Rüzgâr Enerjisi Geleceğin Enerji Kaynağı Olabilir mi?

Rüzgâr Enerjisi Geleceğin Enerji Kaynağı Olabilir mi?
Doğan Haktanır,
Yakın Doğu Üniversitesi – Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
e-posta: [email protected]
ÖZETÇE
İnsan yaratılışı itibarı ile konforuna düşkündür.
Enerji konforu temin edebilecek kaynakların
başında gelir. Kaynaklar ise enerjinin devamını
sağlar. Kaynaklar üzerinde bir tehlike oluşması
veya son bulma olasılıklarının ortaya çıkması, fen
adamlarının böyle olasılıkları bertaraf etmek için
harekete geçirir ve bu amaçla büyük uğraş verirler.
Fosil yakıtlarının gün geçtikçe azalması fen
adamlarını alternatif enerji arayışları içerisine
itmiştir. Bu açıdan bütün bakışlar diğer enerjiler
yanında rüzgar enerjisi üzerine de çevrilmiştir. Bu
bildiri Rüzgarın oluşumu, türleri, güçleri ve
görüldüğü yerler hakkında kısa bilgiler verirken
onlardan yararlanan ülkeleri de tanıtmakta, olması
muhtemel enerji tüketim metodlarından kısaca söz
etmekte ve bu enerjinin geleceğin ana enerji
kullanımı durumuna gelip gelmeyeceği görüşünü
tartışmaktadır.
150 yıl önce yapıldığını dikkate alırsak bugün bunun
gerçekleşmediğini görsek bile gidişin o yönde
olduğuna dair deliller ortaya çıkmıştır. Bu delilleri
saptamak için yıllara oranla olan nüfus artışını
incelemenin kifayetli olduğu inancındayım. Bu nedenle
bunun birgün olabileceğini düşünmemek veya ortaya
atılan savı kahinle paylaşmamak elde değildir.
Bilim adamları tarafından benimsenen bu görüş
onları çeşitli yönlerden çalışmaya sevketmiş ve
yenilenebilir enerji kaynaklarını araştırma ortamı
içerisine itmiştir. Bu enerji kaynakları arayışı
içerisinde, mevcut enerji kaynakları da araştırılmış ve o
yönde de kehanetlerde bulunulmuştur. Bu kehanetlere
göre mevcut enerji kaynakları kullanıma gore 2025
yılında son bulacaktır [2]. Şekil 2 petrol reservleri ile
ilgili otaya atılan böyle bir iddiayı yansıtmaktadır.
1. GİRİŞ
Geleceklerinden endişe eden insanlar zaman
zaman, kendilerine göre bildik saydıkları
konularda, kehanette bulunurlar. Bundan 150 yıl
önce David Ricardo isimli bir ekonomist, dünya
nüfusunun o günkü şartlar içerisinde artmaya
devam etmesi halinde, şekil 1’de belirtildiği gibi
2000 yılında limitlerine ulaşacağını iddia etmiştir
[1].
Şekil 2 – Yukarıdaki grafik, Odell’e göre İngiliz petrol
reservlerinin çeşitli üretimler tahtında yapılan tüketim
tahminlerini yansıtmaktadır.
Gerek nüfus açısından gerekse reservlerin son
bulacağı açısından yapılan kehanetler basında geniş
yankılar
uyandırmış
ve
birçok
yorumların
kaynaklanmasına neden olmuştur. [3]. Bu yorumlar
birçok
kuruluşları
harekete
geçirmiş
ve
yararlanılabilecek ortamlarda ciddi çalışmaları
başlatmıştır. Rüzgardan büyük ölçüde yararlanma
yollarının
araştırılması
da
bu
iddianın
benimsenmesinden kaynaklanmıştır.
2. TARİHÇE
Şimdi yılımız 2001. Dünya, nüfus açısından
limitlerine henüz ulaşmamıştır. Ancak kehanetin
Rüzgâr enerjisi, tarihin çok eski devirlerinde dahi,
gerek denizde gerekse karada, bir enerji kaynağı olarak
kullanılmaktaydı. 5000 yıl önce eski Mısırlıların rüzgâr
gücüne dayalı deniz nakliyatı yaptıkları hiyeroğlif
şekillerde, diğer bir deyimle resim yazısı, kayıtlarında
bulunmuştur. Rüzgâr enerjisine dayalı deniz
nakliyatı 19. asırda en üst düzeye çıkmıştır. 19.
asırda buharlı gemilerin buluşu ile bu tür nakliyatın
önemi azalmış ve bugün salt bir eğlence aracı olma
durumuna kadar düşmüştür. Karada görülen yel
değirmenleri tarihin en eski buluşlarındandır.
Önceleri mekanik işler için elde edilen enerji,
1970’te başgösteren enerji sıkıntısından sonra
tüketimi karşılamak için üretim alanı elektrik
enerjisi üretimine kaydırıldı. Tarihten elde edilen
kaynaklara göre ilk yeldeğir-menlerinin izlerine
İran bölgesinde rastlanmıştır. Arkeologlar İran’da
yaptıkları araştırmalarda beşinci asra kadar geriye
giden ve sulama amaçlarına hasredilen yel
değirmeni ile çalışan mekanik su pompaları
bulmuşlardır. O devirdeki yel değirmenlerinin
kanatları bezden olup dikey konumunda
bulunmaktaydı. Bu tür olmasının nedenleri rüzgâr
yönünün denetimi gerekme-mesinden ötürüydü.
Yel değirmenleri daha sonra-ları dünyanın diğer
ülkelerinde de görülmeğe başlandı. Bunların
örnekleri
Avrupada
ondördüncü
yüzyılda,
Amerikada ise yirminci yüzyılda mevcuttur. Bu
asırdan sonra yel değirmenleri süratle gelişti
Anaforların süresi çok uzundur. Bu süre bazan sürekli
olarak altı ayı da geçebilir.
Rüzgarların oluşumu insanoğlunu daima ilgendirmiş
ve ondan yararlanmak için karakteristiklerini öğrenmek
yolunda çabalar harcatmıştır. Dr. Ferdi Türksoy
“Rüzgar Enerjisi Sempozyumu”nda yayınladığı
bildiride atmosferin toplam enerjisini kinetic ve
potansiyel enerji olarak ikiye ayırmış ve rüzgarı temel
basınç kuvvetlerinin etkisiyle potansiyel enerjinin
kinetic enerjiye dönüşümü olarak tanımlamıştır [4].
Dr. Ferdi Türksoy’a göre dünya dönüşü ile oluşan
rüzgar türleri şekil 3’te yansıtıldığı gibidir. Ancak sunu
unutmamak gerekir ki dünya, bulunduğumuz konuma
göre, batıdan doğuya doğru dönüş yapmaktadır.
3. BİLİNEN RÜZGAR TÜRLERİ
Küremizin varoluşundan bu yana üzerinde,
konumuna göre çeşitli enerjilerin de oluştuğu bir
gerçektir. Rüzgâr enerjisi bunlardan bir tanesidir.
Rüzgâr enerjisinin güneşe bağlı olanı deniz yeli
adını alır. Seher yeli, Sabah yeli, Akşam yeli gibi
isimlerle belirlenir. Teşekkülü güneşin kara enerjisi
ile ısınıp da yükselen havanın yerine soğuk havanın
akın etmesidir. Olay, karaların erken ısınması buna
karşılık suların geç ısınması ile gerçekleşir. Buna
benzerlik taşıyan diğer bir yel de lodos’tur.
Güney’den veya Güneybatı’dan eser. Çok kuru bir
yel olmasına rağmen yağmur bulutlarını da
beraberinde getirir. Yörelere göre, boz yel, ak yel,
yerel yel isimlerini alır. Deniz yeli ve lodosun
şiddeti saatta 50 km’ye kadar ulaşabilir.
Diğer rüzgâr enerjisi ise alizelerle anaforlardır.
Genellikle ekvatöre yakın olan bölgelerde oluşurlar.
Oluşum nedeni dünyanın dönüşüne bağlıdır.
Hareket halinde olan herhangi bir cisim temas ettiği
cismi de beraberinde sürükler. Dünyamız ise kendi
ekseni etrafında dönmekte ve aynı görüngüden
temas ettiği havayı da beraberinde sürüklemektedir.
Alizeler ekvatörün güneyinde güneydoğudan
ekvatöre doğru, kuzeyinde ise kuzeydoğudan
ekvatöre doğru yıl süresince eserler. Bu tür esintiler
genellikle düzenlidir. Anaforlar ise kendilerini
genellikle kutuplarda gösterirler. Antartika anaforu
diğer anaforlara nispeten daha şiddetlidir.
Şekil 3. Yükarıdaki şekil dünyanın dönüşü ile hasıl olan
rüzgar türlerini yansıtmaktadır.
Rüzgâr enerjisinin bir türü daha vardır ki bu türü çok
tehlikelidir. Bu tür enerji, tayfun, fırtına, hortum gibi
isimler alır. Tayfun daha çok Büyük Okyanus’ta, Çin
Denizinde görülür. Tropikal bölgelerde olan şekli
siklon adını alır. Oluşumu ısı sonucu havanın
genleşmesinden meydana gelen yüksek basınç ile
ilgilidir. Durgun bir merkezden, dünyanın kuzey
yarısında saat yelkovanının dönüşü yönünde, güney
yarısında ise bu işlemin tersine dönerek oluşan ve
tahrip gücü yüksek olan rüzgarlardır. Hareket halinde
olan rüzgardan husule gelen ivme katı bir cisim olan
yere doğru olamayacağından dönerek göğe doğru
yükselir. Hortum şekline benzemesinden hortum adını
da alan bu enerjinin şiddeti o kadar büyüktür ki önüne
çıkan her şeyi merkez-kaç kuvetine dayalı olarak
yerinden söker, havaya doğru çeker ve çevreye fırlatır.
Bu tür enerji her yıl dünyalılara milyonlarca zarar
getirir. Akım şiddeti saatta 550 km’ye kadar ulaşabilen
bu enerjiyi harmonize edecek veya denetim altına
alacak herhangi bir usül henüz bulunamamıştır.
Rüzgarın bir başka türü de batı rüzgarlarıdır. Bu
rüzgarlar genellikle dünyanın 35o ile 60o parallelleri
arasında kalan sahada hüküm sürerler. Dünyanın
her iki yarım küresinde de anılan paraleller arasında
görülürler. Karakteristikleri değişken ve siddetli
olmasıdır. Fırtınaları genellikle bu rüzgarlar
oluştururlar.
Monsoon rüzgarları Güney Asya’da görülürler.
Bu rüzgarlar genellikle yağmur bulutlarını da
beraberlerinde getirirler. Kışta denize doğru yazda
ise karaya doğru eserler. Çok sık görüldükleri
yerler Hindistan ve Kuzey Doğu Asya ülkeleridir.
Görüldükleri aylar Nisan ile Eylül ayları arasındaki
sürelerdir. Yağmurları da beraber getirdiklerinden
bu bölgelerde sık sık su baskınları ve seller büyük
bir hasara yol açmaktadır.
Mistral, kış aylarında Fransa’nın Akdeniz
kıyılarında beliren rüzgarlardır. Kuzeyden gelen
kuru ve soğuk havayı da beraberlerinde getirirler.
Genellikle Rhone vadisinde oluşurlar. Şiddetleri
145 km/s’a kadar erişebilir.
Sirocco rüzgarları Kuzey Afrika’dan Akdeniz
kanalıyle Kuzey Avrupa’ya eser. Sıcak ve kurudur.
Genellikle
ilkbaharda
eliptik
yörünge
görüngüsünde ortaya çıkarlar.
Kıbrıs’ta hokum süren rüzgarlar ise deniz
meltemleridir. Bu rüzgarlar burada çok güçlüdür.
Yönleri Kuzey Batı istikametindedir. Ancak
Adanın geografik konumu bu rüzgarların yönünü
etkilemekte ve değişik yapı karakterlerini ortaya
çıkarmaktadır. M. Altunç tarafından yayımlanan bir
bildiride bu rüzgarların şiddeti 4m/s’den fazla
olarak verilmektedir [5]. Konu edilen yerlerde
yapılan rüzgar şiddeti ölçümlerinde rüzgar
sistemlerinin kurulması kanıtlanmıştır. Şekil 4 bu
ölçümlerden çıkan sonuçları yansıtmaktadır.
Şekil 5 dünya dönüşünün dışında kalan rüzgar
şekillerini yansıtmaktadır.
Şekil 5. Yukarıdaki şekil WASP tarafından yayımlanan ve
rüzgarların oluşumunu açıklayan bir şamayı tesbit etmektedir [6].
4. DÜNYA VE YEL DEĞİRMENLERİ
Şekil 4. Yukarıdaki grafik Kuzey Kıbrıs Türk
Cumhuriyetindeki ortalama rüzgar siddetini tesbit
etmektedir. Bu rakamlardan da anlaşılacağı gibi KKTC
sınırları içerisinde rüzgar enerji sistemlerinin kurulması
uygun bulunmaktadır.
Elektrik enerjisi üretebilmek için rüzgarın
potansiyel gücünü bilmek gerekir. İnsanoğlu bunun da
çaresini bulmuş ve hususta çeşitli metodlar kullanmıştır
[7].
Bugün dünya, rüzgarda bulunan potansiyel enerjiyi
bir seri aşamalardan sonra elektrik enerjisine
dönüştürürken bu enerjiden mevcut ihtiyacının ancak
%10’una kadar yararlanabilmektedir.
Avrupa bu hususta diğer ülkelere nispeten biraz
daha ileri bir aşamadadır.
Tablo 1 Avrupa ülkelerinin rüzgar enerjisi
kanalıyle ürettikleri elektrik enerji tutarını
yansıtmaktadır.
Tablo 1.
değirmenlerden birini yansıtmaktadır. Danimarka bu
değirmenlerden 9 MW oranında elektrik akımı elde
etmeğe başladı. 1942’de elektrik akımı F L Smidth
tarafından doğru akımdan alternatif akıma çevrildi.
1955 yılına kadar tüm elektrik değirmenleri alternatif
akıma dönüştürüldü. Danimarka’da bu tarihe kadar
elde edilen elektrik gücünün tutarı 700 MW’ı buldu.
4.2. Almanya
Dünyada rüzgâr enerjisi ile en çok elektrik ihtiyacını
gideren ülke Danimarka olup ülke elektrik enerjisi
ihtiyacını karşılama oranlamasında dünya liderliğini
elinde tutmaktadır. Ancak kurulu güç olarak en çok
elektrik üreten ülke ise Tablo 1’den de anlaşılacağı gibi
enerji üretimindeki birincilik ise Almanya’nındır. Bu
durumda İspanya ikinci, Danimarka da üçüncü sırada
yer almaktadır. Almanyanın bu aşamaya gelmesi
kuruluşların yanında rüzgar enerjisini teşvik etkmek
amacıyle bireylere dahi rüzgar enerjisi üretiminde
karşılıksız yardım yapmasından kaynaklanmıştır. [9].
4.3. Amerika
Tablo 1. Yukarıdaki tablo Avrupa ülkelerinin rüzgar
enerjisine dayalı üretim yapan santrallarının verimini
yansıtmaktadır.
Avrupa Rüzgâr Enerjisi Birliği 2010 yılına kadar
rüzgar enerjisinden 40000 MW’lık bir elektrik
enerjisi elde etmeyi hedeflemektedir [8].
Dünyada rüzgar enerjisinden yararlanan belli
başlı önemli ülkelerin durumu şöyledir:
4.1. Danimarka
Geçtiğimiz asrın sonlarına doğru Elektrik
değirmenleri Danimarka’da önem kazanmış olup
önceleri
bireysel
olarak
ev
tavanlarında
oluşturulmuştur. 1890 yılında profesör P. La Cour
Danimarka Hükümetinin desteği ile 200 MW
üretebilecek Elektrik değirmenlerinin yapımını
başlattı. Bu değirmenlerin bir tanesinin kanadı
22.85 metrelik bir çap oluşturmaktaydı. Elektrik
değirmeninin yerden yüksekliği ise 24.38 metreydi.
Her elektrik değirmeninin ürettiği güç ise 9 kW
olup, ürettiği akım da doğru akımdı. Bu durumda
200 MW’ı elde etmek için onbinlerce elektrik
değirmenin üretime geçmesi gerekmekteydi.
Profesör P. La Cour projesini tamamlayamadan
1908’de öldü. Ancak elektrik değirmenleri
yapılmasının hızı kesilmedi. 1910 yılında elektrik
değirmenlerinin sığası 25 kW’a çıkarıldı. İkinci
dünya
savaşına
kadar
üretilen
elektrik
değirmenlerinin sayısı 481’e yükseldi. Şekil 4 bu
Şekil 6 – Yukarıdaki resim Amerikanın Kaliforniya
eyaletinde kurulan bir rüzgar enerjisinden yararlanılan bir
rüzgar enerji bataryasını yansıtmaktadır.
Bir hareket başlarken bazı ülkeler öncü
durumuna girer bazı ülkeler de arkadan gelir. Konu
Amerika’daki şirketlerin ilgisini çok geç çekti.
Denilebilir ki konuya atfedilen bakışlar ancak 1922
yıllarında önem kazandı, ama buna rağmen ciddi
gelişmeler 1993 yılından sonra başladı.
Bu tarihlerde 54 şirket, iki, üç ve daha çok
pervane kanatlarını ihtiva eden çeşitli tipte elektrik
değirmenleri üretmeğe başladılar. Yine bu devrede
üretilen elektrik değirmenlerinin en belirgin özelliği
değirmenin dönüş devrini denetim altına alan ve
“flyball governor’’ olarak isimlendirilen düzeneğin
bulunmasıydı. Bu düzenek elektrik akımının
düzenli olmasında büyük yararlar sağladı ve şekil
6’te yer alan elektrik akımı üreten çiftliklerin
oluşturulmasına önayak olmuştur.
Rüzgar enerjisinin sığası keşfedildikten sonra
Amerikada bu yönde büyük gelişmeler oldu. Bu
ülkede rüzgar değirmenleri süratle gelişmeye
başladı. Son on yıldan bu güne bu gelişmeler o
kadar süratli oldu ki 3000 MW erişen dünyadaki
kapasitenin 1700 MW’ı yanız Amerika’nın
Kaliforniya eyaletindedir. Birleşik Amerika
Devletlerinde rüzgar enerjisinden üretilen elektrik
enerjisi sarfiyatın çok üstündedir. Bu üretim sonucu
bu ülkedeki elektrik enerjisinin kWh başına satışı 5
cent’e kadar düşmüştür [10].
4.4. Rusya
Rusya’daki elektrik değirmenleri çalışmaları
1938’de başladı. Bu ilk çalışmalar Karadeniz’e
yakın Yalta’da Sivastopol enerji merkezine
bağlanacak olan elektrik değirmenleri üretimini
kapsamaktaydı. 100 kW gücünde ve üç kanatlı olan
bu elektrik değirmenlerinin kanat dönüş çemberi
30.48 metreyi bulmaktaydı. Tabanı teşkil eden
kulenin yükseliği de aynı ölçüyü taşımasına karşın
meyilli yapılması kanatların alt kısmının yerle olan
mesafesini
biraz
artırmaktaydı.
Bu
yel
değirmenlerinin özelliği dönüş devrini denetim
altına alacak kanat açılarını değiştiren düzeneğin
bulunmasıydı. Diğer özellikleri ise 15 mil saatta
esen bir rüzgârdan yılda 279 MW’lık bir enerji elde
etmeleriydi. Dezavantajları bu uğurda bir düzenek
bulunmasına karşın yine devir denetiminin düzenli
devir amacını yerine getirememesiydi.
4.5. İngiltere
İngiltere’de rüzgâr enerjisinden yararlanma
1920 yılında başladı. ilk yapılan elektrik
değirmenleri 250 W ile 10 kW arasındaydı. Bu
durum 1930 yılına kadar herhangi bir değişikliğe
uğramadı. İngiltere’de 100 kW gücündeki elektrik
değirmenleri ikinci dünya savaşından sonra
yapılmağa başlandı. İngiltere’nin bu yönde yaptığı
üretim daha fazla dışa dönük bir üretimdi. Yerel
üretimler ise şekil 7’de belirtildiği gibi daha fazla
çiftliklerle araştırma merkezleri etrafında odak teşkil
etmekteydi [11].
Şekil 7 – Güneş ve Rüzgar enerjisi kullanan bir araştırma
merkezi
Bu tür çabalar herhangi bir değişikliğe uğramadan
1957 yılına kadar devam etti. 1957 yılından sonra iç
üretim sığasında bir azalma başgösterdi. Üretilen
generatörlerin sığası 7.5 kW ile 25 kW arasında oldu.
Bu durum ise elektrik değirmenlerinin daha fazla bu
güçte alıcı bulmasına bağlanmaktadır. Daha sonraları
siparişe göre daha güçlü elektrik üreten değirmenler
üretildi.
5. YARARLANMA ELEMANLARI
Elektrik enerjisinin kullanımından hasıl olan enerji
gereksinimlerini Rüzgâr enerjisinden elde edebilmek
amacıyle onlardan değişik biçimlerde yararlanma
olanakları araştırıldı. Bu araştırmalar hem hava
kirliliğini önlemek hem de ekonomik bir üretim
merkezi oluşturabilecek bir sistemin geliştirilmesine
dayanmaktaydı.
Bu düşücenin sonucu olarak bu yöndeki çalışmalar
hızla gelişti ve dünyanın her yerinde elektrik sağlayan
yel değirmenleri kuruldu.
Rüzgârdan enerji üretmek için şu elemanlara
gereksinim vardır:
Rüzgar
Rüzgârı mekanik enerjiye çevirecek araç
(pervaneler) Şekil 8.
Üretim, mekanik enerjiyi elektrik, ısıtma, soğutma,
v.b. gibi enerjiye çevirecek düzen. Şekil 8
rüzgar değirmenlerinden gelen hareket enerjisini
jeneratöre aktaran ve elektrik üreten bir düzeni
yansıtmaktadır.
Depolama
Depolanan enerjiyi istenen enerjiye çevirme
(inverter)
Rüzgarı potansiyel enerji olarak ele alırsak bu
potansiyel enerjiyi kinetic enerjiye dönüştürebilmek
için bazı araç ve gereçlere vardır. Bu araç ve gereçler
genellikle muhtelif tiplerde yapılan pervanelerdir.
Şekil 7 bu pervanelerin tiplerini yansıtmaktadır.
Şekil 9 bir tanesini yansıtmaktadır. Bu şekilde
gösterilen jeneratörlerin de birçok çeşitleri vardır.
Şekil 9. Yukarıdaki resim rürgar enerji değirmenlerinin enerji
üretim kısmını yansıtmaktadır
6. RÜZGAR VE DİĞER ENERJİLER
Şekil 8. Potansiyel enerjiyi kinetic enerjiye dönüştürmek
için muhtelif yollar vardır. Yukarıdaki şekiller bu yolları
saptamaktadır.
Pervaneler potansiyel enerjiyi kinetic enerjiye
dönüştürür. Potansiyel enerjinin kinetic enerjiye
dönüşmesinden sonra oluşan enerjinin stabilize
edilmesi ve elektrik enerjisine dönüştürülmesi
gerekmektedir. Bu bölümde de mekanik yoldan
yararlanılmaktadır.
Kinetik
enerjinin
elektrik
enerjisine
dönüşmesini sağlayan araçlar da jeneratörlerdir
Elektrik akımının üretimi önceleri akarsu ile
başlatıldı. Buna daha sonra kömür eklendi. Bilâhare
bunların yerini akaryakıt ve nükleer santrallar devraldı.
Dünyayı felâkete sürükleyen hava kirliliği nedeniyle
elektrik akımının üretiminde gözler şimdi temiz enerji
kaynaklarına çevrildi. Bu temiz enerji kaynakları
güneş, rüzgar, akarsular, dalga, gel-git enerjileri gibi
dünyamızda mevcut olan kaynaklardır. Bu kaynaklarla
da elektrik enerjisi üretilebilmektedir. Ancak elektrik
enerjisinin üretimi en çok akaryakıtla olanıdır. Bu ise
hava kirliliğini doğurur. İkinci derecedeki kaynak ise
katı yakıttır. Ençok hava kirliliğini yaratan enerji bu tür
yakıttan elde edilenidir. Gün geçtikçe bu enerjiye
dayalı elektrik akımı üretimi bu nedenle azalmaktadır.
Üçüncü derecede olan elektrik akımı üretimi akarsulara
dayanmaktadır. Bu tür enerji daha çok doğanın coğrafi
konumuna bağlıdır. Diğer bir deyimle ırmakların ve
göllerin bulunduğu yerleri kapsamına almaktadır. Bu
nedenle her istenen yerde üretimin yapılması mümkün
değildir. Geriye rüzgâr enerjisi, Dalga enerjisi ve
Güneş enerjisi kalmaktadır. Bugün bu temiz
enerjilerden yararlanma miktarı çok azdır. Hatırı sayılır
miktarda gelişen salt rüzgâr enerjisidir. Bu türden
üretilen elektrik akımının 2010 yılına kadar toplam
enerjinin %10’unu teşkil etmesi beklenmektedir [12].
Bugün dünya üzerinde rüzgâr enerjisinden
yararlanma en çok elektrik temini üzerinde olmaktadır.
Kıbrıs’ta enerji kaynağının dıştan ithal edildiğini göz
önünde bulundurursak, bu kaynağın kesilmesi veya
zamanında adaya ulaşması ile ilgili zorluklar
kaçınılmazdır. Bu nedenle Türk kesiminde özellikle
Beşparmak
dağlarında
rüzgâr
enerjisinden
yararlanılacak tedbirler almak kanaatimizce en iyi
olan davranıştır. İnanıyoruz ki bu hususta yapılacak
fizibilite çalışmaları bu söylediklerimizi kuvvetle
destekler mahiyette olacak ve ortaya attığımız bu
tezi doğrulayacaktır. Bu hususta ortaya bir
varsayım atılabilir. Kıbrıs’ta sözü edilen yerlerde
rüzgâr enerjisi ne kadardır? Araştırma yapmadan bu
soruya
yanıt vermek güçtür. Yaptığımız
araştırmalara istinaden bu hususta bazı ölçümler
yapılmıştır [13]. Bu ölçümlere göre rüzgar
şiddetiyle güç potansiyeli rakamlarla saptanmıştır.
Bu enerjinin şiddeti 1 ile 10 arasında oynar. Önemli
olan bu enerjiden nasıl yararlanılmasını bilmektir.
Bu günkü teknik ise buna cevap verebilecek
aşamadadır.
7. RÜZGAR ENERJİSİNİN GÜCÜ
Rüzgârdan elektrik enerjisi elde etmek sınırsız
değildir. Onun da bir ölçüsü vardır. Bu ölçü “Betz
Sınırı’’ kadardır. Bunu anlayacağımız dilde
açıklarsak rüzgâr enerjisinden elde edilecek ideal
verim %56.3 oranını aşamamaktadır. Bu oran
Güneş enerjisinden elde edilecek enerjiye oranla
2.5 misli bir oran taşımaktadır.
Biz bunu
pervanenin dönüş alanı, rüzgârın şiddeti ve elde
edilebilecek elektrik oranı kapsamında açarsak,
Elde edilecek güç = 0.5 D 0.45C A V3
Şöyleki:
D=
C=
A=
V=
havanın deniz seviyesindeki metre
kübündeki kilogram olarak ağırlığı
Pervanenin dönüş alanı, (çemberi)
Kanatcıkların toplam ön yüzey alanı
Rüzgarın hızı
Diyelim ki rüzgârın hızı 4 m/s olsun (yani saatta
9 millik bir esinti),r=1m, D=1.2kg/m3;bu bize:
(0.5x1.2kg/m3x0.45x3.14m2x64(m/s)3 = 54.3 W’lık
bir elektrik enerjisi olacaktır.
Pervane çapı iki kat genişledikçe elde edilecek
güç dört katı artar. Esinti şiddetinin iki kat artışı ise
sekiz misli oranında bir güç doğurur. Örneğin 1m
boyunda bir pervane kanadı 3.14 m2’lik bir alana,
halbuki 2 m boyunda bir pervane kanadı ise 12.56
m2’lik bir alana sahiptir. Öte yandan 1m/s’den
2m/s’ye yükselen bir rüzgâr enerjisi ise ilk enerjinin
8 katına çıkar.
Bu işlemler de bize gösteriyor ki yerine göre en
doğru tasarımı yapabilmek için yukarıda belirtilen
değişkenler cinsinden ciddi bazı analizlerin yapılması
gerekmektedir.
8. RÜZGAR ENERJİSİNİN KULLANIMI
Dünya nüfusunun ve insan ihtiyaçlarının artması ile
elektrik enerjisinin kullanımı da artmaktadır. Bu artış
gereksinimleri karşılayacak üretimi de beraberinde
getirir. Enerji kullanım gereksinimleri teknolojinin
getirdiği birçok sahalarda da kendini hissettirmektedir.
Endüstri amaçlı gereksinimlerden sonra en çok enerji
kullanımı genellikle iklimleme alanlarında meydana
gelmektedir. Bunun yanında enerji kullanımı
asansörlerde,
yürüyen
merdivenlerde,
evlerde
kullanılan günlük ısınma, temizlik ve temaşa
gereksinimlerinde kendini bariz bir biçimde
hissettirmektedir. Dolayısıyle enerji kullanımı gün
geçtikçe artmaktadır.
9. ALTERNATİF OLARAK RÜZGAR
Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşılacağı gibi
kendini çeşitli şekillerde ortaya koyan rüzgar
enerjisinin dünya üzerindeki dağılımı her bölgede aynı
değildir. Bu durumda rüzgardan yararlanabilme ancak
rüzgarın olabileceği yerlerde mümkündür. Bu her ne
kadar bir dezavantaj gibi görülse de elektrisel enerjiye
dönüştürüldüğünde kullanımı ve bir yerden başka bir
yere nakli çok kolaylaşır. Dolayısıyle ihtiyaca cevap
verecek kadar üretilmesi halinde diğer enerjilere
nispeten alternatif bir enerji olmada büyük bir şans
kazanır. Teknoloji daha da geliştirilir, estetik görünüşe
ve alan kapsamasına bir çözüm bulunursa Rüzgar
enerjisinin önümüzdeki yıllarda alternatif bir enerji
olarak ortaya çıkmamasına herhangi bir engel
bulunamayacaktır. Aynı durum KKKTC için de
geçerlidir. Hatta daha da fazla. Çünkü KKTC’de büyük
bir elektrik sıkıntısı çekilmektedir. Bu sıkıntıyı
giderecek başka bir kaynak da elde mevcut değildir.
Sıkıntının giderilmesi elektrik enerjisini kullananları
büyük ölçüde ferahlatacaktır. 2020 yılında KKTC’de
elektrik sıkıntısının daha da kötüye gidilmemesi
isteniyorsa diğer enerjilerin temin edilememesi halinde,
bu enerji alternatif bir enerji olarak düşünülebilir ve
çalışmalar bu yönde şimdiden geliştirilebilir.
10. GELECEĞİN ENERJİ KAYNAĞI
İkide birde gündeme gelen KKTC’deki rüzgar
enerjisinin saptanması üzerinde bazı çalışmalar
yapılmışsa da bu çalışmalar gizli tutulmuş basına
yansımamıştır. Halka açık bir politikanın izlenmesi
yönündeki istemler de “araştırmayı özel şirketler
yaptığı ve bu yöndeki bulguların özel olduğu”
gerekçesiyle karşılık görmemiş ve mevcut potansiyelin
aşaması öğrenilememiştir. Ancak Bayındırlık ve
Ulaştırma
Bakanlığı,
Meteoroloji
Dairesi
elemanlarından Güldehen Bıyıkoğlunun yaptığı
analizlere gore KKTC’de bu yönde büyük bir
potansiyelin olduğu ve kullanılmesı gerektiği
kaydedilmektedir [14].
Bildiride açıklandığına göre rüzgar enerji
sistemlerinin kurulabilecek uygun yerler olarak,
Girne K. Sahil şeridi, Ercan Orta Mesarya, Gazi
Magosa Doğu Sahil şeridi, Güzelyurt Batı Mesarya
bölgeleri verilmektedir.
Bu yerlerde kurulacak küçük çaptaki rüzgar
sistemlerinden 78.6 MWh’lik bir enerji elde
edilmesi mümkün olabileceği hesaplanmıştır.
Teknecik santralının kapasitesinin 120MW
olduğunu dikkate alırsak bu oran mevcut
kullanımın %50’sinden fazla bir enerji oranıdır.
Eğer orta çapta veya büyük çapta rüzgar enerji
sistemleri kurulursa mevcut kapasitenin üzerinde
elektrik enerjisi elde etmek mümkün olacaktır.
Bugün mevcut olan rüzgar enerji sistemlerinden
bir tanesinin 7MW’ın üzerinde enerji verebileceğini
hesaba katarsak bunlardan sadece 20 tanesinin
ihtiyaca cevap verebilecek bir kapasitede olduğu
ortaya çıkmaktadır. Adetler asgariye indiğinden
öyle büyük yel değirmenleri çiftliklerinin kurulması
da gerekmemektedir. Bu durumda çevre estetik
estetik güzelliğini bozacak meylinde veya savında
olan görüş de kendiliğinden bertaraf edilmiş
olacaktır. Bu rakamlar ortaya rüzgar enerjisinin
geleceğin enerjisi olma potansiyeline haiz olduğu
karakteristiğini ortaya koymaktadır. O halde bu
hususta şimdiden çalışmalara başlamak ve bir enerji
politikasını ele almak gerekmektedir. Bir enerji
politikasının yokluğunda geleceğe bırakılacak
fatura çok yüksek olacaktır. Bu nedenle faturayı
geleceğe bırakmamak için gerekli planlamanın
şimdiden yapılması gerekmektedir.
10. SONUÇ
Rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, su enerjisi gibi
yararlanılabilecek güçlü, temiz enerjilerden bir
tanesidir. Yakıta bağlı enerji türleri gibi hava
kirlenmesi, asit yağmurlarının oluşturulması, bu
enerjide söz konusu olamaz. Varlığı dünyanın
varlığı ile orantılı olduğundan yakıta bağlı enerjinin
aksine “tükenmeyen bir enerji”dir. Elektrik
değirmenlerinin çalışması rüzgâr şiddetine bağlı
olması bir dezavantaj olsa da, rüzgarın geniş bir
alana hitap etmesinden dünya üzerinde konumlarına
göre, birçok yerlere kurulabilirler. Yararlanabilme
tekniği daha da geliştirilirse yakıta bağlı enerji
türünden daha ekonomik bir verim sağlanamaması
için hiç bir neden bulunmamaktadır. Bu durumda
geleceğin ana enerjilerinden biri olma potansiyeline
haizdir. KKTC de bu ortam içerisine girmelidir.
11. KAYNAKLAR
[1] Open University, “Resources”, Open University Press,
1985.
[2] C. F. Park, “Earthbound” (1975), Freeman, Cooper,
şekil 1.1, ABD İstatistik Bürosu.
[3] D. H. Meadows, D. L. Meadows, J. Randers, W. W.
Bahrens, “The Limits to Growth”, Earth Island/Pan,
1972, p.23.
[4] Türksoy, F., (2001). “Rüzgar Verisi Ölçümü ve
Analizi”, Rüzgar Enerji Sempozyumu, EMO İzmir,
(Nisan 2001), (s.87).
[5] Altunç,
M.,
(2000).
“Kuzey
Kıbrıs
Türk
Cumhuriyetindeki Rüzgar
Enerji Potansiyelinin
İncelenmesi”,
Yenilenebilir
Enerji
Kaynakları
Kongresi,KTMMOB, EMO, (Şubat 2000), (s.29).
[6] Troen, E.L.P., (1989). “European Wind Atlas”, Riso
National Laboratory, Denmark (1989).
[7] Strack, M., Klug, H., (2001). “Wind Potential
Assessment and Micrositing: Overview of the state of
art”, Rüzgar Enerji Sempozyumu, EMO İzmir, (Nisan
2001), (s.67).
[8] IEEE-USA, (2001). “Position Statement on Solar and
Renewable Energy: Wind Power Systems”, IEEE United
States Activities Board, (June 1996), (s.3-4).
[9] Gipe, P., (1993). “Wind Power for Home & Business:
Renewable Energy for the 1990s and Beyond”, Chelsea
Green Publishing Co. (1993), (s.80)
[10] Gipe, P., (1993). “Wind Power for Home & Business:
Renewable Energy for the 1990s and Beyond”, Chelsea
Green Publishing Co. (1993), (s.203-205)
[11] Watts, M., (2000). “Water and Wind Power”, Shire
Publications, (2000), (s.87).
[12] T. S. Uyar, ‘Türkiye Enerji Sektöründe Karar Verme ve
Rüzgar Enerjisinin Entegrasyonu”, ELECO’2000, 8-12
Kasım 2000, Bursa.
[13] M. Altunç, “Kuzey Kıbrıs Türk Cumhuriyeti’ndeki
Rüzgar
Enerji
Potansiyeli’nin
İncelenmesi”,
Yenilenebilir Enerji Kaynakları Kongresi, KTMMOB
EMO, (25-26 Şubat 2000), KKTC, (s.25).
[14] Bıyıkoğlu, G., (1995). “Kuzey Kıbrıs’ta Rüzgar Enerji
Potansiyeli Analizi ve Rüzgar Enerjisi Dönüşüm
Sistemlerinin Uygulama Alanları”, I. Ulusal Enerji
Kongresi, KTMMOB, EMO, (Mart 1995), (s. 1-12).