Aşağıdaki metin, TÇV’nin 6-7 Ekim
2009’da Osmaniye’de düzenlediği
“Gökçedağ Rüzgâr Santralı”
bilgilendirme toplantılarında sunulan
tebliğin giriş kısmı olup, toplantı
sonrası yayınlanan kitaptan alınmıştır.

RÜZGÂR ENERJİSİ

Zerrin Taç Altuntaşoğlu

Elektrik Mühendisi, Kamu Yönetimi Yüksek Lisans

Rüzgâr enerjisinden çok eski çağlardan beri yararlanılmakta olup, bu enerjiden M.Ö. 5000’li yıllarda Nil Nehri’ndeki kayıklarda yararlanıldığı bilinmektedir. M.Ö. 200’de Çin’de de basit yel değirmenleri su pompalanmasında kullanılırken, İran ve Orta Doğu’da kanatları kamıştan örülmüş olan düşey eksenli yel değirmenleri, tahılları öğütmede kullanılmıştır. Rüzgâr enerjisi, 11. Yüzyıl’dan itibaren, tâcirler tarafından ve ayrıca Haçlı seferleri vesilesiyle Avrupa’ya götürülmüştür. Hollandalılar, yel değirmenlerini geliştirerek göllerin ve Ren Nehri bataklıklarının kurutulmasında kullanmıştır. 19. Yüzyıl sonlarında ise göçmenler bu teknolojiyi Amerika’ya götürerek tarlaların ve çiftliklerin sulanması için su pompalamada ve daha sonra da evler ve endüstri için elektrik üretiminde kullanmışlardır.

Önce Avrupa, daha sonra Amerika’da buharlı makinaların keşfi ile başlayan sanayileşme, yel değirmenlerinin ve yelkenli gemilerin kullanımının aşamalı olarak azalmasına sebep olmuştur. Dizel yakıtların ucuzluğu sebebiyle rüzgâr enerjisini değerlendirme çabaları bir kenara bırakılmıştır. Bu durum 2. Dünya Savaşı’na kadar sürmüş, bu yıllardaki enerji sıkıntısı sebebiyle rüzgâr türbinlerine duyulan ilgi tekrar artmış ve 1940’lı yıllarda 1,25 MW’lık bir rüzgâr türbini Danimarka yerel elektrik şebekesine enerji sağlamıştır. Rüzgâr enerjisinin önemi fosil yakıt fiyatlarına göre sürekli değişmiş ve 2. Dünya Savaşı’ndan sonra fosil yakıt fiyatlarının düşmesi ile yeniden azalmıştır.

1970’li yıllardaki petrol krizi ve yakıt fiyatlarındaki artış sonucu, rüzgâr enerjisi tekrar hatırlanmış ve bu yıllardaki petrol ambargosu sebebiyle yürütülen rüzgâr türbini araştırma-geliştirme çalışmaları ile eski çalışmalardan yararlanılarak rüzgârdan enerji üretimi konusunda yeni tasarımlar geliştirilmiştir. “Rüzgâr tarlaları” veya “rüzgâr enerji santralları” adı altında gruplar halinde rüzgâr türbinlerini içeren ve şebekeye enerji sağlayan projeler Avrupa’da ve Amerika Birleşik Devletleri’nde uygulanmıştır. 1980’li yıllarda petrol fiyatlarının düşmesiyle bu enerji kaynağına olan ilgi azalmış olmakla birlikte, özellikle 1990’larda çevre bilincinin artması sebebiyle yeniden gündeme gelmiş ve sağlanan teknolojik gelişmeler sonucunda rüzgâr enerjisinden elektrik üretim maliyeti, konvansiyonel enerji santrallarıyla rekabet edebilecek seviyelere gelmiş ve ticarî olarak kullanımı, başta Avrupa Birliği ülkeleri ve ABD olmak üzere bütün dünya ülkelerinde yaygınlaşmaya başlamıştır.

Rüzgâr enerjisinden mekanik enerji ve elektrik enerjisi olmak üzere iki temel yararlanma şekli vardır. Mekanik uygulamalarda, rüzgâr enerjisi mekanik enerjiye çevrilerek ev ve çiftliklerde hayvanların su ihtiyacının sağlanması, arazilerin kurutulması gibi amaçlarla ve ayrıca su pompalamada, çeşitli ürünleri kesme, biçme, öğütme ve sıkıştırmada, yağ çıkartma vb. işlerde de kullanılmaktadır. Rüzgâr enerjisi, hem kırsal alanda elektrik enerjisinin yerel üretim ve tüketiminde, hem de elektrik şebekesini beslemek için kullanılmaktadır. Rüzgâr enerjisinin elektrikle ilgili uygulamalarını üç grupta toplamak mümkündür:

1) Şebeke Bağlantılı AC Uygulamalar: Üretilen gücün tamamı veya kullanımdan artan kısmı şebekeye verilir. Bu durumda rüzgâr türbininin ürettiği elektrik enerjisinin faz ve frekansının şebeke değerleri ile uyumlu olması gereklidir. Diğer bir yöntem, çok sayıdaki türbinlerin diziler halinde gruplanarak tarla (santral) meydana getirilmesidir. Bu türbinlerden üretilen enerji elektrik şebekesine verilir. Şebeke bağlantılı sistemler karalara (onshore) ve kıyı ötesine (offshore) kurulmaktadır.

2) Şebeke Bağlantısı Olmayan AC/DC Uygulamalar: Şebekeden bağımsız olarak bulunulan yerin enerjisi rüzgâr türbinlerinden sağlanır. Bu sistemde rüzgâr esmediği zamanlarda kullanılmak üzere uygun bir elektrik depolama sistemi vardır.

3) Uzak DC Sistem Uygulamaları: Röle ve meteoroloji istasyonları, demiryolu sinyalizasyonu, yangın gözetleme kuleleri, dağ evleri, deniz fenerleri, deniz-hava iletişim sistemleri ve uzak pompa istasyonlarının elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamak için bu tür sistemler kullanılır. Bu tür uygulamalarda ihtiyaç duyulan güç 20 W-4 KW arasındadır ve bir kaç günlük kullanıma yetecek akü grupları vardır.