Rüzgar Türbini Nedir

Rüzgar türbini, dünyanın klasik yel değirmenidir. Amaçları fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmaktır. Türbinin kanatlarını iten rüzgarın kinetik enerjisini kullanarak çalışır ve kinetik enerjiyi tüketici kullanımı için elektrik enerjisine dönüştüren bir motor döndürür. Bizim için yenilenebilir enerji sağlarlar. Rüzgar Türbinleri temiz ve yeşildir. Rüzgar türbinlerinin gelişimi, enerjimizi üretme yöntemimizi elden geçirme yolunda atılmış büyük bir adımdır.

İnsanlar yüzyıllardır rüzgar enerjisini kullanıyorlar. Yelkenli teknelerden yel değirmenlerine, rüzgar insanlık tarihi boyunca önemli bir enerji kaynağı olmuştur.

Son yıllarda, rüzgar enerjisi verimli, sürdürülebilir fosil yakıtlara göre bir alternatif olarak daha fazla popülerlik kazanmıştır. Rüzgar çiftlikleri dünya genelinde kıyı şeridini ve dağ tepelerini işgal etmeye başladı ve şimdiye kadar muhtemelen farklı tasarımlarını fark etmişinizdir.

Öyleyse neden rüzgar türbinlerinin daha az veya daha fazla değil de üç bıçağı var? Buradaki cevap, rüzgar gücünün arkasındaki mühendislikte ve enerji veriminin nasıl en üst düzeye çıkarılacağı konusunda yatıyor. En yüksek miktarda elektriği verimli bir şekilde üretmek için, dikkate alınması gereken çok şey var.

Rüzgar Türbinleri Nasıl Çalışır?

Rüzgar enerjisi üretiminin ardındaki prensipler bugün 19. Yüzyılda olduğu kadar basit. Rüzgar sadece hareket halindeki havadır ve hareketin olduğu yerde kinetik enerji vardır.

Rüzgar türbinleri, bu kinetik enerjiye bir engel oluşturmak, onu yavaşlatmak ve elektrik enerjisine dönüştürmek için tasarlanmıştır. Bu engel, en yüksek miktarda enerjiyi rüzgardan elde etmek için özel olarak tasarlanmış türbinlerin kanatları şeklindedir.

Bununla birlikte, türbin kanatlarının tasarımı ve kullanımı hassas bir bilimdir ve aerodinamik ve hava direnci gibi bir dizi faktöre dayanır.

Lütfen okuyunuz: Enerji Tasarrufu Nedir ve Nasıl Yapılır? Faydaları ve Amacı Nedir?

Rüzgar Enerjisi ve Arkasındaki Bilim Tarihi

Elektrik üreten rüzgar türbinleri, bazılarının düşündüğünden daha eskidir. Bu tür ilk türbin 1888’de Charles F. Brush tarafından icat edildi. Olağanüstü 144 ahşap bıçağı vardı ve 12 kilovat güç üretebiliyordu.

1930’ların ortasına kadar Amerika’daki birçok kırsal konut, tek elektrik kaynağı olarak rüzgar gücüne bağlıydı. Türbinler, ana elektrik hatları tarafından başka şekilde erişilemeyen uzaktaki yerlere hizmet vermek için ve uygun maliyetli bir yöntemdi.

ABD’deki enerji hatlarının genişlemesinden sonra, kırsal rüzgar türbinleri etkili bir şekilde azalmış ve rüzgar enerjisi geçmişte kalmıştı. Sadece son yıllarda, diğer enerji üretim biçimlerine göre ucuz bir alternatif olması rüzgar enerjisine duyulan ilginin canlanması neden oldu.

Türbin Kanatlarının Tasarımı: Hız, Aerodinamik ve Sesin Hızı

Rüzgar türbini için bıçak tasarlarken bir çok faktör rol oynamaktadır. Belki de en önemli faktör aerodinamiktir. Aerodinamik, katı bir cismin özelliklerini eder ve çevresindeki havanın onunla etkileşimini ifade girer. Bunu akılda tutarak, bir rüzgar türbininin kanatları bir uçağın kanatları gibi tasarlanmıştır.

Bıçağın arkası, önden daha fazla kavislidir, uçağın kanadı uçta aynı şekilde kıvrılır. Bu değişken şekil, hava bıçak boyunca hareket ettiğinde basınç farkına neden olur; bu, bıçakların hareket etmesine neden olur. Bıçağın havayı engellemesi nedeniyle hava, bıçağın arkasında olduğundan daha hızlı bir hızda hareket eder. Bıçakların dönüşünü harekete geçiren şey budur ve elektrik üretim süreci başlar.

Ancak, bıçakların rüzgarla hareket etmesi yeterli değildir. Mühendisler, en yüksek düzeyde verimliliği sağlamak için bıçakları tasarlarken hızı ve sürükleme kuvvetini göz önünde bulundurmalıdır. Örneğin, bıçakların engellemesiyle çok fazla sürükleme oluşturulursa, güç verimi çok daha düşük olacaktır. Yeterli sürükleme oluşturulmazsa, bıçaklar çok hızlı hareket ederek ses bariyerini aşmalarına neden olabilir.

Rüzgar türbinlerinin en büyük faydalarından biri, ne kadar sessiz çalıştıklarıdır. Ses engelini aşarlarsa, çevre sakinlerine yakılarında önerilen rüzgar çiftlikleri türbinlerin uygulanmasına karşı çıkma olasılığı daha yüksek hale getirebilir.

Rüzgar Türbini Mükemmel Bıçak Sayısı Seçimi

Genelde çoğu rüzgar türbinleri standart olarak üç kanatla çalışmaktadır. Üç kanatlı türbin tasarlama kararı aslında bir uzlaşma sonucu belirlenmiştir.

Düşük sürtünme nedeniyle, bir bıçak, enerji verimi söz konusu olduğunda en uygun sayı olacaktır. Bununla birlikte, bir bıçaklı sistem rüzgar türbinin dengesiz hale gelmesine neden olabilir ve bu türbinin dengeli çalışması için pratik bir seçenek değildir.

Benzer şekilde, iki bıçak üçten daha yüksek enerji verimi sunacak, ancak kendi sorunları ile beraber gelecektir. İki kanatlı rüzgar türbinleri, jiroskopik afet olarak bilinen bir fenomene daha eğilimlidir, bu da yalpalama ile sonuçlanır. Doğal olarak, bu yalpalama, bir bütün olarak türbin için daha fazla stabilite sorunları yaratacaktır. Bu, türbinin bileşen parçalarına da baskı yaparak zamanla aşınmasına ve giderek daha az verimli olmasına neden olur.

Üçten büyük olan herhangi bir sayıda kanat, daha fazla rüzgar direnci oluşturarak elektrik üretimini yavaşlatır ve böylece üç kanatlı türbinden daha az verimli olur.

Bu nedenlerden dolayı, üç kanatlı tasarlanmış türbinler, yüksek enerji verimi ile türbinin kendisinin daha fazla stabilitesi ve dayanıklılığı arasında ideal bir uzlaşmadır.

Kaynak: Ever Wondered Why Wind Turbines Have Only Three Blades? Here’s Why – The Scientific Reason Why Wind Turbines Have 3 Blades –