RZGAR ENERJISI RZGAR NEDIR Rzgar dnya yzeyine yakn

RÜZGAR ENERJISI

RÜZGAR NEDIR? Rüzgar, dünya yüzeyine yakın ve atmosfer içerisinde olan havanın doğal hareketidir. Ø Rüzgar, alçak basınç ve yüksek basınç bölgesinde yer değiştiren hava akımıdır. Ø Rüzgar, sürekli olarak yüksek basınç alanından alçak basınç alanına doğru eser. Ø İki bölge arasında basınç farkı ne kadar büyük olursa, hava akım hızı, o kadar fazla olur. Ø

RÜZGAR ENERJISI NEDIR? Ø Ø Dünyamızın atmosferinde doğal yollarla oluşan rüzgarın sahip olduğu kinetik enerjinin, bir takım mekanik cihazlar ve düzenekler kullanılarak elektrik ya da mekanik enerjiye dönüştürülmesine rüzgar enerjisi denir. Rüzgar enerjisini kaynağı güneştir. Güneşin yer yüzeyini ve atmosferi farklı derecede ısıtmasından rüzgar oluşur. Dünya yüzeyine ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık %2 lik kısmı rüzgar enerjisine çevrilir

RÜZGAR TÜRLERI Yüzey rüzgarları Ø Yerel rüzgarlar Ø Deniz meltemi Ø Kara meltemi Ø Jeostrofik rüzgar Ø

Yüzey Rüzgarları Ø Ø Ø Yer yüzeyinden yaklaşık 100 m yükseklik içerisinde oluşur ve yer yüzeyinden çok etkilenir. Rüzgar enerjisinin asıl konusu yüzey rüzgarlarıdır. Rüzgar enerjisi, yüzey rüzgarlarından elde edilir.

Yerel Rüzgarlar Ø Ø Ø Bu rüzgarlar belirli bir alanda baskın rüzgarı belirlemede kullanılır. Yerel rüzgarlar büyük ölçekli rüzgarlara katkıda bulunurlar. Büyük ölçekli rüzgarlar zayıf olduğu zaman yerel rüzgarlar rüzgarın şeklini belirlerler.

Deniz Meltemi Ø Ø Ø Kara üzerindeki hava kütlesi güneş tarafından gündüz deniz üzerindeki hava kütlesinden daha çabuk ısıtılır. Hava kütlesi yukarıya doğru hareket etmeye başlar. Böylece kara üzerinde alçak basınç alanı oluşur. Bu alana denizdeki hava kütlesi hareket ederek deniz melteminin oluşmasına neden olur.

Kara Meltemi Ø Ø Akşam kara ve deniz sıcaklıklarının eşitlenmesi süreci olduğundan hava sakindir. Gece ise kara denizden daha soğuk olduğu için tersine hareket başlar. Yani hareket karadan denize doğru olur. Buna kara meltemi adı verilir. Bu rüzgarlar daha az şiddetlidirler. Çünkü geceleyin kara ve deniz sıcaklıkları birbirine daha yakındır.

Jeostrofik Rüzgar Ø Ø Ø sıcaklık farklılıkları dolayısıyla oluşan basınç farklılıklarından oluşur. Bu rüzgarların yerin yüzey yapısından etkilenmediği varsayılır. Bu rüzgarın olduğu yükseklik yaklaşık 1000 metredir.

Rüzgarı Doğuran Atmosfer İçindeki Kuvvetler Basınç gradyan kuvveti Ø Coriolis kuvveti Ø Merkezkaç kuvveti Ø Sürtünme kuvveti Ø

Basınç Gradyan Kuvveti Ø Ø Havayı yüksek basınçdan alçak basınca doğru hareket ettirecek şekilde etki eder. Havayı yüksek basınçdan alçak basınca doğru yönlendirir.

Coriolis Kuvveti Ø Ø Ø Rüzgarın kuzey yarım küre'de sağa, güney yarım küre'de sola sapmasına neden olan kuvvettir. Dünyanın dönmesinden kaynaklanan ve kuzey yarım kürede suyun yörüngesini sağa doğru kaydıran ikincil kuvvettir, güney yarım kürede ise hareketin sola doğru kaymasına neden olur. Coriolis kuvvetine yer, dönmesinin ikinci kuvveti de denir

Merkez Kaç Kuvveti Ø Ø Merkezden kurtulup dışarı kaçmaya çalışan cisimlerin dışa doğru uyguladığı kuvvete merkezkaç kuvveti denir. Merkezkaç kuvvetin ivmesi; a=v^2/r

Sürtünme Kuvveti Ø Ø Rüzgarın yeryüzüne sürtünmesi sonucu oluşur. Bu nedenle rüzgar hızını yavaşlatmaya çalışır Sürtünme kuvvetinin etkisi yer yakınında en yüksek değerdedir.

RÜZGAR ÖLÇÜMLERI Rüzgar hız ve yön olmak üzere iki değişkenle ölçülür. Ø Rüzgar yönü, rüzgar gülü ile hız ise anemometre ile ölçülür. Ø Anemometro, pervanenin dönüş hızı nedeniyle, rüzgar hızını gösteren basit bir ölçü aletidir. Ø Anemograflar , rüzgar hızlarını çizimsel olarak kaydeden aygıtlrdır. Ø

Rüzgar hızı ölçümleri genellikle, 10 dk ile 60 dk süre arlığında yapılır. Ø DMÖ’nün belirlediği standart ölçüm yüksekiği 10 m’dir. Ø Yükseklerdeki rüzgarlar, balonlar yardımı ile ölçülür ve balonun birim zamanda kat ettiği yol göz önüne alınarak trigonometrik hesaplamalar ile rüzgar hızı bulunur. Ø

Anemometreler Kupalı anemometreler Ø Lazer türü anemometreler Ø Sıcak telli anemometreler Ø

Kupalı Anemometre Ø Ø Ø Genellikle rüzgar hızı ölçümleri genellikle kupalı tip anemometre ile ölçülür. Bu tip dikey eksenli olup 3 adet kupası vardır. Kupanın dakikada dönme sayısı elektronik olarak kaydedilir.

Lazer Türü Anemometre Ø Hava moleküllerinin davranışlarına ve hızlarına bağlı olarak çalışırlar.

Sıcak Telli Anemometreler Ø Ø Rüzgar etkisi ile telin soğuması ilkesine göre çalışırlar. Kullanımı yaygın ve pratik değildir.

TÜRBIN TEKNOLOJISINDE FARKLI RÜZGAR HIZLARI Başlangıç rüzgar hızı Ø Aniden oluşan rüzgar hızı Ø Gerçek rüzgar hızı Ø Atlatılabilen rüzgar hızı Ø En yüksek tasarım rüzgar hızı Ø

RÜZGAR GÜCÜNÜN ÖZELLIKLERI Ø Ø Rüzgardan sağlanacak güç, rüzgar hızının küpü ve kullanılacak rüzgar türbininin rotor süpürme alanı ile doğru orantılıdır. Rüzgar hızının 2 kat artması durumunda , rüzgardan sağlanabilecek güç 8 kat artar. Rüzgardan sağlanacak enerji; rüzgarın gücüne ve esme saati sayısına göre değişir. Özgül rüzgar gücü, hava akımına dik olan birim yüzeye düşen güçtür.

RÜZGARIN IŞ YAPABILME YETENEĞI Ø Ø Ø Rüzgarın iş yapabilme yeteneğine etki eden iki ana faktör vardır. Bunlar, rüzgar hızı ve havanın özgül ağırlığıdır. Rüzgar enerjisinin hesaplanmasında havanın özgül ağırlığı standart meteorojik şartlar için 1. 225 kg/m 3 olarak alınır. Yerden yükseldikçe rüzgar hızı artar. 500 m yükseklikte en büyük değerine ulaşır. Daha sonra azalmaya başlar ve yaklaşık 1500 m yükseklikte sıfıra düşer.

Ø Ø Ø Hareket halinde olan her cismin kinetik enerjisi vardır. Kinetik enerji formülü; Rüzgar çarkına çarpan havanın debisi Q=A. V olduğundan, çarka çarpan havanın birim zamanda yapabileceği iş ;

RÜZGAR ENERJISININ ÖZELLIKLERI: Ø Ø Ø Atmosferde bol ve serbest olarak bulunur. Yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır. Enerjisi hızının küpü ile orantılıdır. Yoğunluğu düşüktür. Enerjisinin depolanması, başka bir enerjiye çevrilmesi ile mümkündür. Çevre kirliliği yaratmaz. Rüzgar enerjisi doğada bol miktarda bulunan bedava bir enerji kaynağıdır.

RÜZGAR ENERJISINDEN HANGI ALANLARDA YARARLANILIR Rüzgar gücünden ilk yararlanma şekli olarak yelkenli gemiler ve yel değirmenleri gösterilebilir. Ø Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme işleri için de rüzgar gücünden yararlanılmıştır. Ø Günümüzde daha çok elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır. Ø

RÜZGAR ENERJISININ KULLANIM ALANLARI: Ø Ø Ø Konutlar İşletmeler Park, bahçe ve cadde aydınlatmaları. Sinyalizasyon Sulama sistemleri. Karavan, tekne ve mobil istasyonlar.

RÜZGAR ENERJISININ ÜSTÜNLÜKLERI Ø Ø Ø Atmosferi kirletici etkiye sahip gazların salınmaması, Temiz bir enerji kaynağı olması, Kaynağının tükenmemesi (güneş, dünya ve atmosfer olduğu sürece), Rüzgar tesislerinin kurulumu ve işletilmesinin diğer tesislere göre daha kolay olması, Enerji üretim maliyetlerinin düşük olması, Güvenilirliğinin artması,

RÜZGAR ENERJISININ ÜSTÜNLÜKLERI Karmaşık bir yapıya sahip olmadıkları için bakım ve onarım masrafları da yok denecek kadar azdır. Ø Bölgesel olması ve dolayısıyla kişilerin kendi elektriğini üretebilmesi. Ø Dışa bağımlı olmaması, Ø Kararlı, güvenilir ve sürekli kaynak olması, Ø Gelişen teknoloji ile birlikte üretilen enerjinin birim maliyeti düşmektedir. Ø

Ulusal kaynaklar için devletler arası anlaşmazlıkları önler Ø Kırsalda elektrik ağını geliştirir Ø İstihdam ve bölgesel kalkınma sağlar Ø Fosil yakıtların fiyat değişkenliğinden kaynaklanan karmaşıklığı önler Ø Modülerdir ve çabuk kurulur Ø

RÜZGAR ENERJISININ OLUMSUZLUKLARI Ø Ø Ø Türbinler için geniş alanlar gerekidir. Türbinler görsel ve estetik olarak olumsuzdur. Gürültülü çalışırlar ve kuş ölümüne neden olabilirler. Gürültülü çalıştıkları için yerleşim merkezlerine uzakta kurulmaları gerekmektedir. Bölgesel olarak değişmekle birlikte verim genellikle (%30) düşüktür. Türbinlerin devrilme ve parçalanmasına ilişkin güvenlik sorunu oluşabilir.