Rüzgar Türbinin Tarihsel Gelişimi

Binlerce yıldır teknelerin yelkenini şişiren, mısır ve buğday öğütmekte kullanılan rüzgar enerjisi, artık ortak enerji üretimi için esmektedir. İnsanlık yel değirmenlerinden, modern rüzgar santrallerine doğru uzanan teknolojik bir süreç yaşamıştır. Fosil yakıtların ucuzluğu yedeniyle yeterli seviyede önemsenmeyen rüzgar enerjisi, 1970’li yıllardaki petrol krizleri nedeniyle tekrar hatırlanmıştır. 1980 sonrasındaki gelişmelerle, Avrupa ve ABD’de rüzgar santralleri ekonomi, çevre ve enerji açısından çağdaş mühendislik ürünleri haline gelmiştir.Rüzgar Türbinlerinin (RT’lerin) seri üretimine geçilmesi ile bu alandaki yatırımlar ve türbin üzerindeki gelişmeler gün geçtikçe artmış ve rüzgar santralleri kurulmuştur. Önceleri kara parçaları üzerinde kurulan rüzgar santralleri, artık denizlerin üzerine (Alarga – Offshore) kurulmaktadır.

 

1970’li yılların sonlarında, rüzgar enerjisi sağlayan küçük RT’ler, diğer alternatif enerjilerle karşılaştırıldığında, yatırım maliyetlerinin azlığı ve gelişen teknolojilerin etkisiyle, pek çok kişinin ilgisini çekmiştir. 1979–1985 yılları arasında uygun devlet kredileri ile 4500’den fazla 1 ile 25kW arasında değişen güçlerde rüzgar santralleri yapılmıştır. Aynı dönemde çeşitli özellikte 1000 adet uzaktan kontrollü sistem tesis edilmiştir.

 

Dünyada; rüzgar enerjisinden elektrik üreten ilk türbin, 1891’de modern aerodinamiğin önemli mühendisi olan Paul la Cour tarafından Danimarka’da inşa edilmiştir. Elektriğin birim fiyatı yüksek olduğundan, 1980–1981 yıllarında, endüstriyel ve teknolojik gelişmeler sonucu 55kW kapasiteli RT’ler yapılıp, üretimine başlanmıştır. Rüzgar endüstrisi daha çok yaygınlaşmış ve Risoe National Laboratuvarı yardımı ile Avrupa Rüzgar Atlasının gelişmesine paralel olarak elektrik birim fiyatlarında önemli ölçüde azalmalar meydana gelmiştir.

 

En küçük RT’ler 1982 yılında California piyasasına girdiğinde, Danimarka’da uzun süredir kullanılmaktaydı. California’da 1979–1985 yılları arasındaki devlet yardım programı etkisini göstermiş ve 1981 yılında 150 adet

olan küçük RT sayısı, 1985 yılı sonlarında 16000’e ulaşmıştır. California’daki bütün RT’lerin %75’ine ortak olan Danimarkalı üreticiler, 55kW’lık RT’ler için bir endüstri kurmuşlardır. Danimarkalı RT üreticileri, bugün bile dünya çapındaki piyasada en büyük üretici olma özelliğini elinde bulundurmaktadır. 1985 yılında 25m kanat çapında ve 250kW gücündeki RT prototipi California’da yapılmış ve kısa bir zaman içinde piyasaya sürülmüştür. Danimarka da ise piyasayı canlı tutmak amacıyla ev tipi RT’ler tekrar geliştirilerek piyasaya sürülmüştür. Bugün bile 0,1–10kW arasında bağımsız çalışan çeşitli güçlerde ev tipi RT’ler imal edilmektedir.

 

Küçük RT’lerin gelişmesine paralel olarak, 1976–1980 yılları arsında piyasanın talebi üzerine birkaç ülke büyük RT’ler için yatırım yapmıştır. Almanya ve dünyada, büyük RT’lerin geliştirilmesi için milyon marklar harcanmış, fakat teknik problemlerle karşılaşılıp olumsuz düşünceler ortaya çıkınca, destek azalmıştır. İkinci büyük RT üretimi maliyet ve performans bakımından başarılı olmasına rağmen tüketiciler tarafından ilgi görmemiştir. Böylece büyük RT’lerin geliştirilmesi mümkün olmamıştır.

 

1989 yılından itibaren Almanya’da RT teknolojisi hızla gelişmiştir. Rotor çapı 25m, çıkış gücü 150-250kW olan RT’ler imal edilmiş ve bunu rotor çapı 30-35m, çıkış gücü 300kW’dan büyük türbinler izlemiştir. Bu türbinler 2–3 yıl piyasaya egemen olmuştur. 1992 Ağustos ayında ilk Tacke-Windtechnik’in yaptığı 500kW’lık RT çalışmaya başlamıştır. Bunu ENERCON’un E40 ve diğer Avrupalı üreticilerin ürettiği türbinler takip etmiştir. 500kW’lık RT’nin gelişmesi için 37m kanat çapında rotor imalatına başlanmıştır. Bunu 46m çapında ve 600kW gücünde ve özellikle iç bölgelerde, düşük rüzgarlı alanlarda kullanılmak üzere dizayn edilmiş RT’ler izlemiştir. Tacke Windtechnik’in yaptığı 500kW’lık RT’den dört yıl sonra 1996 yılı sonlarına doğru ENERCON 66m çaplı 1,5 MW gücünde RT üretmeye başlamıştır. Bu ilerlemeyi; 66m çaplı ve 1,65 MW gücündeki türbinler izlemiştir. Artık günümüzde karadaki uygulamalar için 70m, 80m hatta 100m rotor çaplı ve 2 MW ve üzeri güçlerdeki bir RT görmek olağan dışı değildir.

 

Rüzgar enerjisi bakımından deniz alanları karalara göre daha büyük zenginlik gösterdiği için denizlerde de deniz üstü (Offshore - Alarga) rüzgar santralleri kurulmasına başlanmıştır. Birinci etapta kıyıdan uzaklığı 10km’yi ve derinliği 10m’yi geçmeyen alanlar hedeflenmiştir. İlk deniz üstü rüzgar çiftliği 5 MW güçle Danimarka’da Lolland adası yakınlarında kurulan Vindeby rüzgar çiftliğidir. Diğer ülkeler (İngiltere, İsveç) ile birlikte Avrupa’da şu anda 12MW’lı offshore santrali çalışır durumdadır. Ve Avrupa bu kurulu gücünü 180MW’açı karmayı planlamaktadır. 2030 yılında ise Avrupa da rüzgar enerjisi kurulu gücünün %25’ini Offshore RT’lerinin oluşturacağı beklenmektedir.

 

Daha yüksek enerji elde etme rüzgar enerjisinde genel amaçtır. Yüksek enerji üreten ve daha uzun ömürlü santral kurulması için Avrupa da uygun yer bulunamadığından Offshore Rüzgar santralleri kullanıma geçmiştir. Deniz üzerinde olduklarından dolayı, kurulum maliyeti karadakilere oranla çok daha fazladır. Bu durum büyük bir dezavantaj oluşturmasına rağmen 50 MW ve üzeri projelerde tercih edilmektedirler.

 

Offshore RT’lerin bakım ve işletme masrafları karadaki türbinlere göre daha pahalı ve zor olmaktadır. Ağır kış koşullarında bu türbinlerde rutin bakım ve ulaşım büyük sorun olmakta, bazen türbinlere günlerce erişilememektedir. En iyi hava koşullarında bile bakım ve işletme maliyetleri karadakilere göre daha pahalıdır.

ilkay Meşeli Hakkında