Rüzgâr Enerjisi nereden gelir?

Tüm yenilebilir enerji (gelgit ve jeotermal güç hariç) hatta fosil yakıt enerjisi nihayette güneşten kaynaklanır. Güneş yeryüzüne saatte 100.000.000.000.000 kW enerji gönderir. Başka deyişle yeryüzü watt'ın 10. ile 18. üssü kadar güç kazanır.
Güneşten gelen enerjinin %1-2'si rüzgâr enerjisine dönüşür. Bu, yeryüzündeki tüm bitkilerin biyolojik kütleye dönüştürdüğü enerjinin 50 - 100 katıdır.

Sıcaklık farkları hava akımını oluşturur.

0 derece enlemindeki ekvtor civarındaki bölgeler, güneş tarafından dünyanın diğer bölgelerine göre daha fazla ısınır. Bu sıcak bölgeler, enfraruj fotoğraflarda sıcak renklerle, kırmızı, turuncu ve deniz yüzeyinde sarı görünür.
Sıcak hava soğuk havadan hafiftir ve yaklaşık 10km'ye ulaşıncaya kadar gökyüzüne yükselir. Kuzey ve Güney Kutbuna ulaşır aşağı çöker ve ekvatora geri döner.

Coriolis Kuvveti

Dünya döndüğü için kuzey yarıküre üzerindeki her hareket, kendi konumumuza göre sağa doğru (güney yarıküre için sola) yönelir. Bu belirgin bükücü kuvvet Coriolis Kuvveti (Coriolis Force) olarak bilinir. Bu kuvveti keşfeden Fransız Matematikçi Gustave Gaspard Coriolis'in ismiyle anılmaktadır (1792 - 1843).
Kuzey yarıküre üzerinde hareket edenbir parçacığın sağa doğru döneceği pek açık görünmeyebilir. Bu olayı şöyle canlandırabiliriz:
Uç kısmı güne doğru hareket eden bir koni düşünün ve dünyanın döndüğü gerçeğinide eklersek, koninin sanki sa doğru kaydığını görürüz.
Coriolis Kuvveti gözle görülebilir bir olaydır. Trn yolu hatlarının bir tarafı diğerinden daha hızlı aşınır. Nehir yataklarının bir tarafı diğerinden daha derine iner (hangi taraf olduğu bulunduğumuz yarıküreye bağlıdır ve kuzey yarıkürede hareket eden bir parçacıklar sağa yönelir).
Kuzey yarıkürede rüzgâr, bir alçak basınç alanına yaklaştıkça saat yönüne ters yön alır. Güney yarıkürede ise rüzgâr, alçak basınç alanları etrafında saat yönünde döner.

Rüzgârın Gücü

Rüzgâr hızı, bir rüzgâr türbininin elektriğe çevirebileceği enerji miktarı açısından önemlidir. Rüzgârın enerji içeriği, ortalama rüzgâr hızının küpü oranında değişir. Yani rüzgâr hızı 2 katına çıkarsa, 8 kat enerji içerir.
Öyleyse, rüzgârın enerji içeriği rüzgâr hızının kübü oranında değişir. Günlük yaşamdan, bir otomobilin hızı 2 katına çıkarsa frenlemesi ve durdurulması için 4 kat enerji gerektiğini farkedebilirsiniz (Aslında bu Newton'un 2. hareket yasasıdır).
Rüzgâr türbini örneğinde, rüzgârın hızını 2 katına çıkarırsak her saniye pervaneden geçen dilim sayısını da 2 kat artar ve bu dilimlerin her biri otomobilin frenlemesi örneğinden anlaşıldığı gibi 4 kat enerji içerir.

Neden Rüzgâr Enerjisi

Rüzgâr enerjisi günümüzde, 21. yüzyılda ve onların ötesinde ençok gelecek vadeden teknolojilerden bir tanesidir. Burada rüzgâr enerjisi üzerinde en çok sorulan sorular hakkında bazı kısa cevaplar bulacaksınız:

Rüzgâr Enerjisi Temizdir

Rüzgâr türbinlerinden herhangi bir çevre kirliliği olmaz. Modern bir 600 kW gücündeki rüzgâr türbini ortalama bir yerde, bir yılda genellikle kömürle iletilen diğer elektrik santrallarının 1.200 ton karbondioksidinin yerine geçecektir.
20 yıllık bir işletme süresi içinde (ortalama bir yerde) bir rüzgâr türbini tarafından üretilen enerji imâlatı, bakımı, faaliyeti, demontajı ve parçalanması için gerekli olan enerjinin sekiz misli fazladır.
Başka bir deyişle, genellikle bir rüzgâr türbinini imâl etmek ve çalıştırmak için gerekli olan enerjiyi geri kazanmak için sadece iki yada üç ay yeterli olacaktır.

Rüzgâr Enerjisi Yoğundur

Rüzgârdaki enerji gerçekten de sürdürülebilir bir kaynaktır. Rüzgâr hiç bitmeyen bir şeydir.
Halihazırda, rüzgâr enerjisi Danimarka elektrik tüketiminin yüzde yedisini karşılamakta ve bu rakamın 2005 yılında yüzde 10 mertebesine yükselmesi beklenmektedir.
Avrupayı çevreleyen sığ denizlerin üzerindeki rüzgâr kaynakları, teori olarak Avrupa'nın kullandığı tüm elektriği birçok misli ile karşılar niteliktedir.

Rüzgâr Enerjisi Farklıdır

Rüzgâr türbinleri boyutlar ve üretim kapasiteleri açısından ço büyümüşlerdir.
1980'lerden kalma tipik bir Danimarka malı rüzgâr türbini, 26 kW gücünde bir jeneratöre ve 10,5 metrelik bir rotor çapına sahiptir. Modern bir rüzgâr türbini 43 metrelik bir rotor çapına ve 600 kW gücünde bir jeneratöre ulaşmaktadır. Yılda 1 ile 2 milyon kW/saat enerji üretmektedir. Bu da Avrupa'da 300 ile 500 konutun yıllık elektrik tüketimine eşit bulunmaktadır. Son nesil rüzgâr türbinlerinin 1.000 - 1.500 kW jeneratörü ve 50 - 60 metrelik rotor çapı bulunmaktadır. Galler'in Carno bölgesinde bulunan, Avrupa'nın geniş rüzgâr türbini parkı, 20.000 konutun ihtiyacına eşit bir enerji üretmektedir.
Avrupa'da 1997 itibariyle, 3.000 MW'dan fazla rüzgâr enerjisi, beş milyon kadar kişinin elektrik ihtiyacını karşılayacak şekilde devrede bulunmaktadır. (windpower.dk - Danish Wind Industry Association)

Rüzgâr enerjisi, rüzgarı oluşturan hava akımının sahip olduğu hareket (kinetik) enerjisidir. Bu enerjinin bir bölümü yararlı olan mekanik veya elektrik enerjisine dönüştürülebilir.
Rüzgârın gücünden yararlanılmaya başlanması çok eski dönemlere dayanır. Rüzgâr gücünden ilk yararlanma şekli olarak yelkenli gemiler ve yel değirmenleri gösterilebilir. Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme işleri için de rüzgâr gücünden yararlanılmıştır. Günümüzde daha çok elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır.
Fosil, nükleer ve diğer 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. Pervanelerin dönerken çıkardığı sesler günümüzde büyük ölçüde azaltılmıştır.

Dünyadaki durum

Rüzgâr gücü, dünyada kullanımı en çok artan yenilenebilir enerji kaynaklarından biri haline gelmiştir. Günümüzde dünyadaki kullanım oranının çok düşük olmasına karşılık, 2020 yılında dünya elektrik talebinin %12'sinin rüzgâr enerjisinden karşılanması için çalışmalar yapılmaktadır.
Günümüzde rüzgâr enerjisinden üretilen toplam güç 40.301 MW civarındadır. Bu güçten en fazla yararlanan ülke % 36,3'lük payıyla Almanya'dır. Almanya toplamda 14.612 MW güç üretmektedir ve Almanya'nın elektrik enerjisi ihtiyacının % 5,6'sını karşılamaktadır. Rüzgâr gücünden en çok yararlanan diğer ülkeler sırasıyla İspanya, ABD, Danimarka, Hindistan, Hollanda, İtalya, Japonya, Birleşik Krallık ve Çin'dir. Diğer tüm ülkeler toplamda 3.756 MW'lık güç üretimi ile % 9,3 paya sahiptirler.

Karşılaştırma

Üstünlükleri
• Atmosferi kirletici etkiye sahip gazların salınmaması,
• Temiz bir enerji kaynağı olması,
• Kaynağının tükenmemesi (güneş, dünya ve atmosfer olduğu sürece),
• Rüzgâr tesislerinin kurulumu ve işletilmesinin diğer tesislere göre daha kolay olması,
• Enerji üretim maliyetlerinin düşük olması,
• Güvenilirliğinin artması,
• Bölgesel olması ve dolayısıyla kişilerin kendi elektriğini üretebilmesi.

Sakıncaları
• Rüzgârın sürekliliği olmadığı için enerji üretim değerinin sabit olmaması,
• Rüzgâr türbinlerinin büyük alan kaplaması,
• Gürültü kirliliği oluşturması
• Fosil ve nükleer yakıtlardan elde edilen enerjiye oranla enerji üretiminin düşük olması,
• Yatırım maliyetlerinin yüksek olması,
• Kullanım ömrü dolan kompozit parçaların doğada geri dönüştürülmesinin mümkün olmaması.
• Diğer tip enerji üretim tesislerine göre daha fazla dinamik parça barındırması, dolayısıyla işletme risklerinin daha fazla olması

Rüzgâr türbinleri

Rüzgâr türbinleri, rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Bir rüzgar türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgârın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir. Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak gövdedeki jeneratöre aktarılır. Jeneratörden elde edilen elektrik enerjisi aküler vasıtasıyla depolanarak veya doğrudan alıcılara ulaştırılır.
Kullanımdaki rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çeşitlilik gösterse de, genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre “Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgar Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar.

__________________

türkiyede de rüzgar enerjisi kullanımı bir aralar gündeme gelmişti ama sonra neden rafa kaldırıldı anlamadım...
oysa özellikle sonbahar ve kız aylarında denizden gelen rüzgarlarla sahil kentlerinin enerji ihtiyaçları karşılanabilir gibi...