Dikey Eksenli Rüzgar Türbini Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

Rüzgar, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en popüler olan bir enerji kaynağıdır. Öyle ki artık günümüzde bu enerji kaynağıyla elektrik üreten rüzgar türbinlerini her yerde görmekteyiz. Peki sadece gördüğümüz bu uzun kanatlı ve yerden oldukça yüksek olan devasa türbinlerle mi rüzgardan elektrik üretiyoruz ? Tabi ki de hayır! Özellikle küçük oluşu ve düşük yükseklikte bile elektrik üretmesi sebebiyle dikey eksenli rüzgar türbini de tercih edilmeye başlandı. Bu yazımızda da sizlerle bu rüzgar türbinini inceleyeceğiz.

Rüzgar Türbini Nedir?

Rüzgar türbini, rüzgarın içerisindeki hareket enerjisini mekanik enerjiye dönüştürerek elektrik üreten makinelerdir. Rüzgar enerjisinden maksimum verimde, minimum maliyetle faydalanmak için çeşitli rüzgar türbini modelleri geliştirilmiştir. Rüzgar türbinleri yatay eksenli ve dikey eksenli rüzgar türbini olmak üzere ikiye ayrılır. Bu konuyla ilgili daha önce ayrıntılı bir yazı yazdığım için ayrıntıya daha fazla girmeyeceğim.

Rüzgar türbini ile ilgili ayrıntılı yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.

Dikey Eksenli Rüzgar Türbini Nedir?

Dikey eksenli rüzgar türbinleri (DERT), ana rotor şaftının rüzgarın geliş yönüne göre dikey olarak konumlandığı ve dişli kutusu ve elektrik motoru gibi diğer temel sistem elemanlarının da türbinin alt tarafında yer aldığı bir rüzgar türbini tipidir. Rüzgar geliş yönüne göre dik olarak dizayn edildiğinden dikey eksenli rüzgar türbini (DERT) olarak bilinir.

DERT’lerde dişli kutusu ve jeneratörün yere yakın olması bakım ve tamir açısından büyük kolaylık sağlamaktadır ve bundan dolayı da rüzgar türbin kulesine ihtiyaç yoktur. Ayrıca DERT’lerin rüzgara doğru yöneltilmesine de gerek yok çünkü dikey yapısı ile rüzgarı tüm yönlerden alarak elektrik üretimi sağlayabiliyor. Bu sebepten dolayı DERT’lerde rüzgar yönünü algılayıp türbini rüzgar yönüne doğru hareket ettiren sensor ve mekanizmalar bulunmuyor. Rotor çapı 5 m olan bir DERT ile 0,5 kW güç üretilir. Ayrıca bu türbinlerin kurulumunda yer montajı için çelik halatlara ihtiyaç duyulmaktadır.

Dikey Eksenli Rüzgar Türbini Çeşitleri

Dikey eksenli rüzgar türbini çeşitleri şu şekildedir:

• Savonious Rüzgar Türbinleri
• Darrieus Rüzgar Türbinleri
• H-Darrieus Rüzgar Türbinleri
• Helical Darrieus Rüzgar Türbinleri

Savonious Rüzgar Türbinleri

DERT çeşitlerinden biri olan Savonious rüzgar türbinleri ilk olarak 1925 yılında Finlandiya’lı mühendis Sigurd J. Savonius tarafından keşfedilmiştir. Savonious rüzgar türbini, iki yarım silindirin dikey olarak iki yatay disk arasına yerleştirilmesi ile oluşturulmuştur. Rüzgar silindirin iç kısmında pozitif ve dış kısmında da negatif bir moment oluşturarak dönme hareketini gerçekleşmesini sağlar. Burada pozitif moment negatif momentten büyük olduğunda dönme hareketi gerçekleşir.

Savonious Rüzgar Türbinleri Avantajları

• Diğer DERT çeşitlerine göre daha ucuzdur ve yapımı kolaydır.
• Savonious rüzgar türbinleri rüzgar yönünden bağımsız olarak çalışırlar.
• İlk hareket için harici bir etkiye ihtiyaç duymadan çalışabilirler.

Savonious Rüzgar Türbinleri Dezvantajları

• Aerodinamik performansları düşüktür.
• Aerodinamik performansının yetersizliğinden dolayı kullanıldıkları yerler, havalandırma, su pompalama gibi kısıtlı alanlar olmuştur.
• Savonius türbinleri birçok avantajına rağmen performanslarının düşüklüğü sebebiyle ticari olarak kullanımı yaygın değildir.

Darrieus Rüzgar Türbinleri

Fransız bir mühendis olan George J.M. Darrieus tarafından 1931 yılında icat edilen Darrieus rüzgar türbinlerinin kanatları geometrik bir aerodinamik forma sahip olduğu için performansı yüksektir. Darrieu türbinleri kanatlarındaki hafif eğim ile kanat üzerindeki çekme gerilimleri minimuma inmektedir. Darrieus türbinleri ilk hareket bir tahrik motoruna veya Savonius rüzgar türbinine ihtiyaç duymaktadır. Bu türbin ayrıca 2 veya 3 kanatlı olabilir ve yüksek hızlarda çalışabilir.

H-Darrieus Rüzgar Türbinleri

H-Darrieus rüzgar türbinleri, Darrieus rüzgar türbinlerinin geliştirilmiş bir versiyonudur ve en önemli dikey eksenli rüzgar türbinidir. Bu türbinler Darrieus türbinlerinden aerodinamik profilinin düz olmasıyla ve kanatlarda pitch kontrolünün bulunması ile ayrılmaktadır.

Helical Darrieus Rüzgar Türbini

Helical Darrieus rüzgar türbini, 60 derecelik açı ile helis şeklinde döndürülmüş 3 kanattan meydana gelmektedir. Bu rüzgar türbininin orjinal tasarımcısı Alman Ulrich Stampa’dır.

Kaynaklar

• Wikipedia
• EMO