Rüzgar Enerjisi Sistemlerinde Yeni Tasarımlar

Bildiğimiz gibi, hızla tükenen fosil yakıt kaynakları ile birlikte dünya üzerindeki araştırmacılar dikkatlerini, rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretebilecek sistemler üzerinde topluyorlar. 2008 yılında kömür ve doğalgazın önünde yer alarak, Avrupa'nın elektriğinin %8'i rüzgardan elde edildi. Dahası, ABD'de rüzgar enerjisi üretimi 2000 yılına göre 13 kat arttı. Bu dalgalanma, ABD'nin rüzgar enerjisi üretiminde dünyanın bir numarası haline gelmesinde önemli bir rol oynadı.

İstatistiklere göre, küresel elektrik üretiminin yaklaşık %2'si son yıllarda kapasiteleri çeşitli şekillerde artan rüzgar güç jeneratörlerinden geliyor. Ayrıca rüzgarda üretilen elektriğin watt başına maliyeti de bazı ülkelerde güneş enerjisinden daha az.

Rüzgar enerjisi yeşil bir gelecek için mükemmel görünüyor olsa da, geleneksel rüzgar türbinleri hala belirli sakıncalarla karşılaşıyor. Rüzgar türbinleri pahalı ve ağır bir fırtına veya şiddetli yıldırımlarda hasar görebilirler. Dahası, geleneksel yatay eksenli rüzgar türbinleri kuş dostu olmadıkları için eleştiriliyor. Rüzgar türbinlerinin arazi üzerinde çirkin göründüklerine inanan insan sayısı hiç de az değil. Bununla birlikte yaklaşık olarak ortalama 50-60 db ses çıkaran rüzgar türbinleri, rüzgar çiftliklerine yakın yerlerde yaşayan insanları rahatsız edebiliyor.

Bu sorunları azaltmak maksadıyla bazı araştırmacı ve şirketler, yeni rüzgar enerjisi sistemleri tasarlıyorlar. Bu tasarımlardan en dikkat çekenleri ise şu şekilde :

San Diego merkezli Sky WindPower şirketi tarafından geliştirilen bu uçurtma benzeri 495 kilogramlık yapı, 9,145 metreye kadar yükseklikte uçarken kilowatt saat başına en az 2 sent güç üretme kapasitesine sahip. H şekilli çerçeve noktalarındaki dört pervane, platformu bir uçurtma gibi havada asılı tutmak için gerekli kaldırma kuvvetini sağlıyor. Dönen pervanelerin ürettiği elektrik, çerçeveye bağlanan alüminyum kablolar üzerinden yere iletiliyor.

Jeneratörler çoğu kuşun uçmadığı yüksekliklerde uçuyor olacak. Ayrıca bazı araştırmacılar, jet-akımı rüzgarlarından %1 enerji toplanması halinde bile gezegende herkes için yeterli güç üretilebileceğini farzediyor.

Jeneratörler kuş dostu olmalarına ve gürültü ile kimseyi rahatsız etmeyecek olmalarına rağmen, geleneksel rüzgar türbinlerinden çok daha pahalıya mal olacaklar. Dahası, ağır olan tasarım dayanıklılık sorunlarıyla karşı karşıya kalabilir.

Magenn Power'ın geliştirdiği MARS, rüzgarın konumuna göre yatay bir eksen etrafında dönerek elektriksel enerji üreten bir çeşit rüzgar türbini. Sistem tarafından üretilen elektrik, acil kullanımlar için yaklaşık 30 metrelik ip ile aşağı transfer edilebiliyor veya daha sonra kullanılmak üzere bir batarya takımına ya da şebekeye iletilebiliyor. Helyum, MARS'ın havada kalmasını sağlıyor ve geleneksel rüzgar türbinlerinden daha yüksek irtifalara çıkmasına izin veriyor.

Magenn Hava Pervane Sistemi, mevcut elektriksel enerji üretiminin birimi için rakip rüzgar enerjisi sistemlerine oranla daha az maliyete sahip. Üstelik MARS içeren rüzgar çiftlikleri, iletim hattı masraflarını ve iletim kayıplarını azaltarak talep edilen merkezlere daha yakın olarak yerleştirilebilir. Ayrıca mobil jeneratörler, değişen rüzgar biçimlerine karşılık olarak kolayca farklı yerlere taşınabilir.

Sistemin verimli bir şekilde yenilenebilir enerji üreteceğine kuşku yok, fakat MARS havada yüzdüğü için hava hak ve uçuş yolları nedeniyle şimdilik sadece nispeten uzak yerler için uygun gözüküyor.

Kyushu Üniversitesi'nden Profesör Yuji Ohya'nın geliştirdiği sistem, 2010 Yokohama Uluslararası Yenilenebilir Enerji Fuarı'nda sergilendi. Petek benzeri bir yapıya sahip olan sistem, offshore türbinlerinin üretebildiği rüzgar enerjisi miktarını üçe katlıyor. Rüzgar Merceği bir büyüteç gibi çalışıyor. Güneşten gelen ışığı yoğunlaştırmanın yanı sıra, rüzgar akışını da yoğunlaştırması bu merceğin en büyük özelliği.

Yaklaşık 112 metre çapındaki her bir mercek, ortalama bir evin ihtiyaç duyduğu yeterli enerjiyi karşılayabilecek. Ayrıca sistem benzersiz altıgen özelliği sayesinde, geleneksel türbinlerin manzara üzerinde çirkin bir görüntü oluşturduğunu iddia eden birçok eleştirmenin sempatisini kazanabilir.

Sistem düşük bir maliyetle yenilenebilir enerji sağlamayı vaat etmesine rağmen, rüzgar durumlarının yönleri ve şiddetlerindeki farklılıklar nedeniyle platformun Japonya hariç diğer ülkelere kurulması zor olabilir.

İskoç firma WindPower'ın geliştirdiği Aerogenerator, dev bir döner yıkama hattına benziyor. 144 metre yüksekliğindeki V şeklindeki yapı, daha bilinen rüzgar türbinleri tasarımlarının yatay millerine karşılık olarak, güç üretmek için dönen dikey bir mil aracılığıyla offshore yerlere monte edilebilir.

Aerogenerator'un tasarımcıları, sistemin sadece 9 MW'a kadar yenilenebilir elektrik üretmekle kalmayacağını, ayrıca sıradan yatay eksenli rüzgar türbinleri için gerekli herzamanki dişli mekanizmalara gerek kalmadan, her yönden gelen rüzgarı toplama özelliğine sahip olacağını da iddia ediyorlar. Ayrıca tasarımcılar sistemin geniş, yatay eksenli rüzgar türbinleri ile ilgili problemlerin üstesinden geleceğini de söylüyorlar.

Türbin kanatlarının ağırlığı çok fazla olabilir. Türbinler döndüklerinde üzerlerine büyük bir yük binmiş olacak, çünkü yerçekimi kanatları yükseldikçe sıkıştırır ve alçaldıkça da uzatır. Bununla birlikte daha büyük türbinler için daha sağlam bıçaklar gerekiyor, bu da türbinin maliyetinin artması demek.

Vibro-Wind Araştırma Grubu'ndan araştırmacılar, rüzgar enerjisindeki titreşimleri elektriğe dönüştüren düşük maliyetli bir yöntem geliştirdi. Sistem, bugün bir sürü bina çatısında yer alan güneş panellerine benziyor. Araştırmacılar, en hafif bir esintiden bile üreteceği enerjiyi depo edecek olan Vibro-Wind panellerinin yakında binalarda yerini almasını umuyor.

Geleneksel rüzgar enerjisi toplama sistemleri geniş, pahalı türbinlerin kullanımını gerektirirken, Vibro-Wind kurulumu çok az alana ve daha az maliyete ihtiyaç duyuyor. Ayrıca kurulum, rüzgarın kendisi yerine rüzgarın oluşturduğu titreşimlerden elektrik üretiyor, bu da kurulumun verimliliğini artıran en büyük etken.

Geliştirici ekip, hala bu enerji toplayıcı panelleri binaların içine entegre etmek için çalışıyor. Kurulumla ilgili sorunlar bittiğinde, sistemin ne kadar enerji üretebileceğini görmek güzel olacak.

Elektrikport / Emre GÜRBÜZ