Yüzer Rüzgar Türbinleri |
İnceleme

Küresel ısınmanın her geçen yıl etkisini artırması dünyamızı olumsuz şekilde etkilemektedir. Küresel ısınmanın etkisini azaltmak ve ortadan kaldırmak için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı önem kazanmıştır. Bu nedenle de bu kaynakların kullanımını kolaylaştırmak amacıyla yeni teknolojiler geliştirilmektedir. Bu yazımızda ise yeni bir teknoloji olan "Yüzer rüzgar türbinlerinin denizlerdeki rüzgar potansiyelinin kullanılmasını daha iyi bir noktaya getirebilir mi?" sorusuna cevap aradık.

A- A+

22.10.2016 tarihli yazı 11219 kez okunmuştur.

Rüzgar türbinleri, dünyamızda temel yenilenebilir enerji kaynağı olan rüzgarı kullanmamızı sağlayan mühendislik harikalarıdır. Rüzgar türbinlerinin oluşturduğu bazı problemlerden dolayı bu türbinler genellikle şehir merkezlerinin uzağına kurulmaktadır. Son zamanlarda bu kurulumların denizlere uzanması hiç de şaşırtıcı değil.

Norveç açıklarında kurulacak olan 30 MW’lık yüzer rüzgar türbinleri, suyun üstünden bakıldığında yapı olarak diğer rüzgar türbinlerine benzemektedir. Fakat asıl fark suyun altındadır. Bu farklar neler mi?

►İlginizi Çekebilir: Rüzgar Türbinleri ve Yarasa Ölümleri

Geleneksel deniz rüzgar türbinlerinin aksine Hywind denilen bu cihaz deniz dibine sabitlenmemiştir. Bunun yerine silindirik bir yapıyla deniz dibine bağlı suda yüzen bir yapıdadır. Denizde sürüklenmesini önlemek amacıyla deniz dibine zincirlenmiştirler. Yüzer türbinlerin arkasındaki şirket Statoil 5 adet 6 MW’lık İskoçya açıklarına inşaa etmeyi planlıyor. Aberdeenshire'da Peterhead sahillerinin 25 km açığında 2017'de tamamlanması planlanan 30 MW’lık bu pilot rüzgar tarlası türünün ilk örneği olması açısından önem taşıyor. Yıllık 135 GWh bir enerji üretmesi ve 20 bin evin elektrik ihtiyacını karşılaması hedefleniyor.

Denizin dibine sabitlenen rüzgar türbinlerinin aksine, yüzer türbinler 150 m ve daha üstü derinliklere sahip noktalara yerleştirilebilirler. Bu ise daha yüksek hızlarda ve istikrarlı rüzgarın olduğu yani rüzgar enerjisi bakımından zengin bölgelerin kullanımına izin vermektedir. Ayrıca türbülansın daha az olması çalışma süresini artırmasıdır.

Avrupa’da, Kuzey Denizi’nin yarısından fazlası için deniz derinliğinin 50 ila 220 m arasında değişeceği yüzer rüzgar tarlası yapılması düşünülmektedir. Avrupa Rüzgar Enerjisi Birliği, Kuzey Denizi’nde 50 m'nin üzerindeki derinliklerdeki türbinlerden Avrupa Birliği’nin elektrik ihtiyacının 4 katı kadar enerji elde edilebileceğini tahmin etmektedir. Bu teknoloji dünyada olan ilgiyi yapım aşamasında olan projelerle yada Avrupa, Japonya ve ABD’nin kıyılarındaki boru hatlarıyla artırmaktadır.

Birleşik Krallık’ta bu projeler İskoçya sahilleri etrafında, Buchan Deep'in de içinde bulunduğu bölgelerde şekillenmektedir. Kincardine ve Dounreay yakınlarında iki adet pilot tarla yapılması planlanmıştır.

Birleşik Krallık zaten rüzgar enerjisinde 5GW’lık kapasitesiyle dünya lideri olarak tanınmaktadır. Enerji Teknolojileri Enstitüsü, İngiltere hükümeti ve enerji şirketleri arasında bir kamu-özel ortaklığı, 2050'ye kadar bunun 20-55 GW arasına yükseltilebileceğini tahmin etmektedir.

►İlginizi Çekebilir: Hidroelektrik Santrallerin Çalışma Prensibi

2015 yılında yayınlanan detaylı bir raporda Carbon Trust’ta izlenecek politikalar ve gelişmelerden sorumlu olan Rhodri James’e göre okyanus tabanındaki zorluklar, okyanus tabanına sabitlenmiş rüzgar türbinlerinin maliyetini artırmaktadır.

James şunları söylemektedir; “Okyanus tabanına sabitlenmiş türbinler birçok kompleks sorunlarla karşılaşmaktadır. Özellikle de toprak zeminde... Bu nedenle de sabitleştirilmişlere göre yüzer türbinlerin kullanılmasının birçok avantaj bulunmaktadır. Dahası yüzer rüzgar türbinlerini inşa etmek, sabitleştirilmiş olanları inşa etmekten daha ucuz ve basittir. Çünkü sabitleştirilmiş rüzgar türbinlerini monte etmek için pahalı ağır kaldırma gemileri gereklidir. Sabitleştirilmişin aksine çoğu yüzer rüzgar türbini limanda monte edilebilmekte ve basit bir şekilde hazır romorkör gemileri yardımıyla lokasyonlarına çekilebilmektedirler.

Bu durum ciddi derecede önemsenmesi gereken ve türbin endüstrisini 4-6 MW'lardan 8-10 MW ve daha yukarısına taşıyabilecek önemli bir farktır. Bu cihazların limanda monte edilebilmesi ve rahat taşınabilmesi gelecek 10-15 yıl içerisinde türbinlerin kapasitesinde önemli artışlara yol açacaktır.

James’e göre sonuç olarak yüzer rüzgar tarlaları hızla çekiciliğini artırmaya başlamalıdır. Statoil, Buchan Deep’te 95 ila 120 m arasında değişen derinliklerde Hywind türbinlerini yerleştirmeyi planlamaktadır. Her bir türbin üstüne yerleştirilmiş spar-şamandıra olarak bilinen balastlı bir çelik silindir içermektedir ve Statoil’e göre Hywind yapısını herhangi bir rüzgar türbinine uygulanabilir.

Bu yapı üç adet bağlantı hattıyla deniz dibine demirlenmiş olacak ve ayrıca bir hareket denetleyicisi yardımıyla rüzgar ve dalgalarda birbirlerine dolanmaları engellenecektir. Pilot Hywind türbini, Norveç açıklarında inşa edilen 2.3 MW’lık Siemens türbini, 2009 yılından bu yana başarılı bir şekilde çalışmaktadır. Dünyanın ilk tam ölçekli yüzer rüzgar türbini yılda yaklaşık olarak 32.5 GWh elektrik enerjisi üretmektedir.

Hywind ayrıca yüksek taleplerinin oluştuğu zamanlarda kullanılması için aşırı üretilen enerjinin depolanması amaçlı kullanılacak olan bataryalarında ilk uygulaması olacak. 1 MWh’lik lityum batarya 2018’in sonlarında sisteme monte edilecek. Şirket tesisin özellikle Birleşik Amerika ve Japonya’nın içerisinde bulunduğu birçok ülkede yeni fırsatların açılacağını ummaktadır.

Japonya’da ise 2013 yılından bu yana Japonya anakarasının kuzeydoğu sahilinin 20 km açığında yüzer türbinler inşa edilmektedir.

2011’deki Fukuşima nükleer felaketi Japonların yenilenebilir, alternatif enerji teknolojilerine olan ilgisini, özellikle de yüzer rüzgar türbinlere yönelik arttırdı. Birleşik Krallığın aksine Japonya derin sularla çevrilidir. Bu da Japonya’yı sabitlenmiş rüzgar türbinleri için elverişsizken yüzer türbinler için dünyada en önemli konuma getirmektedir.

2013’te Fukuşima Forward projesi 2 MW’lık Hitachi türbinini inşa edilmesiyle başladı ve 2015 yılında Mitsubishi tarafından inşa edilen 7 MW’lık türbinle devam etti. Bu yılın Temmuz ayında ise 5 MW’lık Hitachi türbini eklendi. Toplamda 14 MW’lık gücüyle dünyanın en büyük yüzer rüzgar türbini olma özelliğini taşımaktadır.

Hywind türbinlerinin aksine, 2 MW ve 7 MW’lık Fukuşima türbinlerinin ikisi de yarı-denizaltı ya da yarı batık olarak tanımlayabileceğimiz şekilde inşa edilmiştir. Bağlantı hatları platformdan deniz tabanına zincirlenmiştir. Dört sütunu yarı batık olan 2 MW’lık Fukuşima Mirai türbini Richter ölçeğine göre 7.1 büyüklüğünde olan deprem ve ardından gelen tsunami ve iki tayfun felaketinden sağlam bir şekilde çıkmıştır.

Bu arada Portekiz’de 2 MW’lık WindFloat bir prototip yüzer bir rüzgar türbini Aguçadoura açıklarında enerji üretmektedir. 2011 yılındaki inşa edilişinden bu yana 16 GWh enerji üretmiştir.

İngiltere, Japonya, Portekiz gibi ülkelerde önemi ve uygulaması her geçen yıl artan yüzer rüzgar türbinleri önümüzdeki 15-20 yıllık dönemde gerek maliyeti gerekse montaj kolaylığı gibi konularda sağlayacağı faydalardan dolayı büyük miktarda gelişim sağlayacaktır.

Kaynak:

►theengineer.co.uk

Yazar: Ali Can Çabuker