydı. BirleĢik Devletler rüzgâr güç üretiminde ġubat 2006'dan ġubat 2007'ye kadar %31,8 büyüdü. Ortalama bir MW'lık rüzgâr gücü, yaklaĢık 250 Amerikan hanesinin elektrik tüketimine eĢittir. Amerika Rüzgâr Enerji Birliği kayıtlarına göre 2008'de rüzgârdan elde edilen elektrik %1'lik haneyi (4,5 milyon haneye eĢdeğerdir) kaplıyorken, 1999'da sadece %0,1'lik haneyi kaplıyordu. Çin 2020'deki yenilenebilir enerji kaynaklarındaki üretim hede- fini 30.000 MW olarak açıkladı. Fakat 2009 sonu itibariyle 22.500 MW'a ulaĢtı ve böyle giderse 2010 sonu itibariyle 30.000 MW'ı geçmesi hiçte zor değil. 2020'de öngörülen değer 253.000 MW'ı aĢacak gibi. Çin yeni- lenebilir enerji kanunu Kasım 2004'de kabul edildi. Ardından Dünya Rüzgâr Enerji Konferansı Çin tarafından düzenlendi ve Dünya Rüzgâr Enerji Birliğine katıldı. 2008'de rüzgâr gücü hükümetin planladığından ve diğer büyük ülkelerden daha hızlı büyüdü. 2005'den itibaren her yıl iki kattan daha fazla artıĢ gösterdi. 2010 itibariyle öngörülen kurulu ka- pasite 20 GW'a yakındır. Hindistan, 2009 yılında 10.925 MW'lık toplam rüzgâr güç kapa- sitesiyle dünyanın beĢinci büyük ülkesiydi. Bu da, Hindistan'da üretilen 20
  • 21. toplam elektriğin %3'üne denk geliyor. Kasım 2006'da Yeni Delhi'deki Dünya Rüzgâr gücü Konferansı, Hindistan rüzgâr güç endüstrisine ek ivme kazandırdı. Tamil Nadu Ģehrinin Muppandal köyü yakınlarında birkaç rüzgâr türbin tarlası vardır ve burası Hindistan'daki büyük rüzgâr enerji merkezlerinden biridir. Meksika, tüketilen fosil yakıtlarının azaltmaya yönelik olarak son zamanlarda La Venta II rüzgâr güç projesini baĢlattı. 88 MW'lık proje Meksika'nın ilk rüzgâr üretim giriĢimidir ve Oaxaca Ģehrinin elektrik ih- tiyacının %13'ünü karĢılayacak. 2012'de proje 3.500 MW'a çıkacak. Sempra Enerji, Baja Kaliforniya'da en az 1000 MW'lık bir projeyi 5,5 milyar dolarlık maliyetle gerçekleĢtireceğini duyurdu. Büyüyen diğer pazar Brezilya, 143 GW'lık potansiyele sahip rüz- gâr gücü bulunuyor. Güney Africa, Olifants Nehri açıklarının kuzeyindeki Koekenaap kasabasının yakınında Batı Cape Ģehrindeki Vredental'ın doğusunda Batı Sahilinde bir istasyon kurdu. Toplam çıkıĢ gücü 100 MW'tır. Bu kapasi- teyi ikiye katlamak için görüĢmeler yapılıyor. Fransa, 2010 itibariyle 12.500 MW kurulu güce sahip olmayı he- defliyor. Kanada rüzgâr kapasitesini 2000 ile 2006 arasında hızlı bir Ģekli- de arttırarak 137 MW'dan 1451 MW'a çıkarttı. Bu da yıllık %38'lik bir büyümeye denk geliyor. Özellikle en hızlı büyüme 2006'da görülerek 2005 sonundaki 684 MW'lık üretimi ikiye katladı. Bu büyüme, yükleme hedefleri ekonomik teĢvik ve politik destekle beraber beslendi. Örneğin, Ontario eyaleti rüzgâr gücü için vergi indirimine gitti. 21