Rüzgar enerjisi: Karada bir rüzgar çiftliği nasıl çalışır?

Rüzgar enerjisi, rüzgarın gücünden yararlanarak elektrik üretmeye dayanır, ancak tüm bu sürecin arkasında ne olduğunu ve bir kara rüzgar çiftliğinin nasıl çalıştığını biliyor musunuz?

Herkes, yanlışlıkla “rüzgâr değirmeni” dediğimiz bu rüzgarla çalışan cihazlardan birini görmüştür; ister çevrelerinde, ister keşfedilecek ufuklarla dolu sonsuz bir araba yolculuğunda, ister bir ekrandan. Aeolus’un tasarımlarını kullanımımız için tükenmez bir yenilenebilir enerji kaynağına dönüştürenlerin gerçekte rüzgar türbinleri olarak adlandırdığı, teknolojik olarak gelişmiş cihazlardır ve tarihsel olarak birçok ülkenin manzaralarını süsleyen değirmenlere (esas olarak rüzgarın kullanımından kaynaklanan mekanik bir eylem sayesinde tahıl öğütmeye adanmıştır) birçok estetik benzerlik taşırlar. Ancak enerjinin kullanımı ve elektriğe dönüştürülmesi, daha sonra göreceğimiz birçok başka şeye ek olarak, onları birbirinden çok farklı kılar. Öyleyse, bir kara rüzgar çiftliğinin nasıl çalıştığına ve bu tür yeşil enerjinin arkasındaki aktörlerin kim olduğuna bir bakalım.

Rüzgar enerjisinin nasıl çalıştığını anlamak için hatırlanması gereken ilk şey, bir rüzgar türbininin tek başına bir unsur değil, daha büyük ve daha karmaşık bir yapının, yani bir rüzgar çiftliğinin parçası olduğudur. Küçük tüketiciler söz konusu olduğunda tek tek rüzgar türbinleri mevcut olsa da, bu başka bir konudur. Bu rüzgar türbini, hem elektriksel açıdan hem de bilgi gönderme ve alma açısından, bir çiftliği oluşturan diğer rüzgar türbinleri ve farklı türdeki unsurlarla bağlantılıdır. Böylece, söz konusu parkı işleten şirket, sensörler ve farklı unsurların birbirleriyle iletişimi sayesinde, her bir rüzgar türbininin gerçek zamanlı durumunun her zaman farkında olur: mekanik sorunlar, üretilen enerji, elektronik sorunlar, teknik duruşlar…

Bu nedenle, tüm setin düzgün çalışması için bir kara rüzgar santrali aşağıdaki unsurlardan oluşur:

Bir rüzgar santralinin ana parçaları Kara tabanlı

• Rüzgar türbini: Bu türbin, rotora hub adı verilen bir elemanla bağlı olan kanatlar üzerindeki rüzgarın fiziksel etkisi yoluyla elektrik üretir. Her rüzgar türbini, boyutuna bağlı olarak 0,5 ila 7 MW arasında değişen bir güce sahip olabilir. Üretilen enerji, çoğu durumda türbinin içinde veya istisnai durumlarda türbinin ayağında bulunan orta gerilim trafosu ve hücreleri sayesinde orta gerilimde çıkışa verilir.
• Orta gerilim elektrik şebekesi: Bunlar, elektriğin tüketime doğru giderken içinden geçtiği rüzgar çiftliğinin atardamarlarıdır.
• Trafo merkezi veya bağlantı noktası: Bu eleman, üretim gerilimini taşıma gerilimine yükseltmekten ve üretilen enerjiyi taşıma veya dağıtım elektrik şebekesine aktarmaktan sorumludur.
• İletim veya dağıtım hatları: Ayırt edici kuleleri sayesinde kolayca tanınan ve yeşil enerjiyi evlerimize taşıyan aktörler.

Bu şekilde, rüzgar türbini çalışmaya başladığında, dönme hareketi yoluyla, nacelle içine yerleştirilen jeneratörün mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürerek elektrik enerjisi üretmesini sağlar. Transformatör, elektrik kayıplarını önlemek için gerilimi yükseltir ve enerji, diğer rüzgar türbinlerinin ürettiği enerjiyle birlikte yeraltı kablolamasıyla (ABD veya Brezilya gibi bazı ülkelerde bu yol havadandır) orta gerilim şebekesine aktarılır. Bu noktada, elektrik enerjisi yüksek gerilime yükseltilmek ve iletim veya dağıtım şebekesine tahliyesi kolaylaştırmak için transformatör trafo merkezine ulaşır; elektrik kulelerinde bulunan yüksek ve orta gerilim iletim hatlarının rolü sayesinde son tüketiciye dağıtılır.

Bir rüzgar türbini hangi parçalardan oluşur?

Artık kara rüzgar çiftliğinin temel işleyişini bildiğimize göre, rüzgar türbinini ayrı bir unsur olarak ele almanın zamanı geldi. Çünkü işleyişi, özünde rüzgar tarafından üretilen enerjinin önce mekanik enerjiye, ardından elektrik enerjisine nasıl dönüştürüldüğünü açıklar. Bunu yapmak için önce Don Kişot’un bu modern rakiplerini oluşturan parçalara bakalım.

Rüzgar enerjisi: Bir rüzgar türbininin ana unsurları

1. Kanatlar: Bunlar, rüzgarın enerjisini toplayan görünür kahramanlardır. rüzgarı alıp rotoru döndüren mekanik enerjiye dönüştürüyor. Boyutları, modele bağlı olarak 40 ila 165 metre arasında değişen devasa boyutlardadır.
2. Rotor: Pervaneli bir uçağın rotoruna benzeyen bu eleman, kanatların bağlantı noktası olan, onları bir dizi parça halinde birleştiren ve rüzgarın hareketinin gondolun içine iletilmesini sağlayan göbekten oluşur.
3. Gondol: Bir Venedik teknesinden çok uzak olan bu kısım, dönme mekanik enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için gerekli olan karmaşık elemanları içeren bir tür odadır.
   1. Dişli Kutusu: Mekanik enerjiyi jeneratöre iletmek için makine içinde hız değişiklikleri oluşturmaktan sorumludur.
   2. Jeneratör: Rüzgarın kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmekten sorumludur.
4. Kule: Kanatların ve gondolun yapısının dikildiği basit bir dev direk olmasının yanı sıra, bu büyük Silindir, elektriğin doğru dağıtımı için gerekli elemanları içerir:
   1. Kablolama: Kulenin içinde çalışır ve yeni oluşturulan elektrik enerjisini dahili elemanlar aracılığıyla iletir.
   2. Transformatör: Kulenin içinde veya dışında olabilen bu eleman, kayıpları önlemek için elektriği orta gerilime yükseltmekten sorumludur.
   3. Orta gerilim hücresi: Ev tipi bir anahtara benzer kritik bir elemandır; üretilen akımın hem normal koşullar altında hem de belirli anormal koşullar altında iletilmesini veya akışının kesilmesini sağlayan mekanik bir anahtarlama cihazıdır (açma ve kapama). Temel işlevi, transformatörü olası sorunlardan korumaktır.
5. Temel: Bu, tüm rüzgar türbini tertibatının ağırlığını destekleyen ve onu zemine sabitleyen elemandır.
6. Orta gerilim şebekesi: Tüm tesis boyunca uzanan ve üretilen yenilenebilir elektrik enerjisinin tahliye edilmesini sağlayan atardamarlardır.

Rüzgar enerjisinin evinize nasıl ulaştığı hakkında sorularınız mı var? Şu videoya göz atın: