Atıksu Arıtımında Yenilenebilir Enerji Kullanımı (Konuyla ilgili “Yenilenebilir Enerji Kaynakları – Rüzgar Enerjisi Teknolojileri” Tebliği de bu yorum yazısının altında verilmiştir)

Yorum

Geçtiğimiz günlerde, konusu “İklim Değişikliği ve Adaptasyon” olan ve Mersin’de 2-3 Mart tarihlerinde gerçekleştirilen 6. Mersin Çevre Kongresi’ne davetli konuşmacı olarak katıldım. 22-24 Mart’ta da Bursa’da gerçekleştirilen Uluslararası Su ve Çevre Kongresi’ne panelist olarak iştirak ettim. Her iki toplantıda da üzerinde durulan konulardan biri, “küresel ısınma ve sürdürülebilirlik”ti. Bu nedenle yazımda yenilenebilir enerji konusunun önemi hakkında kongrelerde not ettiğim önemli hususları ve İSKİ’nin atıksu arıtımında enerji giderlerini düşürmek için yenilenebilir enerjiden faydalanma çalışmalarını sizlerle paylaşacağım.

Ülkemizde  2017  sonu  itibariyle 1029  atıksu  arıtma  tesisi  bu- lunmaktadır. Bu tesislerde nüfusun yüzde 83’ünün atıksuları arıtılmaktadır. 2017-2023 yıllarını kapsayan Atıksu Arıtımı Eylem Planı hazırlanmış olup, eylem planına göre, 2023 yılına kadar toplam 1422 adet atıksu arıtma tesisi daha yapılması öngörülmektedir. Yapılacak bu tesislerin ilk yatırım mali- yeti 2016 yılında yapılan hesaplamalarda yaklaşık olarak 9 milyar TL hesaplanmıştır (Akdeniz, 2018).

Büyükşehir belediyeleri tarafından işletilen tesisler iyi çalışırken, küçük şehirlere ait tesisler ise iyi çalıştırılamamaktadır. Genelde atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde tüketilen enerji sarfiyatı çok yüksek olduğu için bazı atıksu arıtma tesisleri, ilgili küçük şehir belediyelerince çalıştırılamamaktadır.

Türkiye genelindeki tesislerin yüzde 14’ünün hiçbir şekilde çalıştırılmadığı bilgisi, söz konusu anket çalışması kapsamında elde edilmiştir. Aynı zamanda, belediyesi tarafından bilgi gönderilmeyen ve yanlış beyan edilen tesisler de göz önüne alınırsa bu rakamın daha da yüksek olması beklenmektedir (Rahmanlar, 2017).

Atıksu arıtma tesislerinin çalıştırılması için teşvik tedbirleri

Bu sorunu çözmek için Çevre ve Orman Bakanlığı tarafından 1 Ekim 2010 tarihli ve 27716 sayılı Çevre Kanunu’nun 29’uncu maddesi uyarınca atıksu arıtma tesislerinin teşvik tedbirlerinden faydalanmasında uyulacak usul ve esaslara dair yönetmelik çıkarılmıştır. Bu yönetmeliğin amacı, alıcı ortamın su kalitesinin yükseltilmesi için alıcı ortama deşarj eden atıksu altyapı tesisi yönetimlerinden, arıtma tesisini kuran, işleten ve ilgili mevzuatta belirtilen yükümlülüklerini yerine getirenlerin, 9/8/1983 tarihli ve 2872 sayılı Çevre Kanunu’nun 29’uncu maddesinde belirtilen teşvik tedbirleri kapsamında, atıksu arıtma tesislerinde kullandıkları elektrik enerjisi giderlerinin bir kısmının Bakanlıkça geri ödenmesine ilişkin usul ve esasları belirlemektir. Bu yönetmeliğe göre arıtma tesislerinde kullanılan enerji giderlerinin yüzde 50’si Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından karşılanmaktadır.

Önemli sayılara ulaştırdığımız bu tesisler doğal olarak enerjiye ihtiyaç duymakta olup, bu enerji ihtiyacı işletme maliyetlerini artırarak tesislerin faaliyetlerini olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle, mevzuata uygun olarak işletilen, atıksu arıtma tesislerinin enerji giderlerini yüzde 50’sine kadar destek sağlanmakta olup, 2011-2017 yıllarında atıksu arıtma tesislerine enerji teşviki olarak 280 milyon TL ödeme yapılmıştır (Akdeniz, 2018).

Atıksu arıtımında birim enerji tüketimi

İnternette yaptığım bir araştırmada, enerji tüketimi hakkında yaklaşık bir değerlendirme yapmak için faydalı ola- bilecek değerlere rastladım. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi Seyhan Atıksu Arıtma Tesisi’nde 1 m3 atıksu arıtımı için ortalama 0.177 kwh toplam enerji kullanıldığı tespit edilmiştir.

Aynı tesiste harcanan aylık ortalama enerji miktarı ise eşdeğer nüfus dikkate alınarak hesaplandığında kişi başına harcanan enerji miktarı hesaplanmıştır. Tesiste harcanan aylık ortalama enerji miktarı/eşdeğer nüfus (2014 yılı için)=1044551 (kWh/ay)/1132912 kişi=0,922 kWh/kişi=922 W/kişi olarak bulunmuştur.

Bu tesiste 2014 yılında ortalama enerji tüketimi 1044551kWh/ay, jeneratör ile üretilen enerji 713300 kWh/ay ve şebekeden çekilen enerji 331251 kWh/ay’dır. Üretilen ve tüketilen enerji oranına bakılırsa tesisin enerji geri kazanımının yüzde 67,17 olduğu görülmektedir (Yelmen, 2015).

Almanya’da arıtma tesislerinde kişi başına yılda tüketilen enerji 20-30 kWh, arıtma tesisinde kişi başına yılda üretilen enerji ise 20 kWh olarak verilmektedir (Rosenwinkel, 2018). Bu tespite göre Almanya’da da enerji geri kazanımının aynı civarda olduğu görülmektedir.

Seyhan Atıksu Arıtma Tesisi 2014 Yılı Aylık m3
Bası Enerji Tüketimi Degerleri

İSKİ enerji maliyetlerini düşürmek için yenilenebilir enerji üretecek

Enerji giderleri atıksu arıtma tesislerine sahip olan belediyeler için önemli bir sorun olup, bütçelerini etkileyen giderlerinin başında gelmektedir.

İSKİ’nin 2017 yılındaki elektrik enerjisi tüketimi 1 milyar 265 milyon kwh’dir ve tutarı 403 milyon TL’dir. Doğalgaz tüketimi ise 50 milyon m3 olup, tutarı 48 milyon TL’dir. Bu tüketim değerleri genel enerji tüketimi bütçesinin yüzde 7’sini oluştururken, işletme bütçesinin yüzde 16’sıdır. Atıksu arıtımında elektriğin yüzde 13’ü kullanılırken, doğalgazın da yüzde 98’i kullanılmaktadır. İSKİ, enerji giderlerini azaltabilmek için elde ettiği mevcut enerji kaynakları (anaerobik çamur çürütme vb.) yanında yenilene- bilir enerji kaynaklarından da faydalanmaya karar vermiştir. Bana göre bu atılım Paris İklim Anlaşması’na uyum sağlama yönünde bir iklim değişikliği eylem planı olarak da yorumlanabilir:

İSKİ Rüzgar Enerjisi Potansiyelleri Değerleri (Tosun, 2018)

İSKİ Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Uygulama Çalısması (Tosun, 2018)

Bu hususta İSKİ tarafından yayınlanan tanıtım broşüründe aşağıdaki açıklamalar yapılmıştır:

Enerji: Uzak ve engebeli coğrafyalardan suyu İstanbullulara ulaştırırken enerji maliyetlerini düşürmek, yenilene- bilir enerji üretmek ve milli enerji politikasına katkıda bulunmak için ihtiyaç duyduğumuz enerjiyi kendimiz üretmek istiyoruz.

Rüzgar Enerjisi: İSKİ olarak, Istrancalar’dan Melen’e uzanan geniş bir alanda, Karadeniz’in kuzey rüzgarlarına açık hava koridorlarının yer aldığı bölgelerde rüzgar türbinleri inşa etmek için ölçümlere devam ediyoruz.

Güneş Enerjisi: Tesislerimizde bulunan depoların üzerine ve uygun arazilerimizde güneş ışınımı ölçümleri yaparak, güneş enerjisi santralleri hazırlıyoruz.

Hidroelektrik Enerjisi: Atıksu arıtma tesisi çıkışları ve su isale hattımızdaki mevcut su enerjisi potansiyelini tespit ederek, su kaynaklı enerjilerin elektrik enerjisine dönüştürülmesi amacıyla Mikro HES çalışmaları yapıyoruz.

İSKİ tarafından yürütülen Istranca’dan Melen’e kadar 7 noktada rüzgar ve güneş enerjisi potansiyeli araştırma çalışması yapılmış ve toplam potansiyel 650 MW olarak bulunmuştur (Tosun, 2018).

İSKİ araştırmaların sonucunda elde edilen 650 MW’lik enerji potansiyelinin kullanımını kısa ve orta-uzun vadede olacak şekilde gruplandırmıştır.

Kısa vadede inşa edilecek Terkos Celepköy rüzgar enerji santrali ile ilgili bilgiler aşağıda verilmiştir (Tosun, 2018).

  • Kurulacak RES 15 MW gücünde lisanssız olacaktır.
  • Üretilen enerji 9,5 km uzaklıktaki Terkos TM’ye
  • Enerji nakil hattı gölden özel kablo ile taşınacaktır.
  • Tesisin % 27 enerjisini karşılayacakır.
  • Terkos TM’nin yıllık üretimi ortalama 50 milyon KWh’tır.

Rüzgar enerjisiyle ilgili potansiyel çalışmaları yanında güneş enerjisi potansiyeli çalışmaları da yürütülmüştür. İsale hatları üzeri ve depo üzerlerinden toplam 325 MW’lık bir potansiyel tespit edilmiş, barajlardaysa bu potansiyel 4000 MW olarak hesaplanmıştır.

Aşağıdaki tabloda görüldüğü gibi İSKİ tarafından 2030 yılında tüketilen tüm enerjinin yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılanması hedeflenmektedir.

İSKİ 2030 Yılında Ulaşılmak İstenen Hedefler (Tosun, 2018)

İSKİ’nin yaptığı bu çalışma, 2017 yılında yayınlanan Türkiye’de Atıksu Yönetimi Çalıştay sonuç bildirgesinde yer alan “Yenilenebilir enerji kaynaklarının atıksu arıtma tesislerinde kullanımı yaygınlaştırılmalıdır” maddesiyle bağdaşmaktadır.

İklim değişikliği ve Paris Antlaşması

İklim değişikliği konusunda dünyayı kurtaracak bir anlaşma olarak görülen ve Paris’te 195 ülke tarafından imzalanan Paris Anlaşması’nda karbondioksit (CO2), metan (CH4), kloroflorokarbonlar (CFC) ve azotoksit (N2O) gibi sera gazlarının salımlarının azaltılmasını ve yenilenebilir enerjinin kullanılmasını şart koşmaktadır.

Mersin’de gerçekleştirilen 6. Çevre Kongresi

Mersin’de gerçekleştirilen 6. Çevre Kongresi’ne davetli konuşmacı olarak katıldım. Davetli olduğum bu kongre- den tebliğimi sunar sunmaz ayrılmadım. İki gün boyunca ülkemizin çok sayıdaki çevre mühendisliği bölümünden gelen öğrencilerin sundukları tebliğleri din- ledim, izledim ve katkıda bulundum. Ayrıca bu beraberlikte gençlerin çevreye ve ülkemizin çevreyle ilgili sorunlarına gösterdikleri yakın ilgiden büyük bir memnuniyet duydum.

Öğrencilerin sunmuş olduğu tebliğlerin çoğunluğu, kongrenin ana konusu olan yenilenebilir enerjiyle ilgiliydi. Bu tebliğlerden Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü öğrencisi Zeynep Bilici’nin “Yenilenebilir Enerji Kaynakları-Rüzgar Enerjisi Teknolojileri” başlıklı tebliği, rüzgar enerjisiyle ilgili tüm uygulamaları ihtiva ettiğinden kendi- sinden bu tebliğini Su ve Çevre Teknolojisi Dergisi’nde yayımlanmak üzere bana göndermesini istedim. Bu tebliğ derginin bu sayısında kendi ismiyle yer almaktadır.

Sizlere bu makaleyi okumayı tavsiye ederken, dünyada şu anda en çok kullanılan rüzgar türbinleri ses ve gürültü kirliliğine yol açmakta, ayrıca doğal yaşama zarar vermektedir. Enerji üretim sistemlerinin gürültü ve benzeri dezavantajlarını bertaraf eden ve son yıllarda geliştirilen pervanesiz rüzgar türbinleri, rüzgar şiddetine bağlı olmadan çalışması, gürültü yapmaması, daha az yer kaplaması gibi nedenlerle istikbal vaat etmektedir. Bu tebliğde rüzgar enerjisi elde edilmesiyle ilgili tüm sistemler ve yeni geliştirilenler hakkında bilgi verilmektedir.

Bu iki toplantıyı tertipleyenlere ve destekleyenlere teşekkür ediyorum. Bilhassa genç yaşında 6. Mersin Kongresi’nin sorumluluğunu üstlenen Çevre Mühendisliği öğrencisi İrem Koç’a hayat boyu başarılar diliyorum.

Kaynaklar:

  • Akdeniz, R., (2018), “Türkiye’de Atıksu Arıtımı”, Uluslararası Su ve Çevre Kongresi, 22-24 Mart,
  • Rahmanlar, , (2017), “Atıksu Arıtma Tesisleri ve Türkiye için Uygun Bir İşletim Yönetim Model Önerisi”, T.C. Kalkınma Bakanlığı, Yayın No: 2975.
  • Rosenwinkel, K.H., (2018), “25 Jahre Siedlungswasserwirtschaft”, Abschiedsvorlesung, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Leibniz Universitaet, Hannover.
  • T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü – Türkiye’de Atıksu Yönetimi Çalıştay Sonuç Bildirgesi (25-27 Nisan 2017-Antalya) http://tucev.org/ dosyalar/kitap/AB-atiksu-calistayi- sonuc-bildirgesi.pdf.
  • Tosun, Y., (2018), “İSKİ’nin Yenilenebilir Enerji Uygulamaları”, Uluslararası Su ve Çevre Kongresi, 22-24 Mart, Bursa.
  • Yelmen, B., (2015), “Enerji Verimliliği-Atık Su Arıtma Tesisi Örneği”, VI. Enerji Verimliliği, Kalitesi, Sempozyumu, Sakarya Üniversitesi.

Yorum yazımla ilgili aşağıdaki makalenin hazırlanması tarafımdan tavsiye edilmiştir.

Yenilenebilir Enerji Kaynakları 

Rüzgar Enerjisi Teknolojileri

ZEYNEP BİLİCİ

Mersin Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Öğrencisi

Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı, çevresel sürdürüle- bilirlik ve insanlığın geleceği için büyük bir öneme sahiptir. 1900’lü yılların sonlarında enerjinin önemi, meydana gelen petrol krizlerinin ardın- dan daha iyi anlaşılmaya başlanmıştır. 2000 yılı başlarında yenilenebilir enerji kaynakları konusunda çalışmalar hız kazanmış, maliyet bakımından düşme göstermiştir (Karagöl ve Kavaz, 2017). Yenilenebilir enerji dediğimiz kavram, enerji üretmek için doğada var olan ve yararlanıldığı takdirde sürekli kendini yenileyebilen bir enerjidir. Doğal, sürekli bir şekilde kendini yenileyebilmesi ve bu enerji kaynağının yok olmaması, diğer enerji kaynaklarından ayıran en önemli özellikleri arasındadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının yerli olmaları, hava kirliliğini azaltmaları, enerji sektöründe ülkenin bağımsız olmasını sağlamaları gibi nedenlerden dolayı önemli yer kaplamaktadırlar (Koç ve Kaya., 2015). Hidroelektrik enerji, rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, jeotermal enerji, biyokütle enerjisi, gelgit enerjisi gibi kaynaklar yenilenebilir enerji kaynaklarına örnektir (Karagöl ve Kavaz., 2017).

1. Rüzgar Enerjisi Teknolojileri

Rüzgâr enerjisi, güneş radyasyonu- nun yer yüzeylerini farklı ısıtmasından kaynaklanmaktadır. Denizler ve hava arasındaki sıcaklık farkı basınç farkını oluşturmakta ve böylelikle havanın hare- ketine neden olmaktadır. Yüksek basınç- tan alçak basınca doğru olan havanın bu hareketi “Rüzgâr” olarak tanımlanmakta- dır. Rüzgâr enerjisinden mekanik enerji veya elektrik enerjisi gibi farklı şekilde yararlanılmaktadır (Koç ve Kaya., 2015). Rüzgar enerjisi yenilenebilir enerji kapasitesi açısından en geniş kullanıma sahip kaynakların başında gelmektedir (Çukurçayır ve Sağır., 2007). Rüzgar enerjisinden yararlanma tarihi çok eski zamanlara dayanmaktadır. Rüzgar gücünden ilk olarak kullanılan örnekler, yelkenli gemiler ve yel değirmenleridir. Yelkenli gemilerde rüzgarın kinetik enerjisi gemilerin hareketini sağlamak için kullanılmış, yel değirmenlerinde ise buğday gibi tahılların öğütülmesi amacıyla rüzgar gücünden faydalanılmıştır. Zaman ilerledikçe enerji konusunda sıkıntılar yaşanmaya başlamış ve enerji elde etmek için rüzgar türbinleri tasarlanmıştır.

Rüzgar türbinleri, hareket halindeki havanın kinetik enerjisini öncelikle mekanik enerjiye ve sonrasında elektrik enerjisine dönüştüren makinelerdir. Rüzgar türbinleri çevreye ve canlılara göre en uygun şekilde gelişmeye devam etmektedir.

Rüzgar Türbinlerinin Sınıflandırılması

1.1. Rüzgar Enerjisinin Avantaj ve Dezavantajları

Avantajları

  • Enerjide dışa bağımlılığı azaltmaktadır.
  • Rüzgar çiftlikleri kolayca sökülebilmekte ve bulundukları arazi kolayca eski haline getirilebilmektedir.
  • Doğal yolla elde edilen bir  enerjidir.
  • Temiz bir enerjidir ve çevreye zararı yok denecek kadar azdır.
  • Yakıt tüketimi yoktur ve havayı kirletmez.
  • Fosil yakıtlı santrallerin elektrik üretiminde neden olduğu kirliliği göstermez.

Dezavantajları

  • Enerji üretimi rüzgara bağlı olduğun- dan rüzgar kesilmesi veya azalması ile enerji kaybı oluşur. Rüzgar türbinlerinde enerji üretebilmek için rüzgarın optimum seviyede olması gerekmektedir.
  • Rüzgar türbinleri yüksek desibelde ses oluşturmaktadır. Bu nedenle gürültü kirliliğine yol açmaktadırlar.
  • Doğal yaşama zarar verir, kuş ölümlerine yol açar.
  • Elektromanyetik dalgayı etkileyebilir.
  • Rüzgar türbinlerinde devrilme ve yanma gibi istenmeyen durumlar görülebilir.
  • Türbin maliyetleri yüksektir.
  • Rüzgar türbinleri için büyük alanlar gereklidir.

1.2. Rüzgar Enerjisinde Son Teknolojiler

1.2.1. Pervanesiz Rüzgar Türbinleri

Pervanesiz rüzgar türbinleri türbülans ile elektrik üretmektedirler. Rüzgar şiddeti ne olursa olsun mıknatıslar kullanarak türbinlerin sallanmasını sağlanmaktadır. Türbinler sallanmaya başladığında, altlarında bulunan alternatör, mekanik hareketi elektriğe dönüştürüyor. Rüzgar direklerinin aerodinamik şeklini öyle bir tasarlamışlar ki hava akımları direk boyunca kontrollü türbülansa yol açar. Direkler rüzgarda sarkaç gibi sallanırken mekanik salınım frekansı üretir. İçi boş borulardan oluşan bu direklerin üst kısmının sapla birleştiği yerde eş kutuplu iki mıknatıs bulunur. Yani ikisi birbirini iterken üstteki mıknatıs halkasının havada yüzmesini sağlar. Böylece halka mıknatıslar direğin titreşimlerini güçlendirerek dinamoya aktarır ve bu dalgalı akım jeneratörü titreşimleri en verimli şekilde elektriğe çevirir.

Üstelik birbirine sürtünmedikleri için aşırı ısınmaya, enerji kaybına ve ek titreşim sebebiyle direğin yıpranmasına yol açmaz. Direğin altındaki alternatif akım jeneratörü de titreşimleri en verimli şekilde elektriğe dönüştürür. İşin sırrı, kontrollü türbülans oluşturmaktadır, yoksa kontrolsüz titreşimler sadece direğin yıkılmasına veya ucunun kırılıp yere düşmesine yol açar. Bu sorunu çözmek için direk imalatında fiberglas (cam elyafı) ve karbon fiberden oluşan kompozit malzeme kullanılır. Fiberin kullanılmasının nedeni hafif ve esnek olması, rüzgarda kolay sallanması ile türbülansa oldukça dayanıklı olmasıdır. Ayrıca türbülans titreşimlerini (rüzgarın kinetik enerjisini) hemen hiç kayıp olmadan şarj dinamosuna aktarmaktadır. Bu türbinler geleneksel rüzgar türbinlerine göre yüzde 30 daha az enerji üretmektedirler. Fakat pervanesiz oldukları için alan olarak daha az yer kaplamaktadırlar. Bu nedenle dezavantaj olarak görülen enerji sorunu alan ile avantaja dönüşmektedir.

Pervanesiz rüzgar türbinlerinin pervanelilere göre avantajları

  • Göçmen kuşların göç yollarında olsalar dahi tamamen salınım yaparak elektrik ürettikleri için göçmen kuşlara bir zararları yoktur.
  • Ses kirliliği tamamen ortadan kalkmaktadır.
  • Yüzde 53 daha az maliyetli olurken, işletme-bakım giderlerinin maliyeti de yüzde 51 daha ucuzdur.
  • Rüzgar güllerinin hareketli aksam- ları olmadığı için sürekli yağlama gereksinimine ihtiyaçları yoktur.
  • Bu rüzgar güllerinin elektriksel motorları bulunmamaktadır.
  • Rüzgarın hızına bağlı olmadığı için rüzgarın hızlı veya yavaş esmesi, bu rüzgar türbinlerini etkilememektedir.
  • İşlevsel ve kolay montajlı yapısı ile istenilen her yere kurulabilmektedir.
  • Alandan tasarruf sağlamaktadırlar.

1.2.2. Havada Uçan (Airborne) Rüzgar Türbinleri

Altaeros Airborne Rüzgar Türbini: Uçan rüzgar türbini rüzgardan daha verimli enerji elde etmek adına Altaeros enerji şirketi tarafından geliştirilen bir türbindir. Tasarımdaki asıl amaç, 1000 metre yükseklikte var olan daha güçlü rüzgarlardan faydalanmaktır. 10 metre genişliğindeki uçan rüzgar türbinini havalandırmak için helyum gazı kullanılmış ve bu yapının ortasında 3 kanatlı rüzgar türbini bulunmaktadır. Pervanenin yüksek rüzgar hızıyla dönmesiyle aktif şekilde elektrik üretebiliyor. Geleneksel rüzgar türbinlerine göre 2 kat daha fazla enerji üretebilmektedir. Deneme uçuşunda ilk 105 metrede elektrik üretmeye başlamıştır. Elde edilen enerji kablolarla yere aktarılır. Kule inşasına gerek duyulmadan yapılan rüzgar balonları yerden 350 metre yüksekliğe ulaşabilir. Türbin kurulum maliyetinin daha az olması, hızlı kurulumu, kuşlar açısından tehdit oluşturmaması ve gürültüsüz çalışması avantajları arasında yer almaktadır.

Makani airborne rüzgar türbini: Makani enerji uçurtmaları, enerjiyi rüzgardan verimli bir şekilde harcayarak elektrik üretir. Karbon fiberden üretilen hafif türbinler, yerdeki bir istasyona bağlı bir şekilde uçurulmaktadır. Uçak görünümlü türbinler maksimum yerden 450 metre yükseklikte daireler çizerek pervanelerin dönmesiyle elektrik enerjisi üretecekler. Daha stabil ve güçlü rüzgar enerjisi, yaklaşık 1000 feet yüksekliğinde ve deniz aşırı bölgelerde kuruluyor.

1.2.3. Düşük Hızlardan Rüzgar Enerjisi 

Rüzgar hasatçısı uçaklardaki kanatçıklara benzer yatay kanatçıklar ile karşılıklı hareket esasına dayanıyor. Çok sessiz olan bu rüzgar türbini düşük hızlarda da enerji üretebilmektedir. Bu rüzgar türbini klasik rüzgar türbinlerinin çalıştığı hızlarda da çok verimli çalışabiliyor.

1.2.4. Rüzgar Lensleri

Rüzgar lensleri Japon araştırmacılar tarafından keşfedilmiş, araştırmacılara göre 3 kez daha verimli. Türbin kanatlarının etrafına “rüzgar lensleri” yerleştirilmiş. Her bir lens 112 metre çapında. Burada lensin rüzgar akışını yoğunlaştırması sağlanmış. Çok fazla hareketli parça yok, sadece rüzgar gücünü “yoğunlaştıran” çember ve çemberden alınan rüzgarla dönen bir türbinden oluşmaktadır.

1.2.5. Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri

Rüzgar kulesi (Windspire): Standart dikey eksenli “windspire” rüzgar türbini 30 fit yüksekliğinde ve 4 fit genişliğinde, lokal bölgelerdeki kısıtlamaların üstesinden gelmek için tasarlanmıştır.

Eddy türbini: Eddy türbini çok yük- sek rüzgar hızlarında bile güvenli ve rüzgar hızı saniyede 3,5 metredir. Bu rüzgar türbini 600 watt gücüne kadar elektrik üretebiliyor.

1.2.6. Sessiz Rüzgar Türbinleri

Sessiz (Ecowhisper) rüzgar türbini sadece 20 kW elektrik üretebilme kapasitesine sahiptir. Sessiz olmasının yanında verimli olduğu da belirtilmiştir.

1.2.7. Rüzgar Enerjisi Depolama

Yeşil güç adası dünyada yaygın olarak kullanılan pompaj hidroelektrik santrallerini rüzgar türbinleri ile birlikte hibrit olarak kullanıyor. Pompaj hidroelektrik santralinin çalışma mantığı, hidroelektrik santraller suyun yer çekimi etkisinden yararlanarak enerji elde ediyorlar, pompaj hidroelektrik santrali elektrik sisteminde enerji fazlası olduğu durumlarda, fazla enerjiyi suyu geri rezervuara basmak için kullanıyor, talep yükseldikçe alt taraftaki rezervuara geri boşaltılarak bu proses aşamasında elektrik enerjisi elde ediliyor.

1.2.8. Çok Amaçlı Deniz Aşırı Rüzgar Çiftlikleri

Deniz yosunu çiftlikleri Hollandalı ecofys firması tarafından geliştirilmiştir. Deniz aşırı rüzgar türbinlerinin etrafında deniz yosunu ekilebileceği, balık yetişti- rilebileceği ve bioyakıt elde edilebileceği belirtiliyor. Bu rüzgar enerjisi şimdilik sadece test aşamasında ve gelecekte enerji piyasasına aktif olarak girebilirler.

1.2.9. Kambur Balina Yüzgeci Örneğinden Geliştirilen Rüzgar Türbini

Gerçekleştirilen kanat profili sayesinde düşük hızlı rüzgarın kanadın önündeki tümsekli (tüberkül) kanallara çarpması nedeniyle kanalların rüzgar akışını ayırarak kanadın düzenlenmiş yüzeyi boyunca hızlanmasına sebep oluyor. Aynı zamanda kanadın genişliği boyunca hava hareketini ve diğer ucuna hava geçişini yavaşlatıp, böylece hava akışının kanallar içinde korunarak daha fazla rüzgarın yakalanmasını sağlıyor. Böylece klasik kanatlara göre daha yük- sek enerji verimi ile çalışabiliyor ve yine klasik kanatlarda ortaya çıkan gürültü kirliliğini de önemli ölçüde azaltabiliyor. Burada kanat ve fan adı altında ifade ettiğimiz tüm çalışmalarda önemli olan bir kavram var ki, bu da “hücum açısı”dır. Tüberkül rüzgar türbin kanadı ile bu hücum açısı değerleri klasik kanatlara göre yaklaşık yüzde 40’lara varan artışların olacağı, yani kanadın daha dik konuma ulaşabileceğini gösterir. Tüberkül denilmesinin nedeni türbinin tümsekli olarak tasarlanmasıdır.

Sonuç

Eski zamanlardan beri rüzgar gücün- den çok farklı şekilde yararlanılmıştır. Nüfus yoğunluğunun zaman ilerledikçe artması enerji ihtiyacına olan ilginin artmasına da neden olmuştur. Çevreye ve canlılara zarar vermeden enerji üretebilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarına büyük ilgi duyulmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alan rüzgar enerjisi doğal bir kaynak olması, kendini yenileyebilmesi nedeniyle dünyada ve ülkemizde en etkin şekilde kullanılan enerji türüdür. Rüzgardan daha fazla faydalanabilmek için her geçen gün geliştirilen bir teknolojidir. Rüzgar türbinleri aracılığıyla rüzgarın kinetik enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek için rüzgarın hızı, esme sıklığı ve yönü gibi coğrafik özelliklerinin bulunması gerekmektedir. Türkiye’de bu bakımdan zengin bir ülkedir. Türkiye’de bulunan toplam kurulu güç her geçen gün artmaktadır. Çevre ve canlı sağlığını da göz önüne alarak enerji ihtiyacının en verimli şekilde karşılanması gerekmektedir. Geliştirilen teknolojiler arasında pervanesiz rüzgar türbinleri, geleneksel rüzgar türbinlerine göre birçok avantajından dolayı ilgi odağı durumundadır. Bu avantajlar arasında işletme-bakım maliyetinin yarı fiyatına denk gelmesi, göç halindeki kuşlara zararının olmaması, gürültü kirliliğini ortadan kaldırması, kolay kurulabilir olması, özellikle rüzgara bağımlı olmaması yer almaktadır. Ayrıca pervaneleri olmadığı için alandan büyük tasarruf sağlanmak- tadır. Bu nedenlerden dolayı pervanesiz rüzgar türbinleri dünyada etkin olarak kullanılabilir.

Kaynaklar:

  • Koç, , Kaya, K. 2015. “Enerji Kaynakları- Yenilenebilir Enerji Durumu,” Mühendis ve Makina, cilt 56, sayı 668, s. 36-47.
  • Capik, , Yılmaz, A. O., Çavuloğlu, İ. 2012. “Present Situation and Potential Role of Renewable Energy in Turkey,” Renewable Energy, vol. 46, p. 1-13.
  • Ilkılıç, C, Aydın, 2015. “Wind Power Potential and Usage in the Coastal Regions of Turkey,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 44, p. 78-86
  • Elibüyük, ve Üçgül, İ., “Rüzgar Türbinleri, Çeşitleri ve Rüzgar Enerjisi Depolama Yöntemleri”, Yekarum e-Dergi, 2014
  • Keleş, Ruşen & Can Hamamcı. (2002). Çevrebilim, İmge Kitabevi, Ankara
  • Koçak, Saim & Hakan, Altun. (2003). “Enerji İhtiyacımız ve Nükleer Enerji”, Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, TMMOB, 3-4 Ekim 2003, Kayseri, s.397-400
  • Karagöl, E. ve Kavaz, İ., “Dünyada ve Türkiye’de Yenilenebilir Enerji”, Seta Dergi, Nisan 2017, sayı 197, 7-16
  • Çukurçayır ve Sağır H., “Enerji Sorunu, Çevre ve Alternatif Enerji Kaynakları”, 2007 
  • http://enerjienstitusu.com/2012/04/09/ ruzgar-enerjisinin-gelecegi-8-yeni-bulus/ https://researchgate.net/ publication/266210729_DUNYA_’DA_VE_ TURKIYE_’DE_RUZGAR_ENERJISI
  • http://khosann.com/ruzgar-enerjisinde- turbulans-cagi-kuslari-oldurmeyen-vortex- pervanesiz-ruzgar-direkleri-dogayi-koruyor/
  • http://www.star.com.tr/teknoloji/kambur- balinadan-esinlenip-ruzgar-turbini-kanadi- tasarladilar-haber-1282114/ (2017).