Rüzgar Türbini Çeşitleri ve Tüm Teknik Özellikleri

Enerji ihtiyacını karşılamada kullanılan farklı sistemler vardır. Rüzgar türbini de dünyada pek çok yerde ve ülkemizde kullanılan yöntemlerden biridir. Peki bu kadar etkili olan rüzgar türbini nedir ve çalışma prensibi ne gibi işlemlerle ilerler? Rüzgar türbininde, rüzgardan elde edilen kinetik enerjinin sırasıyla mekanik ve elektrik enerjisine dönüştürülmesi işlemi olduğu bilinir. Sıralama bu kadar basit olsa da bu işlemi sağlamak için çeşitli düzenekler ve doğru bir konum tercih etmek de önemlidir. 

Rüzgar Türbini Nedir?

Rüzgar türbinleri çeşitleriyle farklı kullanım alanlarına hitap edebilir. Ancak temelde her birinin sahip olduğu yapı elemanları da benzerlik gösterir. Bu anlamda da bir rüzgar türbinini oluşturan unsurları şöyle açıklayabiliriz;

1-) Kule: Motor ve pervanelerin yerden yüksekte daha iyi çalışmalarını sağlar. Tüp şeklini andırırlar. Çelik malzemeden kafes yapısındadırlar. Halat destekli olanlar genelde küçük türbinler için tercih edilir. Tüp şeklinde olanlar da düşük maliyetiyle en fazla tercih edilenler arasında bulunur.

2-) Pervane Kanatları: Genelde 2-3 pervane kanadı türbinlerde bulunur. Rüzgar, bu kanatların dönmesini sağlar. En genel kullanılan 600 kW’lık bir türbindeki pervane kanadı 20 metreyi bulabilir.

3-) Fren Sistemi: Türbinlerin güvenli çalışması için gerekir. Mekanik ve Pitch-Stall kontrollü fren sistemleri bulunur. Pervanelerin dönüş hızındaki limit artışında bu sistemlere göre güvenlik önlemleri devreye girer.

4-) Jeneratör Sistemi: Türbinlerdeki jeneratörler indüksiyon değeriyle mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürülmektedir.

5-) Rüzgar Ölçer: Rüzgarın hızını tespit eder ve bunu kontrol ünitesine iletir.

6-) Yüksek Hız Mili: Bir diğer adıyla şaft. Türbindeki jeneratörü sürer.

7-) Düşük Hız Mili: Daha güvenli bir işlem için dakikada 30-60 dönüşü sağlayacak düşük hız yapılmasını sağlar.

8-) Sapma Sürücüsü: Rüzgara karşı dönüş sağlayan türbinlerin rüzgarın geliş yönüne göre eğilim kazanması için bulunur.

9-) Sapma Motoru: Sistemde bulunan sapma sürücünün güç kaynağıdır.

10-) Makine Bölümü: Türbindeki kulenin tepesinde yer alır. İçerisinde vites kutusu, hız milleri, kontrol ünitesi, jeneratör ve fren yer alır.

11-) Vites Kutusu: Düşük hız mili yükseğe çıkarmak için daha doğrusu elektrik üretimi için gereken hıza çıkarmada kullanılır.

12-) Rotor: Pervane kanadı ve gövde arasındaki yerdir.

13-) Yelkovan: Rüzgar yönünü tespit eder ve bunu sapma sürücüsüne iletir. Türbindeki dönüşün doğru yönde olmasını sağlar.

14-) Kontrol Ünitesi: Rüzgar hızındaki değişiklik ve buna göre türbinlerin devreye girme-çıkma durumuna göre sistemi durdurma-çalıştırma özelliği vardır. 

Rüzgar Türbini Çeşitleri ve Özellikleri Nelerdir?

Rüzgar türbinleri çeşitleri; dönme eksenlerine göre, dönme devirlerine, dönme eksenlerine, dönme güçlerine, kanat sayılarına, kurulum konumu, ruzgar özelliği, dişli özelliğine göre sıralanabilir. 

Kurulum Konumlarına Göre Rüzgar Türbinleri

Türbinin kurulum alanına göre çeşitlerdir. Kara üstü rüzgar türbini ve deniz üstü rüzgar türbini olarak modelleri vardır. 

Dönme Eksenine Göre Rüzgar Türbinleri

Burada da üç farklı grupta incelenirler.

1-) Yatay Eksen Rüzgar Türbinleri
Dönme ekseni rüzgarın geliş yönüne paralellik gösterir. Kanatlar da dik konumda olur.

2-) Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri
Bazı lokal kullanım ya ad deneylerde tercih edilir. Kanatlar, dikey rotorun üstüne takılıdır. Çok fazla verim sağlamazlar. Darrieus ve Savonius rüzgar türbini çeşitleri vardır.

3-) Eğik Eksenli Rüzgar Türbinleri
Dönme ekseni rüzgarın yönünde açı yapar. Kanatlar ile dönme eksenleri arasında açı vardır.

Güçlerine Göre Rüzgar Türbinleri

1-) Küçük güçlü rüzgar türbinleri (30 kW’a kadar üretim gücü vardır)

2-) Orta güçlü rüzgar türbinleri (30-100 kW arasında üretim gücü bulunur)

3-) Büyük güçlü rüzgar türbinleri (100-1000 kW arasında üretim gücü vardır)

4-) Çok büyük güçlü rüzgar türbinleri (1 mw ve üstünde üretim gücü vardır)

Kanat Sayılarına Göre Rüzgar Türbinleri

Tek kanatlı, üç kanatlı ve çok kanatlı rüzgar türbinleri vardır. Tek kanatlı olanlar dönüş hızını düşürmek için kullanılır. Üç kanatlı rüzgar türbinleri ise en fazla tercih edilen modeldir. Sabit atalet momenti vardır.

Çok kanatlı rüzgar türbinleri düşük hızda çalışırlar. Türbinlerde gelişmemiş model olarak bilinir. Su pompalamak için gereken momentin karşılanması için üretilmişlerdir.

Rüzgar Geliş Yönüne Göre Rüzgar Türbinleri

Burada da rüzgarı önden alan ve arkadan alan modeli vardır. Rüzgarı önden alan rüzgar türbinleri, rotorun yüzü rüzgara doğru yönlendirilmiştir. Rüzgarı arkadan alan rüzgar türbinleri ise rotorların kule arkasında olduğu modellerdir. 

Dişli Özelliklerine Göre Rüzgar Türbinleri

1-) Dişli kutusu kullanılanlar modellerde jeneratörler az kutupludur ve devir yüksektir. 1/50 ya da 1/70 gibi oranlarda dişli kutusu olabilir.

2-) Dişli kutusu kullanılmayan modelinde ise jeneratörler çok kutuplu olup devir düşüktür. Bu yüzden de dişli kutusu kullanılmaz.