Rüzgar Türbini ve Rüzgardan Elektrik Üretimi
Rüzgar enerjisi bilindiği üzere, özellikle ülkemiz için en önemli yenilenebilir enerji kaynaklarından birisidir. Rüzgar türbin teknolojisindeki gelişmeler, elektrik enerjisi üretimi amaçlı rüzgar türbinlerinin kurulu güçlerinin yükselmesine, dolayısıyla birim enerji maliyetinin düşmesine sebep olmaktadır. Bunun sonucu olarak, rüzgar türbinlerinin elektrik enerjisi üretimindeki payı gün geçtikçe artmaktadır.
Türkiye de son yıllarda rüzgar enerjisi üzerine yapılan çalışmalarda [5-14] Türkiye’nin elektrik üretimi için uygun bölgelerin rüzgar potansiyelleri belirlenmiştir. Bu çalışmalarda Trakya, Gökçeada, Bozcaada, Kütahya, İzmir, Gaziantep, Akhisar, Elazığ, Batı Anadolu Sahilleri için rüzgar potansiyelleri belirlenmiştir. [15]’de Ege üniversitesi güneş enerjisi enstitüsünde 1.5 kW gücünde bir rüzgar türbin kurulum çalışması gerçekleştirilmiştir. [16-17] ‘de ise rüzgar-güneş hibrid sistemleri kullanılarak elektrik üretim olanakları araştırılmaktadır.
2. KURULU RÜZGAR ENERJİSİ ÇEVRİM SİSTEMİ (CONSTRUCTED WIND ENERGY CONVERSION SYTEM)
Araştırma projesi kapsamında Celal Bayar Üniversitesi (CBÜ) Kırkağaç MYO Yerleşkesi'ne kurulan sistem, 1 adet 3kW gücünde türbin, 1 adet kontrol ünitesi, 24 adet 2V, 200Ah sabit sistem aküsü, 1 adet 48V/220V, 50Hz, 3kVA tam sinüs inverter’den oluşmuştur. Şekil 2'de sistem görülmektedir.
2.1. Türbin ve Direk (Turbine and Tower)
Sistemde 1 adet 3 kW gücünde türbin kullanılmıştır. Türbin, rüzgar hızının yükselmesi durumunda pervane dönme eksenini düşey eksene doğru kaydırmakta ve kuyruk açısını değiştirmektedir. Bu sayede yüksek rüzgar hızlarında türbin hızının tehlikeli şekilde artmasına engel olmaktadır. Ayrıca direk tepe kuvvetinin de aşırı artmasını önlemektedir. Türbin 12m kafes direk üzerine 3m boru direk ilaveli toplam 15m'lik temelden mafsallı, direk üzerine monte edilmiştir.
Direk 1.5m'lik temel derinliğine sahip olup 4 noktadan çelik halat ile gerdirilerek sallanma ve devrilmeye karşı önlem alınmıştır. Sistemin teknik özellikleri Tablo 2’de verilmiştir.
2.2. Kontrol Ünitesi (Control Unit)
Rüzgar sisteminden alınabilecek enerji miktarı, mevcut rüzgar potansiyelinin yanı sıra türbin denetleyicisinin performansına da bağlıdır. Sistem optimum çalışma noktasında tutulmaya çalışılır. Aküler tamamen dolduğunda uç gerimi yükseleceği için şarj kesilir. Bu durumda türbinin boşta aşırı hızlara çıkmaması için bir yardımcı yük direncine bağlanır. Sistem akü gerilimi belirlenen bir değerin altına düşmesine kadar bu konumda kalır. Ayrıca benzer bir işlem manuel olarak da yapılarak türbinlerin kilitlenmesi sağlanabilir. Akülerin ömrünü uzatacak şekilde uç gerilimini hassas olarak ölçerek mevcut şartlardaki en uygun şarj akımını ayarlamaktadır. Belirli aralıklarla ve sürelerde yükseltici şarj ve likid aküler için gerekli olan eşitleyici şarj koşullarına otomatik olarak geçmektedir. Şarj denetleyici yardımıyla akülerin uç gerilimi, mevcut kapasite, anlık şarj akımı değerleri ölçülebilmektedir. Şekil 3’de sistemin kontrol ünitesi görülmektedir.
