Bir rüzgar türbini genel olarak kule, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu), elektrik-elektronik elemanlar ve pervaneden oluşur. Rüzgarın 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.
Rüzgar türbinlerinin nasıl çalıştığını anlamak için iki önemli aerodinamik kuvvet iyi bilinmelidir Bunlar sürükleme ve kaldırma kuvvetleridir.
Sürükleme kuvveti, cisim üzerinde akış yönünde meydana gelen bir kuvvettir. Örneğin düz bir plaka üzerinde meydana gelebilecek maksimum sürükleme kuvveti hava akışının cisim üzerine 90o dik geldiği durumda iken; minimum sürükleme kuvveti ise hava akışı cismin yüzeyine paralelken meydana gelir.
Kaldırma kuvveti ise, akış yönüne dik olarak meydana gelen bir kuvvettir. Uçakların yerden havalanmasına da bu kuvvet sebep olduğu için kaldırma kuvveti olarak adlandırılmıştır.
Sürükleme kuvvetine en iyi örnek olarak paraşüt verilebilir. Bu kuvvet sayesinde paraşütün hızı kesilmektedir. Sürükleme kuvvetinin etkilerini minimuma indirebilmek için yapılmış özel cisimlere akış hatlı (streamlined) cisimler denir. Bu cisimlere örnek olarak elips, balıklar, zeplin verilebilir.
Düz bir plaka üzerine etkiyen kaldırma kuvveti, hava akışı plaka yüzeyine 0o açı ile geldiğinde görülür. Havanın akış yönüne göre meydana gelen küçük açılarda akış şiddetinin artmasıyla düşük basınçlı bölgeler meydana gelir. Bu bölgelere ``akış altı`` da denir. Dolayısıyla, hava akış hızı ile basınç arasında bir ilişki meydana gelmiş olur. Yani hava akışı hızlandıkça basınç düşer, hava akışı yavaşladıkça basınç artar. Bu olaya Bernoulli etkisi denir. Kaldırma kuvveti de cismin üzerinde emme veya çekme meydana getirir.
Siklendirme
Kullanımdaki rüzgar türbinleri boyut ve tip olarak çok çeşitlilik gösterse de genelde dönme eksenine göre sınıflandırılır. Rüzgar türbinleri dönme eksenine göre "Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri" (YERT) ve "Düşey Eksenli Rüzgar Türbinleri” (DERT) olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
Yatay eksenli
Bu tip türbinlerde dönme ekseni rüzgar yönüne paraleldir. Kanatları ise rüzgar yönüyle dik açı yaparlar. Ticari türbinler genellikle yatay eksenlidir. Rotor, rüzgarı en iyi alacak şekilde, döner bir tabla üzerine yerleştirilmiştir.Yatay eksenli türbinlerin çoğu, rüzgarı önden alacak şekilde tasarlanır. Rüzgarı arkadan alan türbinlerin yaygın bir kullanım yeri yoktur. Rüzgarı önden alan türbinlerin iyi tarafı, kulenin oluşturduğu rüzgar gölgelenmesinden etkilenmemesidir. Kötü tarafı ise, türbinin sürekli rüzgara bakması için dümen sisteminin yapılmasıdır.
Yatay eksenli türbinlere örnek olarak pervane tipi rüzgar türbinleri verilebilir. Bu tip türbinlerin kanatları tek parça olabileceği gibi iki ve daha fazla parçadan da oluşabilir. Günümüzde en çok kullanılan tip üç kanatlı olanlardır. Bu türbinler elektrik üretmek için kullanılır. Geçmişte çok kanatlı türbinler tahıl öğütmek, su pompalamak ve ağaç kesmek için kullanılmıştır.
Düşey eksenli
Türbin mili düşeydir ve rüzgarın geliş yönüne diktir. Savonius tipi, Darrieus tipi gibi çeşitleri vardır. Daha çok deney amaçlı üretilmiştir. Ticari kullanımı çok azdır.Bu türbinlerin üstünlükleri şöyle sıralanabilir:
- Jeneratör ve dişli kutusu yere yerleştirildiği için, türbini kule üzerine yerleştirmek gerekmez, böylece kule masrafı olmaz.
- Türbini rüzgar yönüne çevirmeye, dolayısıyla dümen sistemine ihtiyaç yoktur.
- Türbin mili hariç diğer parçaların bakım ve onarımı kolaydır.
- Elde edilen güç toprak seviyesinde çıktığından, nakledilmesi daha kolaydır.
Sakıncaları ise şöyledir:
- Yere yakın oldukları için alt noktalardaki rüzgar hızları düşüktür.
- Verimi düşüktür.
- Çalışmaya başlaması için bir motor tarafından ilk hareketin verilmesi gerekir, bu yüzden ilk hareket motoruna ihtiyacı vardır.
- Ayakta durabilmesi için tellerle yere sabitlenmesi gerekir, bu da pek pratik değildir.
- Türbin mili yataklarının değişmesi gerektiğinde, makinenin tamamının yere yatırılması gerekir.
Darrieus tipi
Darrieus tipi düşey eksenli rüzgar türbininde, düşey şekilde yerleştirilmiş iki tane kanat vardır. Kanatlar, yaklaşık olarak türbin mili uzun eksenli olan bir elips oluşturacak biçimde yerleştirilmiştir. Kanatların içbükey ve dışbükey yüzeyleri arasındaki çekme kuvveti farkı nedeniyle dönme hareketi oluşur. Yapısı gereği Darrieus tipi rüzgar türbinlerinde, devir başına iki kere en yüksek tork elde edilir. Rüzgarın tek yönden estiği düşünülürse; türbinin verdiği güç, sinüs şeklinde bir eğri oluşturur.Savonius tipi
Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin birleşimi şeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” şeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akışkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akışlar meydana gelir. Bu dönel akışlar Savonius türbininin performansını düşürür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgar ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar.Türkiye'deki enerji santralleri
Katı fosil yakıtların kimyasal enerjisinin kazanlarda buhar elde etmek için kullanıldığı ve Rankine su-buhar çevrimine uygun Buhar türbinleri kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürüldüğü elektrik santralleridir.Günümüzde elektirik büyük oranda bu yöntemle üretilmektedir.
- Afşin-Elbistan A Termik Santrali, 1355 MW
- Afşin-Elbistan B Termik Santrali, 1440 MW
- Çayırhan Termik Santrali, 640 MW
- Çatalağzı Termik Santrali, 300 MW
- Çolakoğlu Termik Santrali, 180MW
- Çatalağzı Eren Enerji Termik Santrali, 1360MW
Hidroelektrik Santraller
Yüksek seviyedeki su birikintisinin potansiyel enerjisinin su türbinlerini tahrik etmek için kullanıldığı santrallerdir.
- Atatürk Barajı Hidroelektrik santrali, 2405 MW
- Keban Barajı Hidroelektrik santrali, 1330 MW
- Karakaya Barajı Hidroelektrik santrali, 1800 MW
- Özlüce Barajı Hidroelektrik santrali, 200 MW
- Gökçekaya Barajı Hidroelektrik santrali, 278 MW
- Obruk Barajı Hidroelektrik santrali, 203 MW
Termik santraller(Sıvı/gaz yakıt, kojenerasyon, kombine çevrim)
Gaz türbinleri ve egzost kazanları kullanarak buhar türbinleri ile güç üretimi yapan termik santrallerdir.
- Bursa Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali, 1400 MW
- Ambarlı Termik Santrali, 1350 MW
- Enkapower Adapazarı-Gebze Kombine Çevrim Santralleri, 2250 MW
- Enkapower İzmir Kombine Çevrim Santrali, 750 MW
Termik santraller(Güneş enerjisi santralleri)
Güneşden gelen ışınların enerjisinin kullanıldığı santraller.
- Henüz Türkiyede bulunmamaktadır.
Termik santraller(Nükleer santraller)
Atom parçacıklarını ayıran veya birleştiren, fizyon veya füzyon enerjisinin kullanıldığı santraller.
- Akkuyu Nükleer Santrali (Proje aşamasında) 2500 MW (Tahmini)
Termik santraller(Jeotermal santraller)
Yeraltı sıcak katmanlarınını yüksek sıcaklık kaynağı, atmosferi düşük sıcaklık kaynağı olarak kullanmak suretiyle güç üretimi yapan santrallerdir.
- Denizli Jeotermal Santrali , 15 MW
Rüzgar enerjisi santralleri
Rüzgar türbinleri vasıtasıyla güç üretimi yapan santrallerdir.- Çanakkale Rüzgar Enerjisi Santrali
- Bozcaada Rüzgar Enerjisi Santrali , 30 MW
- Bandırma Rüzgar Enerjisi Santrali , 50 MW
- Çeşme Rüzgar Enerjisi Santrali
.jpg)
