Bir rüzgar türbini tasarımı ve geliştirilmesi

ÖZET

Yenilenebilir enerji kaynakların içerisinde yüksek bir potansiyele sahip olan rüzgar enerjisi, hızla büyüyen enerji ihtiyacını karşılayabilecek bir kapasiteye sahiptir. Bu potansiyelin değerlendirilmesi, sınırlı olan yenilenemeyen enerji kaynaklarına bağımlılığın azalmasını ve aynı zamanda ekolojik denge açısından da olumlu sonuçlar getirecektir. Ülkemiz rüzgar enerjisi potansiyeli olarak zengin ve teknolojik olarak yeterli bir seviyededir. Rüzgarın enerjisinden yararlanabilmek için rüzgar türbinleri kullanılmaktadır. Bu makalede, bir rüzgar türbini hesaplamaları, modellenmesi ve imalatı gerçekleştirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Rüzgar Türbini, Rüzgar Türbini Hesaplamaları, Tasarım, İmalat

1. GİRİŞ (INTRODUCTION) 

 Dünya ekonomisinde söz sahibi ülkeler yenilenebilir enerji kaynaklarına önemli yatırımlar yapmakta ve 

kullanımını arttırmak için büyük çaba sarf etmektedirler. Yaşantımızın vazgeçilmezi haline gelen 

enerji, üretilmesi, taşınması ve tüketimi esnasında çevre kirliliğine yol açmaktadır. Yenilenebilir enerji 

kaynaklarının çevreyi kirletmemesi ve ömrünün uzun olması enerji ihtiyacının karşılanması açısında büyük 

bir avantajdır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından en avantajlı olanlarından biri de rüzgar enerjisidir. 

Rüzgâr; güneş enerjisinin yeryüzüne ulaşması sonucunda ortaya çıkan bir doğa kuvvetidir. Güneş 

enerjisinden dolayı yeryüzünde oluşan sıcaklık farkı, basınç değişimlerini meydana getirmektedir. izmir torna Bu değişimler sonucu da rüzgâr meydana gelir [1-8]. Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli Atlasına (REPA) göre 

Türkiye’deki teorik rüzgâr enerjisi potansiyeli 48.000 MW civarındadır. Mevcut elektrik şebeke alt yapısı 

dikkate alındığında ise elektrik şebekesine bağlanabilir rüzgar enerjisi potansiyeli 10.000 MW düzeyinde 

hesaplanmıştır. 2020 yılına kadar Türkiye’de rüzgâr kurulu gücünde 20.000 MW seviyelerine ulaşılması 

öngörülmektedir [9].  Türkiye’de 2005 yılında 20,1 MW olan rüzgâr kurulu gücü 2012 itibariyle 2041,35 MW’a yükselmiş durumdadır. Şekil 1’ de Türkiye de rüzgar enerjisinden sağlanan elektrik üretiminin yıllara göre gelişimi görülmektedir [10].Şekil 1’ den de görüldüğü gibi ülkemizde rüzgâr enerjisine yönelim hızla artmaktadır. Rüzgar enerjisine artan bu eğilim, özellikle enerji üzerine çalışma yapan arge firmaları ve araştırmacıların ilgi alanı haline gelmiştir. Yapılan araştırmalarda, genellikle rüzgarın ülkedeki enerjiye dönüştürülebilme potansiyelleri, sağlayabileceği faydalar, maliyet analizi ve en önemlisi de rüzgar türbini veriminin kanatçık tasarımı ve malzeme tekniğiyle arttırılması üzerinedir. Karadağ [11], yaptığı çalışmada, enerji çevre ilişkisine kapsamlı bir şekilde yer vermiştir. Rüzgar enerjisinin ülkemiz için uygun bir kaynak olduğunu saptamıştır. Şen [12], rüzgar enerjisinin temel kriterlerinden yola çıkarak Gökçeada’nın elektrik enerjisi ihtiyacının rüzgar enerjisi ile karşılanması konusunda genel prensipleri araştırmış ve De Wind firmasının ürettiği türbinler arasında bir karşılaştırma yapmıştır. Gökçeada’nın elektrik enerjisi ihtiyacı ve bu ihtiyacı 

karşılamak için türbin sayısı, bunların ürettikleri enerji miktarlarını hesaplanmıştır. Tasarımı yapılan santralin 

maliyet analizi ve geri ödeme süresini hesaplamıştır. Önder [13], aerodinamik esaslar ve kanat elemanı 

tasarım esasları ışığında istenilen bölge ya da rüzgâr koşullarına bağlı olarak yatay eksenli rüzgâr türbinleri 

için pratik ve görsellik taşıyan bir kanat tasarımı programı geliştirilmesini amaçlamıştır. Çalışmada, 

rüzgar hızı sabit tutulmuştur. Kanat elemanı tasarımı hesaplamalarında momentum teorisi ve kanat elemanı 

teorisini kullanmış ve bu teorilerin birlikte kullanılması gerektiğini vurgulamıştır. Bu makalede, rüzgar enerjisinden yararlanmak amacıyla rüzgar türbini hesaplamaları, modellenmesi ve üretimi üzerinde durulmuştur. İlk olarak rüzgar türbini hesaplamaları gerçekleştirilmiş, hesaplamalar doğrultusunda bilgisayar ortamında katı modellenmesi ve imalat resimleri oluşturulmuştur. Daha sonra modellenmesi yapılan rüzgar türbini imalatına geçilmiştir. İmalatı tamamlanan rüzgar türbini gerekli alt yapı işlemleri gerçekleştirildikten sonra 6 metre çelik boru üzerine montaj edilmiştir.