Rüzgâr Türbini Nasıl Yapılır?

Bilmekte Fayda Var!

Rüzgâr Nasıl Oluşur?

Rüzgârların taşıdığı enerjinin kaynağı Güneş’tir. Güneş atmosferin farklı bölgelerini farklı oranlarda ısıtır. Bu sıcaklık farkları atmosferin farklı bölgelerindeki yoğunluk ve basınç değerlerinin de farklı olmasına yol açar. Havanın basınç farkı olan bölgeler arasında hareket etmesiyle rüzgârlar ortaya çıkar. Dünya’ya ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık %2’si rüzgâr enerjisine dönüşür.

Rüzgâr Enerjisi Nerelerde Kullanılır?

İnsanlar medeniyetin başlangıcından bu yana rüzgârı bir enerji kaynağı olarak değerlendirmişti. Örneğin toprağı sulamak, su pompalamak ve tahılları değirmende öğütmek için rüzgâr değirmenleri tasarlamışlardı.

Rüzgâr Türbini Nedir?

Rüzgâr türbinleri, hareket hâlindeki havanın kinetik enerjisini önce mekanik enerjiye, ardından elektrik enerjisine dönüştüren makinelerdir. İlk rüzgâr türbinleri 1900’lü yıllarda Almanya’da üretilmişti.

Rüzgâr türbinleri şu bileşenlerden oluşur:

• Rotor kanatları: Rüzgâr enerjisini yakalayarak şaftın dönmesini sağlar.
• Şaft: Dönme hareketini dinamoya aktarır.
• Nasel: Rotor göbeği ile dinamo arasındaki şaftın hızını artırır.
• Dinamo: Elektromanyetizma kullanarak mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür.
• Elektrik kontrol ünitesi: Sistemi izler, arıza durumunda türbini kapatır ve sapmayı kontrol eder.
• Sapma kontrolörü: Rüzgâr yönüne göre rotoru hareket ettirir.
• Frenler: Aşırı güç yüklenmesi veya sistem arızası durumunda şaftın dönüşünü durdurur.
• Kule: Rotor ve naseli destekler ve kurulumun tümünü, kanatlar ile zemin arasında güvenli bir mesafe oluşabilmesi için daha yükseğe kaldırır.
• Elektrikli ekipman: Elektriği dinamodan kuleye aktarır ve türbindeki birçok güvenlik unsurunu kontrol eder.

Rüzgâr Türbini Nasıl Çalışır?

Rüzgâr türbininin dinamosundan elde edilen elektrik enerjisi akülerde depolanır veya doğrudan alıcılara ulaştırılır. Rüzgâr türbinleri boyut ve tip olarak çeşitlilik gösterir. Genel olarak dönme eksenine göre sınıflandırılırlar. Rüzgâr türbinleri dönme eksenine göre “Yatay Eksenli Rüzgâr Türbinleri” ve “Düşey Eksenli Rüzgâr Türbinleri” olmak üzere iki kategoriye ayrılır.

Bir rüzgâr enerjisi santrali kurulacağı zaman ilk olarak rüzgâr enerjisinin üretilmesi için en verimli alan belirlenir. Belirlenecek bu alan, çok rüzgâr alan bir bölge olmalıdır. Santralin kurulacağı bölge tespit edildikten sonra bu bölgeden ne kadar elektrik enerjisi elde edilebileceği hesaplanır ve buna bağlı olarak bölgeye yerleştirilecek rüzgâr türbinlerinin sayısı belirlenir.

Ülkemizin farklı bölgelerinde rüzgârdan elektrik enerjisi üretilmesini sağlayan çok sayıda rüzgâr türbini bulunuyor. Ülkemiz yıllık toplam 11.969 megawatt rüzgâr gücü kapasitesiyle Avrupa ülkeleri arasında altıncı sırada yer alıyor ve elektrik enerjisi ihtiyacının %11'ini rüzgâr enerjisinden karşılıyor.

Tasarla ve Yap köşesinin bu projesinde, evde bulabileceğimiz malzemeler ile kendi rüzgâr türbinimizi yapıyoruz.”

Nelere İhtiyacımız Var?

• 1 adet 1,5 cm x 10 cm x 20 cm boyutlarında tahta
• 1 adet 2 cm çapında ve 40 cm uzunluğunda tahta
• 4 adet 1,5 cm x 1,5 cm x 5 cm boyutlarında tahta (Uçları 45 derece açı ile kesilmiş olmalı.)
• 1 adet 1,5 cm x 1,5 cm x 13 cm boyutlarında tahta
• 3 adet kalın çöp şiş
• 3 adet 5 cm x 25 cm boyutlarında maket karton
• 1 adet LED ampul bağlantılı dinamo
• 1 adet mini plastik pervane
• 1 adet 3 cm çapında karton (Merkezinde delik olmalı.)
• 1 adet plastik kapak
• 1 adet plastik kablo bağı
• 2 adet 2,5 cm uzunluğunda vida
• Tornavida
• Kurşun kalem
• Makas
• Çift taraflı bant
• Silikon tabancası ve silikon
• Mini matkap
• Cetvel
• Maket bıçağı

Uyarı:

Kesici ve delici aletleri kullanırken dikkatli olalım. Silikon tabancasının elimizi yakmamasına dikkat edelim.

Ne Yapıyoruz?

Ne Oldu?

Düzeneğimizde türbin kanatlarının dönmesi ile LED ampulün çevresine ışık verdiğini gözlemleriz.

Aerodinamik yapıları nedeniyle rüzgâra maruz kalan türbin kanatları dönmeye başlar. Dönme hareketi dinamoya aktarılır. Elektromanyetizma etkisi ile mekanik enerji elektrik enerjisine dönüşür.

Kaynaklar:

• Komisyon, 8 Sınıf Fen Bilimleri Ders Kitabı, Millî Eğitim Bakanlığı Yayınevi, Ankara, 2015.
• https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-ruzgar
• http://netzeroguide.com/homemade-wind-turbine/

Yazar Hakkında:

Namdar Gürsönmez

İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

Uzman Fen Bilimleri Öğretmeni