Download - RÜZGAR ENERJİSİ
RÜZGAR ENERJİSİ
ABDULLAH ATEŞ
EMRE YILDIRIM
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Rüzgar Enerjisi
Avrupa Rüzgar Atlası ve Kurulu
Gücü
Türkiye Rüzgar Atlası ve
Rüzgar Potansiyeli Atlası
Türbin Çeşitleri
Bazı Rüzgar Santralleri
Sunum İçeriği
1973 dünya petrol krizi, alternatif ve yenilenebilir enerji
kaynaklarına gösterilen ilginin artmasına sebep olmuştur.
Dünya enerji ihtiyacının önemli bir bölümünü karşılayan fosil
yakıtların kısıtlı kullanım sürelerinin olması, enerjinin elde
edilmesi sırasında çevreye yapılan tahribat ve gelecek nesillerin
de enerji ihtiyacı dikkate alındığında, yenilenebilir enerji
kaynaklarının önemi daha iyi anlaşılmaktadır.
Tüm dünyada olduğu gibi, Türkiye'de de temiz ve yenilenebilir
enerji kaynaklarına doğru bir yönelme gözlenmektedir.
İlk etapta göz önünde bulundurulması gereken temiz ve
yenilenebilir enerji kaynaklarından biri rüzgar enerjisidir.
Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Dünya rüzgar enerji potansiyelinin, 50° kuzey ve güney enlemleri
arasındaki alanda 26.000 TWh/yıl olduğu ve ekonomik ve diğer
nedenlerden dolayı 9.000 TWh/yıl kapasitenin kullanılabilir olduğu
tahmin edilmektedir.
Yine yapılan çalışmalara göre, Dünya karasal alanları toplamının
%27’sinin yıllık ortalama 5.1 m/s’den daha yüksek rüzgar hızının
etkisi altında kaldığı belirtilmektedir.
Bu rüzgar enerjisinden yararlanma imkanının olabileceği
varsayımıyla 8 MW/km2 üretim kapasitesi ile 240.000 GW kurulu
güce sahip olunacağı hesaplanmaktadır.
Rüzgar Enerjisi
Rüzgar Enerjisinin Kullanım Alanları
• Rüzgar enerjisi kullanımında asıl güç kaynağı kanatların dönme hareketidir. Günümüzde daha çok rüzgarla elektrik üretimi popüler olsa da rüzgar enerjisinin kullanıldığı başka alanlarda bulunmaktadır;Elektrik üretimi
• Şarj sistemleri• Su depolama• Taşımacılık• Su pompalama• Tahıl öğütme• Soğutma
Rüzgar türbinleri sadece şehir şebekesine elektrik sağlamak amacıyla kullanılmaz. Ev kullanımı için üretilen küçük türbinler de
bulunmaktadır. Hatta bu türbinlerin kullanımı giderek yaygınlık kazanmaktadır. Ev tipi rüzgar türbinleri şebekeden uzak, rüzgar
verimi yüksek bölgelerde bireysel kullanım için son derece uygundur. Bunun yanında rüzgarla elektrik üretiminin tek
sebebinin zorunluluk olduğunu söyleyemeyiz. Yenilenebilir enerjiye gönül veren çevre dostları da teknolojinin gelişmesi ve fiyatların ucuzlamasına paralel olarak elektriklerini bu şekilde
üretmeyi tercih etmektedirler. İlerleyen yıllarda rüzgar türbini satış fiyatlarının giderek azalacağı tahmin edilmektedir.
Rüzgar Türbinin Evlerde Kullanımı
Yandaki resimde rüzgar türbini, güneş paneli ve fosil yakıtlı jeneratörün bir evin enerjisini sağlamasında birlikte kullanımları gösterilmiştir. Rüzgar türbininde üretilen elektriğin evlerde kullanılması için bazı devre elemanlarında düzenlenmesi gerekebilir. Yine bataryalar elde edilen enerjiyi kullanılmadığı süre içinde depo etmeye yarar.
Günümüz rüzgar türbinleri bünyelerinde şarj kontrol üniteleri(şarj regülatörü) taşırlar. Bu sayede akülerin zarar görmesi de engellenmiş olur. Bunun yanında rüzgardan elde edilen enerjiyi ev aletlerinde kullanmak için alternatif akıma ihtiyaç duyulur. Bunu sağlamak için İnvertör denilen dönüştürücüler kullanılır.
u (m/s) * > 7.5 6.5 – 7.5 5.5 – 6.5 4.5 – 5.5 < 4.5
P (W/m2) * > 500 300 - 500 200 - 300 100 - 200 < 100
* Açık yüzeyler için (yer düzeyinden 50 m yükseklikteki) rüzgar potansiyeli sınıf aralıkları
Avrupa Rüzgar Atlası
Avrupa Rüzgar Enerjisi Kurulu Gücü
Toplam Kurulu Güç :76.152 MW (2009 Sonu)
25.777
19.149
4.492 4.850
801
4.051
3.465
Türkiye Rüzgar Potansiyeli
Sınıf Alan (km2)
Potansiyel (MW)
1 0 0 2 5.038 1.662 3 168.759 41.656 4 370.767 44.659 Toplam 87.977
TÜRKİYE RÜZGAR ATLASI
Türkiye Rüzgar Potansiyeli
Türkiye Rüzgar Potansiyeli Atlası
Türkiye Yıllık Ortalama Rüzgar Hızı, 50 m
Rüzgar Enerjisinin Avantaj ve Dezavantajları
Rüzgar Enerjisinin Avantajları• Temiz bir enerji kaynağıdır, emisyonu yoktur.• Yerel bir enerji kaynağıdır, dışa bağımlı değildir.• Yatırım alanının % 1’ini kullanır, bu alanlarda tarım ve
hayvancılık faaliyetleri yapılabilir.• Ucuz bir enerji kaynağıdır.• Atıl alanlar kullanılabilir.•Yüksek istihdam yaratır.
Dezavantajları
• Rüzgar hızı sabit olmadığı için enerji üretimi sabit değildir.
• Çok düşük rüzgar hızlarında çalıştırmak ekonomik açıdan, çok yüksek rüzgar hızlarında çalıştırmak güvenlik açısından uygun değildir.
• Enerji verimi fosil kaynaklara göre düşüktür.• Yatırım maliyeti yüksektir.• Gürültü açısından yerleşim yerlerinin uzağında
olmasında yarar vardır.• Radyo ve tv sinyallerini bozabilir.• Kuş göç yollarında, kuşlara zarar verebilir.
Türbin bileşenleri 1. Türbin kafası2. Kanatlar3. Kanat bağlantıları 4. Düşük Hız Şaftı5. Dişli Kutusu6. Yüksek Hız Şaftı7. Elektrik Jeneratörü8. Rota Mekanizması9. Elektronik Kontrol10. Hidrolik Sistem11. Soğutma Sistemi12. Kule13. Anemometre ve Rüzgar Fırıldağı
26
Rüzgar Türbinlerinde Hız Kontrolü
Tahmin edilebileceği üzere rüzgar hızına bağlı olarak, üretilen elektriğin miktarı da artmaktadır. Ortalama özelliğe
sağip bir rüzgar türbini 12 - 14m/s hızlara ulaştığında üretebileceği maksimum enerji seviyesine erişmiş olur.
Rüzgar hızının bu değerlerin üzerine çıktığı durumlar da mevcuttur. Böyle bir durumda türbinin mekanik yapısında
bozulmalar meydana gelebileceği gibi üretilen aşırı elektrik enerjisi devrelerin de bozulmasına sebep olabilmektedir. İşte
bu sebepten türbin hızı belirli değerlere ulaştığında daha fazla hızlanmayı engelleyecek fren mekanizmaları devreye girer.Günümüz teknolojisi bu problemin çözümünde çeşitli
yöntemler geliştirmiştir.
1. Kaldırma Kuvvetine Dayalı
Türbinlerde hız kontrol sistemlerinin ilkidir. Bu sistemde türbin kanatlarının ayrodinamik yapısı türbin belli bir hıza ulaştığında hızı
sabit bir değerde tutacak pasif bir sürtünme oluşturur. Frenleme olayı herhangi bir yan ekipman kullanılmadan gerçekleştirildiği için basit ve kullanışlı bir yöntem olmuştur. Fakat türbin kapasitelerinin zamanla yükselmesi, 1,5 MW'ın üzerinde güce sahip türbinlerde bu yöntemin bazı sakıncalar doğurmasıyla sonuçlanmıştır. Bu
nedenden ötürü günümüzde az kullanılan bir yöntemdir.
2. Değişken Hızlı Rotor
Yaygın olarak kullanılan türbin teknolojisi budur. Maksimum üretim seviyesine ulaşıldığında türbin kanatlarnın eğimi değişerek hızın
belirli bir değerin üzerine çıkması engellenmiş olur. Büyük kapasiteli türbinlerde de kullanılabildiği için günümüzde yaygın olan sistemsir. Rüzgar türbini teknolojilerinin başlangıcından bu
yana bahsedilen iki yöntem temel alınmak üzere pekçok varyasyon denenmiştir.
RÜZGARÖLÇER
Anemometreler rüzgar hızını ölçmek üzere kullanılan aletlerdir. Türkçe karşılığı tam olarak "rüzgarölçer " dir. Anemometrelerin çoğu rüzgar
hızını dönebilen eksenleri yardımıyla ölçebilmektedirler. Bunun yanında sayısal(dijital)
rüzgarölçerler de mevcuttur. Yandaki anemometre daha çok sporcular için
tasarlanılan türdendir bilindiği gibi yamaç paraşütü gibi sporlarda rüzgar hızını ölçmek hayati bir tedbirdir. Çoğu anemometre rüzgar
hızının yanısıra sıcaklık değeri gibi değerleri de ölçmektedir. Sporcular için üretilen
anemometreler yaklaşık 100 Avro civarında
satılmaktadır.
Bununla beraber farklı anemometreler de vardır. Bilindiği
gibi rüzgar vektörel bir büyüklüktür. Yani hem şiddeti, hem de yönü
önemlidir. Bunun için meteorolojik çalışmalarda biraz daha farklı
rüzgarölçerler kullanılmaktadır.
Bir bölgenin rüzgar rejimini incelemek rüzgar türbinlerinin kurulacağı alanı tespit etmekte çok önemlidir. Uzun bir süreç içinde incelenen alanın rüzgar rejimi uygun bulunursa buraya
rüzgar türbini kurulabilmektedir.
Alize Germiyan ( 1,5 MW )İzmir Alaçatı’da taştan yapılan ve buğday yapımında kullanılan yel
değirmenlerinin yani rüzgarın çok büyük bir önem taşıdığı hatta 1700’lü yıllarda güzelliğinin yanısıra rüzgar nedeni ile savaşların
bile yaşandığı söylenmektedir. İşte tarih boyunca birçok medeniyet tarafından önemi bilinen Alaçatı’nın bu değerli
rüzgarından elektrik üretilmesi için 1997 yılında çalışmalara başlanmıştır. Alaçatı’ya 7 km uzaklıkta olan Germiyan köyünde
Türkiye’nin ilk rüzgar enerji santrali sıfatını alan Germiyan santrali 1998 yılının Şubat ayında devreye girmiştir. Toplam kurulu gücü
1,5 MW olan santralimizde 3 adet 500 kW’lık rüzgar türbiniyle yıllık ortalama toplam 4 milyon kWh elektrik enerjisi üretmekte ve
yaklaşık 1.626 konutun elektriğini karşılamaktadır.
Bandırma Rüzgar Enerjisi Santrali
Bandırma RES, Bandırma ilçesinin 10km doğusunda Marmara Denizine paralel uzanan sırtlarda konumlanmaktadır. Proje için 1999 yılından itibaren rüzgâr
ölçümlerine başlanmış olup, söz konusu ölçümler yurt dışında uzman kuruluşlar ve enstitülerce değerlendirildikten sonra her bir ünite gücü 1,5 MW olan 20 adet rüzgâr türbininden oluşan Bandırma RES’in kurulmasına karar
verilmiştir. Bandırma RES, Türkiye’nin ilk özel sektör üretim şirketi Rüzgâr santrali
olmasının yanı sıra, işletmeye alındığı 2006 yılında mevcut Türkiye Rüzgâr Enerjisi kurulu gücü olan 20MW’ı %150 oranında arttırarak 50MW’a çıkarmıştır. Santralde üretilen yıllık ortalama 120.000.000 kWh elektrik ile 80.000 kişilik bir
yerleşim merkezinin elektrik ihtiyacı karşılanabilmektir. Ayrıca Bandırma RES’in son yıllarda gündeme gelen küresel ısınmanın temel sebeplerinden olan sera
gazları salınımını yıllık ortalama 78.360 ton azaltmakta olduğu hesaplanmaktadır. Bu aynı zamanda Türkiye’deki ilk gönüllü karbon ticareti
projesidir. Projenin en önemli özelliği Türkiye’deki o güne kadar kurulmuş olan rüzgâr santrallerinin aksine, tamamen özel sektör mülkiyetinde ve devlet
tarafından yüksek fiyatlı alım garantisi olmaksızın, finansmanının tamamen Bilgin Enerji Grubu tarafından karşılandığı Türkiye’deki ilk rüzgâr enerjisi
santrali olmasıdır.
• Şamlı Rüzgar Santrali
• Balıkesir’in Şamlı bölgesindeki 90MW kapasiteli rüzgar parkı
– 80 m. yüksekliğindeki 30 adet VESTAS 3MW V90 rüzgar türbini bulunmaktadır.
• 90 MW kapasitesi ile Türkiye’deki en büyük rüzgar parkıdır.
• Lisans sahibi Baki Elektrik Üretim Ltd. Şti.’dir.
• Gold Standard certification (Altın Standart Sertifika) başvurusu yapılmıştır.
• Vestas ile yapılan 5 yıllık O&M anlaşması yapılmıştır.
• Kapasite Artırımı
• 24MW kapasite artışı için VESTAS ile ek anlaşma yapılmıştır.• Türbinler 2010-2011 yıllarında nakledilmiştir ve nakliyeyi takiben
2011 yılının 3. çeyreğinde kurulumu yapılmıştır. Devreye alma işlemleri devam etmektedir.
Thanet Açık Deniz Rüzgâr Projesi (İngiltere – 300 MW)
Karada Thanet'ten daha büyük rüzgâr çiftlikleri olmasına rağmen, Thanet en büyük açık deniz rüzgâr çiftliğidir. Bu
projede, karadan 12 km uzaklıkta, ortalama 20 m derinlikte 100 adet Vestas rüzgâr türbini kullanılmaktadır. İsveçli firma Vattenfall tarafından yapılan ve yönetilen proje 240.000 eve
yeterli gücü sağlamaktadır.
Alta Rüzgâr Enerji Merkezi (ABD – 1.550 MW)
Bu proje Amerika'nın en eski ve en geniş rüzgâr projesi olan modası geçmis Tehachapi Pass Rüzgâr Çiftliginin gölgesinden yeniden doğmaktadır. Daha yeni, büyük ve
daha etkili türbinler yaşlananların yerine yeniden kurulmakta. The Alta-Oak Creek Mojave projesi şu anda yapım aşamasında ve toplamda 820 MW üretecek 320
büyük yüksek kapasiteli rüzgâr türbininden oluşmaktadır.
DUBAI
59 katlı
her kat dönebilir
Çatıda güneş paneli
Katlar arasında rüzgar türbinleri
Bizi dinlediğiniz için
teşekkür ederiz…