İnsanoğlu rüzgarın gücünü fark ettiği günden beridir rüzgar enerjisini kullanmıştır. Bununla birlikte tarih boyunca rüzgar enerjisi hayatımızın bir parçası haline dönüşmüştür.
İnsanlar, ilk başlarda rüzgar gücünden yelkenli gemiler ve yel değirmenleri yaparak faydalandılar. Sonrasında tahıl ürünlerini öğütmek, su pompalamak, ağaç kesme işleri (kerestecilik) için rüzgar gücünü kullandılar. Günümüz dünyasında ise rüzgar enerjisi daha çok elektrik enerjisi üretmek amacıyla kullanılmaktadır.
Rüzgar Enerjisi nedir? Daha yakından inceleyelim.
Kısaca Rüzgar enerjisi için rüzgar hareketi ile oluşan kinetik enerjidir diyebiliriz. Bu kinetik enerji, mekanik ve elektrik enerjisine dönüştürülerek hem geçmişte kullanılmış ve hem de günümüzde yaygın olarak hala kullanılmaktadır.
Rüzgarın hareket ettirmiş olduğu havanın kütlesi ve hızı, rüzgar enerjisinin ana parametrelerini oluşturmaktadır. Ağırlığı yüksek hava kütlesi ne kadar hızlı eserse içinde barındırdığı rüzgar enerjisi de o kadar fazla olmaktadır.
Rüzgar enerjisi, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Doğaya hiçbir bir zararlı atık bırakmayan temiz bir enerjidir. Rüzgar enerjisi günümüz enerji sistemleri arasında önemli bir konumdadır.
Fosil yakıtların şimdilerde doğaya ciddi manada zarar verip küresel ısınmanın etkilerini arttırması ve fosil yakıt kaynak rezervlerinin tükenmeye yüz tutması nedeniyle insanlar daha temiz ve tükenmeyen güneş, rüzgar, su, biyogaz, jeotermal vb. yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretmeye başladılar.
Rüzgar enerjisi nasıl oluşur?
Rüzgar enerjisi sıcak – soğuk havanın yer değiştirmesi sonucu meydana gelen doğa olayıdır. Bu enerji aynı zamanda yeryüzünün coğrafi farklılıklarından ve güneşin atmosferi farklı derecede ısıtmasından da oluşmaktadır. Kısaca rüzgar enerjisini atmosferdeki basınç farklarından oluşan bir enerji olarak tanımlayabiliriz.
Rüzgar enerjisinden elektrik üretmek için rüzgarın oluşturduğu kinetik enerjisini önce mekanik enerjiye sonra da elektrik enerjisine dönüştürmek gerekir.
Rüzgar enerjisi tarihine yakından bakalım
İnsanlık tarihinde rüzgar enerjisinin 5500 yıllık bir geçmişe sahip olduğu bilinen bir gerçek. İnsanlar gemilerini hareket ettirmek için uzun süreler boyunca bu enerji kaynağından faydalanmışlardır. Bu enerjinin kullanım biçimlerinden olan yel değirmenleri ise daha sonraları kullanılmaya başlanmıştır. Rüzgar enerjisini tarihte ilk defa, M.S. birinci yüzyılda Yunan mühendis Heron kullanmıştır.
Tarihte rüzgar enerjisi ile elektrik üretimi ne zaman başlamıştır?
- İskoç bilim insanı James Blyth 1887 tarihinde rüzgar enerjisini ile bir batarya şarj cihazı yapmış ve 1891 tarihinde İngiltere’de bu cihazın patentini almıştır.
- ABD’de 1887 – 1888 tarihleri arasında Charles Francis Brush rüzgar enerjisi kullanarak elektrik üretim makinesi yapmıştır. Evinin ve laboratuvarının tüm elektrik gereksinimlerini 1900 yılına kadar bu makine ile karşılamıştır.
- 1890 tarihinde ise Danimarkalı bir bilim insanı Poul la Cour rüzgar enerjisi ile elektrik üretmek amacıyla rüzgar türbinlerini inşaa etmiştir. Bu rüzgar türbinler ile sonrasında hidrojen üretimi de yapılmıştır.
Rüzgar enerjisini kent yerleşimlerinde kullanmak mümkün mü?
Hidroelektrik santrallerin doğal su kaynaklarına zarar vermesi, termik ve nükleer santrallerin çevre için taşıdığı riskler tüm dünyanın alternatif yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar enerjisinin önemini bir kez daha artırmıştır. Bu enerji kaynağının günümüzde kısıtlı alanlarda kullanılmaktadır.
Şimdiki kent yerleşimleri, rüzgar enerjisinin her bölgede kullanılması için uygun gözükmüyor. İyi haber ise bunun geçici bir durum olması. Yeni sürdürülebilir mimari ve kentleşme projeleri ön planda olmaya başladıkça, rüzgar ve güneş enerjisi kaynaklarının kullanımı günümüz dünyasında artmaya devam edecektir.
Rüzgar enerjisinin kullanım alanları nelerdir?
- Su pompalama
- Su depolama alanları
- Tahıl öğütme
- Soğutma
- Bahçe aydınlatmaları
- Şarj ve batarya sistemleri: Üretilen elektriğin depolanması için şarj ve batarya sistemlerine ihtiyaç vardır.
- Lojistik ve taşımacılık sektörü: Rüzgar enerjisi santralleri yatırımları ile rüzgar santrallerinin parçalarının uzun ve ağır olmaları uzatmalı dorselerin kullanımını yaygınlaştırdı.
Şimdi biraz da rüzgar enerjisinden elektrik üretmeye yarayan rüzgar türbinlerini yakından inceleyelim.
Rüzgar türbinleri nasıl çalışmaktadır?
Rüzgar türbini çalışma prensibi
Rüzgarın optimum seviyede estiği coğrafi bölgelerde kurulan rüzgar türbinleri ile rüzgar enerjisini üretmek mümkündür. Optimum rüzgar seviyesi demek rüzgarın yerden 10 – 50 m. yüksekliğinde ve en az saniyede 4 metre hızla esmesi anlamına gelmektedir.
Tarih boyunca birçok dönüşüm geçiren rüzgar makinelerinde kullanılan türbinler farklı tiplere sahiptir. Şu ana kadar değişik nitelikte ve tipte geliştiren bu rüzgar türbinlerinin birkaçı şimdilerde ticari amaçlı kullanılmaktadır. Rüzgar türbinleri dönme eksenine göre üç ana gruba ayrılmaktadır.
Dönme eksenine göre rüzgar türbinleri 3 çeşittir:
- Yatay eksenli rüzgar türbinleri (YERT): Dönme ekseni rüzgar yönüne paralel, kanatları rüzgar yönüne dik konumdadır.
- Dikey eksenli rüzgar türbinleri (DERT): Dönme eksenleri rüzgar yönüne diktir. Türbinlerin kanatları da düşey konumdadır.
- Eğik eksenli rüzgar türbinler: Dönme ekseni, rüzgar arasında belirli bir açı bulunmaktadır.
Dünya çapında en çok yatay eksenli rüzgar türbini tercih edilmektedir. Eğik eksenli rüzgar türbinlerinin kullanım alanları çok kısıtlıdır.
Rüzgar enerjisinin avantajları ve dezavantajları nelerdir?
Rüzgar Enerjisinin Avantajları:
- Tamamen temiz bir enerji kaynağıdır. Enerji üretim yöntemi de tamamen temizdir. Doğaya zarar vermez.
- Rüzgar enerji santralleri, güneş enerjisi santrallerinin aksine çok az yer kaplamaktadır.
- Rüzgar türbinleri için günün aydınlık ya da karanlık olması önemli olmamaktadır.
Rüzgar Enerjisinin Dezavantajları:
- Rüzgarın fazla veya az esmesi durumunda türbinler çalışmamaktadır.
- Rüzgar enerji santrallerinin yatırım maliyetleri oldukça yüksektir.
- Fazla sayıdaki rüzgar santralleri o bölgenin cep telefonu ve televizyon sinyallerini bozabilmektedir.
Yatay eksenli rüzgar tribünün kurulumunu gösteren videomuzu izlemeyi unutmayın.
İlginizi çekebilecek yazılar