Rüzgar Enerjisinden Elde Edilen Gücü Hesaplamanın Yolu
İçindekiler
Rüzgar enerjisi güç hesabı, sektöre yatırım yapmayı düşünen pek çok kişinin giriştiği bir iştir. Birkaç matematiksel işlemle, ortalama değerler elde edilebilmektedir. Bu değerler üzerinden de iş planı kurulabilir. Geleceğin enerjisi olarak pek çok kaynak sıralansa da, rüzgar enerjisi daima en çok rağbet gösterilen kaynaklardan biri olmuştur. Sürekli var olan ve yenilenebilir bir enerji olduğu için, yatırımın çok uzun vadede kazandıracağı açıktır.
İlginizi Çekebilir: Rüzgar Enerjisinden Elektrik Üretimi
Enerji üretiminde çalışmak isteyen pek çok mühendis, yatırımcı, şirket ya da girişimci rüzgar enerjisi sektörüne yönelmektedir. Temiz bir enerji kaynağı olması, karbon emisyonu gibi konuları ortadan kaldırması, düşük maliyetli olması da sahip olduğu avantajlar arasındadır. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde, rüzgar enerjisi santrallerinin sayısı artmaktadır. Özellikle de gelişmekte olan ülkeler, bu konuya daha çok ilgi göstermektedir. Ülkemizde de sürdürülebilir enerji konusunda önemli bir farkındalık elde edilmiş, rüzgar enerjisine ciddi yatırımlar yapılmıştır. Bu alanda geliştirme çalışmaları yapan pek çok şirket de bulunmaktadır. Yürütülen projeler ile rüzgar enerjisinden daha fazla verim almanın yolları aranmaktadır.
Rüzgar Enerjisinden Ne Kadar Güç Elde Edilebilir?
Rüzgar enerjisi güç hesabı, iki adet sabit terim ile birkaç değişkenin çarpılması sonucu elde edilmektedir. Sabit terim ½ ve güç katsayısı olarak belirlenmiştir. Hesaplamada kullanılacak değişkenler ise hava yoğunluğu, rüzgar hızının küpü, güç katsayısı ve rüzgar türbini kanatlarının taradığı alan olarak belirlenmiştir. Özetlemek gerekirse gücü hesaplamak için ½, güç katsayısı, hava yoğunluğu, rüzgar hızını küpü ve kanatların taradığı alan birbirleri ile çarpılmalıdır. Terimleri tek tek incelemek gerekirse ½ sabit terim mutlaka formülde kullanılmalıdır.
Hava yoğunluğu, uluslararası standartlara göre deniz seviyesinde, +15 derece sıcaklıkta ve 1013,25 mb atmosfer basıncında 1,225 kg/m3 olarak belirlenmiştir. Tesisin bulunduğu alan bu şartları sağlamasa da formülde standart miktar kullanılmaktadır. Hava yoğunluğunun, bulunulan bölgeye göre hesaplanması, daha hassas bir sonucun elde edilmesini sağlayacaktır.
Rüzgar hızı, elde edilecek güce 3. dereceden kuvveti kadar etki gösterdiği için formülde de hızın küpü kullanılmaktadır. Türbinlerin kurulacağı alandaki rüzgar hızı ortalama olarak hesaplanıp, 3. Dereceden kuvveti alınarak formüldeki diğer bileşenler ile çarpılır. Güç katsayısı, kullanılacak türbinin verimlilik katsayısından elde edilmektedir. Yüzdelik olarak hesaplanan verimliliğin maksimum değeri yaklaşık olarak %59.26’dır. Bir rüzgar türbini, belirtilen değerden daha fazla verimlilikte çalışamamaktadır. Yapılan çalışmalarla bu verimlilik artırılmaya çalışılmaktadır.
Rüzgar Türbinleri ve Fiyatları
FİYATLARI GÖSTERSizin İçin Seçtiklerimiz
Formülde kullanmak için 0.5926 olarak yazılabilir. Rüzgar türbini kanatlarının taradığı alan metrekare cinsinden ifade edilmektedir. Kullanılan kanatlarda bu değerler de alıcıya iletilmektedir. Kanat üreticisi bu konuda herhangi bir bilgi vermemiş ise rotor yarıçapı kullanılarak küçük bir hesaplama yapılabilir. Alanı bulmak için pi sayısı ile yarıçapın 2. dereceden kuvveti çarpılmalıdır.
Özetleyecek olursak rüzgar enerjisi gücünün hesaplanması için formül aşağıdaki gibidir:
Formülde geçen terimlerin açıklamaları ise aşağıdaki gibidir:
Power: Rüzgar türbininin üreteceği gücü gösterir. Birimi Watt’tır.
Constant: Formüldeki sabit bir sayı olarak değeri 0.5’tir.
Air Density: Hava yoğunluğunu gösterir. Uluslararası Standart Atmosfer koşullarında (deniz seviyesinde, +15°C sıcaklıkta ve 1013,25 mb atmosfer basıncında) havanın yoğunluğu 1,225 kg/m^3 ‘tür.
Wind Speed: Rüzgar türbininin kurulacağı yerdeki ortalama rüzgar hızının küpünün değeridir.
Power Coefficient: Rüzgar türbin veriminin yüzdelik ifadesidir. Sabit bir değer olan “Cp” değerinin maksimumu yaklaşık olarak 0.5926’dir. Bu değer Betz limiti adı da verilir. Bu da rüzgar türbininin maksimum %59.26 verimlilikle çalışacağı anlamına gelir.
Swept Area: Rüzgar türbininin kanatlarının süpürdüğü alanı ifade eder ve brimi metrekaredir. Rüzgar türbinlerinin karakteristiklerinde verilebilir veya Rotor Diameter şeklinde ifade edilen rotor yarıçapından hesaplanabilmesi mümkündür.
Rüzgar türbininin kanatlarının süpürdüğü alan = rotor yarıçapı * rotor yarıçapı * pi formülü ile hesaplanabilir.
Rüzgar Enerjisinin Geleceği
Rüzgar enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok yatırım alan alanlardan birisidir. Dünya çapında hizmet veren şirketler dahi rüzgar enerjisi kullanmayı tercih etmektedir. Ülkeler, enerji ihtiyaçlarının ihmal edilemeyecek bir kısmını rüzgar enerjisinden elde etmektedir. Rüzgar enerjisi tek başına yeterli olan bir enerji olmasa da, diğer kaynaklarla birlikte kullanıldığında oldukça etkili olmaktadır. Ülkemizin yüksek rüzgar potansiyeli de rüzgar enerjisinin gelişmesi için uygun ortam sağlamaktadır. Yeni santrallerin açılması ile iş bulmada zorluk çeken pek çok mühendis için yeni iş alanları oluşmaktadır. Türbin ve kanatların geliştirilmesi, fazla enerjiyi depolamaya yönelik çalışmaların yapılması ile rüzgar enerjisinden elde edilen verim artırılmaktadır. Tüm bu faktörler incelendiğinde, rüzgar enerjisinin ilerleyen zamanlarda daha da etkili bir rol oynayacağı söylenebilir. Yatırım yapmak isteyenler, rüzgar enerjisi güç hesabı ile elde edecekleri enerji hakkında fikir sahibi olabilirler.
