Rüzgar türbini nedir?

Rüzgar türbini nedir?

08.02.2015

Rüzgar türbinleri rüzgarda bulunan potansiyel enerjiyi önce mekanik daha sonra ise isteğe göre elektrik yada mekanik enerjiye çeviren sistemlerdir.
Rüzgar türbini, rüzgar enerjisini elektriğe çevirmekte kullanılan araçların bir araya getirilmiş halidir. Genellikle 1,2 veya 3 kanatlı modelleri vardır. Bu türbinler yatay ve dikey eksenli olmak üzere iki çeşittir.

Yaygın olan çeşit yatay eksenli ve 3 kanatlı olan modellerdir. Bu yaygın çeşit yatay eksenli ve dikey eksenli denen 2 farklı türbin kullanır.

Rüzgar Türbini Nasıl Çalışır?

Rüzgar estiğinde, rotorun dönmesine yardımcı olan kanatlar rüzgarın bir kısmını yüzde olarak engellerler. Bu da enerjiye dönüştürülen yüzdedir. Kanat verimi ne kadar iyi olursa elde edilecek güç de o kadar yüksek olur. Fizik kurallarına göre enerjiye dönüştürülebilecek rüzgar maksimum %59.3tür ve bu Betz Limiti olarak adlandırılır. Fakat pratik uygulanan sistemlerde sürtünme, ısı ve türbülans kayıpları da oluştuğundan bu oran %30 civarlarına düşmektedir. Rüzgar türbinleri tek başına yada hibrit sistemler olarak kullanılabilir. Hibrit sistemlerde genellikle güneş paneli, hidroelektrik yada diğer kaynaklarla birlikte kullanılır. Sistem olarak, bir şebekeye bağlanarak, güneş pilleriyle veya dizel jeneratörlerle birlikte hibrit şekilde kullanılabilirler. Tek sistem olarak kullanılan rüzgar türbinleri bugune kadar genelde su pompalarını ve iletişim cihazlarını çalıştırmak için kullanılmaktaydı ama şimdi rüzgarlı bölgelerdeki ev sahipleri veya çiftçilerde elektrik üretmek için rüzgar türbinlerini kullanmaktalar.

Rüzgar türbinleri belirli veya değişken rüzgar hızlarında çalışmaları için ayarlanabilirler. Değişken hızlarda çalışabilen rüzgar türbinleri, sabit hızda çalışanlara göre %8 ila %15 arasında daha fazla enerji üretimi sağlayabilirler. Bununla beraber bu rüzgar türbinlerinin sabit enerji çıkışı verebilmesi için elektronik devrelere ihtiyaç duyarlar.

Çoğu rüzgar türbini üreticisi düşük hız türbin rotoru ile yüksek hızlı 3 fazlı jeneratör arasında redüktör kullanmayı yeğler. Bunun dışında rotorun ve jeneratörün direkt bağlantılı olduğu modeller de vardır. Bu seçenek daha fazla devamlılık, daha az bakım maliyeti ve türbin için daha düşük fiyat sağlar.

Yüzyıllardır rüzgar enerjisi kullanılmaktadır. Kullanım alanı sadece akıllarımızla sınırlıdır fakat fizik kuralları da neyi yapıp neyi yapamayacağımıza kılavuzluk etmektedir. İnsanlar genellikle ufak cihazları evlerinin çatılarına monte ederek bütün elektrik gereksinimlerini gidermeyi hayal ettiler fakat anlaşılamayan konu teknik olarak mümkün olmayan limitlerdir. Doğadaki her şeyde olduğu gibi bir şeyin gerçekleşebilmesi için limitleri vardır.

Benim için uygun olan hangisi?

Değişik boylarda ve tiplerde rüzgar türbinleri bulunmaktadır fakat genel olarak dönme eksenlerine göre sınıflandırılırlar. Yatay Eksenli ve Düşey Eksenli olmak üzere iki sınıf rüzgar türbini vardır.

 

Yatay eksenli rüzgar türbiniYatay Eksenli Rüzgar Türbini

  • Kanatların dönme ekseni rüzgara paraleldir. Ticari amaçlı kullanılan türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgarı en iyi alacak şekilde dönebilen bir tabla üzerine yerleştirilmiştir. Kuyruk ve ya dümen bilgisayari sayesinde türbin sürekli olarak rüzgarın geldiği yöne döner.
  • Yatay eksenli rüzgar türbinleri kulenin oluşturduğu rüzgâr gölgelenmesinden etkilenmez.

Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervaneli tip rüzgârtürbinleri verilebilir. Bu türbinlerin kanatları tek parça, iki ve daha fazla parçalı olabilir.

 

 

 

 

 

Dikey eksenli rüzgar türbiniDikey Eksenli Rüzgar Türbini

  • Türbin mili düşey konumdadır ve rüzgara diktir.
  • Bu tip türbinler verimsizdir.
  • Çalışabilmesi için ilk hareket motoruna ihtiyaç duyar.
  • Ayakta durabilmesi için gergi halatlarıyla sabitlenmesi gerekmektedir.
  • Milin yatakları değişmesi gerektiğinde bütün türbin sökülmek durumundadır.

 

 

 

 

 

 

 

Rüzgar türbinini oluşturan parçalar nelerdir?

Rüzgar türbini parçaları

  • Anemometre: Rüzgarın hızını ölçüp kontrol devresine ileten parça.
  • Kanatlar ( Blades ): Genelde 2 yada 3 kanatlıdır.
  • Fren: Rotoru acil durumlarda durdurmak için kullanılan diskli, elektrikli veya hidrolik sistemdir.
  • Kontrol Devresi: Uygun rüzgar hızı olduğunda jeneratörün çalışmasını sağlayan ve yüksek hızlarda zarar görmemesi için jeneratörü kapatan devredir.
  • Dişli Kutusu: Rotorun ve jeneratörün yüksek ile düşük hız arasında geçiş yapabilmesini sağlayan parçadır. Rüzgar jeneratörlerinin enerji üretimini devam ettirebilmesi için gereklidir.
  • Jeneratör: Elektriği üreten kısım.
  • Yüksek Hız Dişlisi
  • Düşük Hız Dişlisi
  • Nasel ( Beşik ): Rotor bu kısıma montedir. Bu kısımda dişli kutusu, jeneratör, kontrol devresi ve fren bulunur.
  • Pitch: Kanatların açı ayarıdır. Düşük veya yüksek rüzgar hızlarında enerji üretiminin devamlılığını sağlar. Bir pervanenin 360 derecelik bir devri esnasında bir uçağı ileri doğru götürdüğü mesafeye de denir.
  • Rotor: Kanatların ve toplu olarak bağlı oldukları kısım.
  • Kule: Rüzgar jeneratörünün bulunduğu metal yapıdır. Bu yapının yüksekliği arttıkça üretilebilecek enerjide artar.
  • Rüzgâr Gülü: Rüzgarın yönünü belirleyip ve rota belirleyiciye iletir.
  • Rota Dişlisi: Yatak eksenli rüzgar jeneratörlerinde, jeneratörün rüzgara doğru dönmesini için rota motorunun kontrol ettiği dişli.
  • Rota Motoru: Rota dişlisini hareket ettiren motor.