Ruzgar enerjisinden faydalanmak icin bir ruzgar santrali yapmak yada satin almak istiyorsunuz.. Hani kucuk capli seylerden..Her seyden once yasadiginiz ortamdaki enerji verimliligini artirmak en ucuz olan yoldur.. Oncelikli olarak isi,isik isinma ve sogutma verimliligi konularini okuyup bunlari cevrenize uygulamaniz en cabuk, kolay veucuz yoldur.. En azindan ureteceginiz yeteri kadar enerji miktarini bu sayede azaltarak en basta projenizden tasarruf yapmis olursunuz..
Ruzgar enerjisi konusunda yazilan onca seyi bir kenara birakip formuller uzerinden gitsek fena olmayacak artik.. Hevesli arkadaslarimizin alternatif enerji konusunda yola cikarken neleri goz onune almalari gerektigini ifade etmeye calisacagiz..
Güç rüzgar (Watt) = 1 / 2 * rho * A * V ^ 3
Bu belki de rüzgar gücü için en önemli formül. Bu ne kadar enerji ureteceginiz degil anca rüzgar icindeki enerjinin ne olduğunu anlatır.. Formuldeki unsurlara bakarsak
rho = 1,23 (bu hava yoğunluğu, 1m3 havanin deniz seviyesindeki agirligi )
A = ruzgar santralindeki pervanenin yuzey (swept) alanı. Pervane capi 3 metre ise yuzey alani 7 metrekare den biraz fazladir . Alan formülunden akılda kalmasi gereken pervane capi iki katına buyutulurse yuzey alani 4 katina cikar.. Bir rüzgar türbininden elde edilecek GUC pervanenin çapınin karesine oranlidir.
V = hız (rüzgar hızı, saniye/metre,). Ruzgar gucu hizin kupudur... Eğer ruzgar hizi iki katina cikarsa urzgar enerjisi 8 kat artar.. Bunu çok dikkatli düşünmek gerekir. Eger ruzgar tribunu b 15 km/saat rüzgar hizi icin tsarlanmis ise, o zaman 30 km/saat rüzgar hizinda 8 kat fazla bir guc e dayanmasi gerekir.. 60 km/saat rüzgarda 64 kat fazla enerji ve 80 km/saat ruzgarda ise 512 kat fazla enerji vardir... Rüzgar turbine guvenli calisma araligi iyi belirlenmeli ve aktif ve pasif koruma sistemleri olmalidir. Yaw control, pitch control, electromagnetic fren, mekanik fren vs..
O halde formül üzerinde bakıp olarak düşünelim küçük (5feet) 1.524mt capli (10mil)15km / saat rüzgar rüzgar santrali
Capı = 5 feet = 1,524 m
Swept alanı = pi x r ^ 2 = 1,8241 metre kare
Rüzgar hızı = 10mph = 4,4704 metre / saniye
Güç rüzgar = 1 / 2 * 1,23 * 1,8241 * 4,4704 ^ 3 = 100,22 Watts içinde.
Eğer ruzgar hizi iki katina cikarsa 8 kat fazla güc uretilebilecegini hatirlayalim . Bu yüzden bir ( 20mph ) 30 km/saat rüzgar hizinda 800 watt dan fazla guc elde edilecegini unutmayın . Ama her cografyada ruzgar tribununden elde edilecek guc bu kadar pratik bir hesaba yakin olamaz..Ruzgar tribununu kuracaginiz yerin minimum/maximum/everaj ruzgar hizlarinin bilinmesi onemlidir. Bunun icin onerebilecegim website
winfinder.com - En iyi webarchiv bilgi ve alim kaynaklar. Bu alan adi satilik.
1919 Albert Betz matematiksel olarak rüzgardan alabililecek maximum enerjinin o ruzgarda sakli enerjinin 59,26% olduğunu ispatlamistir.. Yani ruzgar enerjisi hesaba katilirken ruzgar icinde sakli enerjinin %59.26 sini
Elektrik enerjisine cevirebilirsiniz,, Bu oran ise ruzgar hizi ve pervanenizin yuzey alani ile yakindan ilgilidir...
Yani fiziksel formulun onumuze koydugu bilimsel bir bariyer var. O da ruzgardan alabilecegimiz maximum verimin %59 oldugudur.. Yukaridaki formul uzerinden teorik olarak , bir 5 feet 1.524mt çapindaki rüzgar türbini bir 10 mil)15km/s / saat rüzgar hizinda 59 Watt uretebilecegi anlamina gelir..Pratikte hiçbir rüzgar türbini kanat ve mekanik acidan mukemmel rakam olan %59 a ulasamaz ve kayiplar nedeniyle yaklaşık 30-35% verimli olabilir. Bu verimlilik ise bizi yukaridaki ruzgar tribunumuzden 30 watt elde edebilecegimizi gosterir. Bu hesap icinde alternator/ jeneratör verimsizlikleri dahil degildir. Küçük rüzgar türbinleri düşük rüzgar hizlarinda iyi elektrik verimliliği sunarlar ancak rüzgar hizi arttikca verimlilikleri düşüş eğilimindedir.
Bir rüzgar türbinine ilanlarda urettigi iddia edilen enerji cıktısi pervanenin yuzey alani ile kiyaslandiginda manasiz gorulmektedir. Sık sık ', küçük bir rüzgar turbinin yüksek rüzgarda 1000 watt uretigi iddia edildigini görmek mumkun. Ardından büyük bir ruzgar santrali daha düşük rüzgar hizinda ayni 1000watt uretebildigi ifade edilmektedir.. Unutulmamasi gereken rüzgarin barindirdigi enerji, rüzgar hızınin küp udur. 25mph hizla esen ruzgarda , 20mph hizla esen ruzgara kiyasla iki misli enerji vardir.. Bir 30mph rüzgar hizinda 1000 watt ürettigi iddia edilen 1000 wattlik küçük rüzgar türbini ile 20mph rüzgarda 1000 watt ürettigi belirtilen 1000wattlik rüzgar türbini karşılaştırılmasi mumkun degildir..
Kanatlarin yuzey (Swept) alanı bize rüzgarin gucunu transfer ettigi icin önemlidir. 10-16 mph aralığındaki rüzgarlar en yaygın rüzgarlardir ve mph 25 üzerinde ruzgarlar son derece nadirdir. Bu hizlar bolgeler arasinda sadece çok küçük bir miktar değişir. Aslında mükemmel ruzgarli bir yer ile az ruzgarli bir yer arasında, ortalama fark 5 mph den az bir ruzgar hizi oldugunu unutmayalim.! Aşağıdaki grafikte rüzgar hızınin dunyada ortalama dagilimini vermektedir..
Asagidaki tabloda ust sirada ruzgar hizi mil/saat olarak gosterilmektedir.. Sol kolonda ise pervanenin capi / yuzey alani verilmektedir
..Yapacaginiz ruzgar santrali tablodaki degerlere gore teorik olarak enerji uretecektir,, Verim olarak ise bu tablodaki degerlerin %30-35 ine ancak ulasabilrisiniz.. Hatta hafif ruzgarlarda tablo degerlerine yaklasilmasi mumkun olabilse de yuksek ruzgarlarda bu degerlere yaklasilmasi mumkun gorunmemektedir..Bu cok ilginc bir durumdur. Internet sitelerinde 2kw guc uretecegini iddia eden ruzgar santrali 7 feet rotor capi ile ancak 2kw guce kasirgada ulasabilir,,Eger bu ruzgarda ayakta kalabilirse.. Internette 2-4 mph arasinda 25 watt guc uretecegi iddiasinda olan bir ruzgar santrali, sahip oldugu 8 feet pervane buyuklugu ile 5 mph civarinda ancak donmeye baslar.. Uretecegi guc ise bir olasılıkla 4 mil / saat rüzgar hizinda yaklaşık 5 veya 6 watt tan daha fazlasını yapamaz...
Bu yuzden saticinin soyledigi ( rated output ) maximum enerji ciktisindan ziyade pervanenin yuzey alani o ruzgar santralinin hangi ruzgar hizinda ne miktarda enerji uretebilecegini daha iyi ortaya koyar.
Rüzgar hızı (mil / saat) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Feet/foot2
4 ' 12,56 0,18 1,4 4,6 11 22 38 60 90 128 176 234 304 386
6 ' 28,26 0,39 3,1 10 25 49 85 136 202 288 396 526 684 868
8 ' 50,24 0,70 5,5 19 45 88 151 241 359 512 703 934 1215 1542
10 ' 78,5 1,1 8,6 29 70 137 237 377 564 800 1099 1460 1900 2410
12 ' 113 1,6 12 42 101 198 341 524 809 1152 1582 2102 2735 3469
14 ' 154 2,2 17 57 137 270 465 739 1103 1571 2156 2864 3727 4728
16 ' 201 2,8 22 74 179 352 607 965 1439 2050 2814 3739 4864 6171
18 ' 254 3,6 28 94 226 444 767 1219 1819 2591 3556 4724 6146 7798
20 ' 314 4,4 35 116 279 533 948 1507 2248 3203 4396 5840 7599 9640
Kuleler
Biz bir kez burada ruzgar gucunun2 onemli parametresini tekrar edelim..
Rüzgarin icindeki guc pervane capinin karesidir..(pervane capinin 2 kat artirilmasi ruzgardan alinan gucu 4 kat artirir)
Rüzgar icindeki guz ruzgar hizinin kupudur( rüzgar hızı iki kat arttiginda guc 8 kat artar).
Yuksek guc elde etmek icin agir ruzgar santraline ihtiyac vardir..Agir ruzgar santralini tasimak icin kulelerin maliyeti ise imalat, nakliye ve monte edilmesi dikkate alindignda bazen santralin kendinden pahaliya cikabilir..
Genellikle ureticlier ana kural olarak 300 feet etrafinda bir engel olmayan 30 feet yuksekligindeki bir diregin yeterli oldugunu ifade etselerde tavsiyemiz hangi yukseklikte ne kadar averaj ruzgar hizi oldugunu olcturmek onemlidir.. Ayrica bolge santral kurmaya uygun olsa bile turbulans yaratan yeryuzu sekilleri ve dogal engeller varsa ayni yerde ama daha yuksege diregin diikilmesi daha iyi sonuclar verir..
cvr