DERSİN HOCASI:

Yrd. Doç. Dr. Sibel ZORLU

HAZIRLAYANLAR:

10012706 Arif ÜZGÜN

10013705 Halil ÜSTÜN

08012105 Mahmut İslam BİLİR

10012703 Muhammet Enes CAN

2

0555 458 64 48

volkan_gfb19@hotmail.com

0505 920 37 59

halil_1251@hotmail.com

0507 701 32 91

mahmutislam@gmail.com

0538 390 46 60

m.enescan@hotmail.com

3

ÖZET

Ekonomik ve toplumsal kalkınmanın en önemli girdilerinden olan enerji, 70‟li yıllardan itibaren

tüm dünya ülkelerinin gündemini ağırlıklı olarak işgal etmektedir. Dünya enerji sektöründe, önceleri pet-

rol krizinden kaynaklanan arz kısıtlamaları, şimdilerde ise çevresel baskılardan kaynaklanan büyük mali-

yet artışları söz konusudur. Bu yüzden ülke ekonomilerinin temel taşlarından biri de enerji sektörüdür.

Enerji üretimine ve kullanımına ilişkin alınacak yatırım kararları ileriye dönük değiştirilemez etkiler yara-

tır. Hatta enerji ihtiyacını karşılama çalışmaları savaş başlangıcı dahi olmuştur zaman zaman.

Ülkemizde ve dünyada hızla artan enerji ihtiyacı, bu artış karşısında mevcut tükenir enerji kaynak-

larındaki azalma ve bazı kaynakların yol açtığı çevresel sorunlar; yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarını

gündeme getirmiştir.

Rüzgar enerjisi bunların içinde en fazla dikkati çeken olmaktadır.

Genç mühendis adayları olarak bizler de, giderek büyüyen ve enerji ihtiyacı her geçen gün katla-

narak artan Türkiye‟de, enerji ihtiyacını büyük oranda karşılayabilecek Alternatif Enerji Kaynaklarından

sadece biri olan Rüzgar Enerjisi üzerinde yoğunlaşmak istedik. Bu çerçevede hem yazılı hem görsel hem

de internetten bu konuyu enine-boyuna araştırdık. Ve gördük ki bu konu o kadar geniş ve detaylı ki hepsi-

ni burada paylaşmak imkânsız olurdu. Bu yüzden Rüzgâr Enerjisinin önemi, Dünya‟daki payı, Avru-

pa‟daki kullanılabilirliği, Türkiye‟nin bu pazarda nerede olduğu, rüzgârın oluşumu, teknik açıdan rüzgâr

türbini ve çiftliği, maliyet analizi ve Türkiye‟de bu alanda çalışma yapan şirketler hakkında kısa ama

önemli bilgiler vermek istedik. Kimi zaman genel kimi zaman detaylı bilgileri paylaşmaya çalıştık.

Bizi Alternatif Enerji Kaynakları ve Türkiye‟deki kullanılabilirliği konusunda uyaran ve uyandı-

ran saygıdeğer hocamız Sibel ZORLU hanımefendiye şükranlarımızı borç biliriz..

Arif ÜZGÜN Halil ÜSTÜN Mahmut İslam BİLİR Muhammet Enes CAN

4

İÇENDEKİLER

KONULAR: SAYFA NO:

A.YENİ VE YENİLENEBİLİR ENERJİ VE KAYNAKLARI………………...5

B.ENERJİ İHTİYACINA GENEL BAKIŞ…………………………………….………...5

C.YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI ÜZERİNE…………………6

D.NEDEN RÜZGAR ENERJİSİ?.................................................................7

Dünyada Rüzgar Enerjisi……………………………………………………………….…………..9

Avrupa‟da Rüzgar Enerjisi ………………….……………………………..10

1.TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİ POTANSİYELİ…………………………11

2.TÜRKİYE RÜZGAR ATLASI…………………………………………..12

3.YER SEÇİMİ VE KURULUM…………………………………………..15

4.RÜZGAR ENERJİSİ MALİYET ANALİZİ …………………………...17

5.RÜZGAR TÜRBİNLERİ………………………………………………...21

Bir Rüzgar Türbininin Anatomisi…………………………………………..30

TÜRKİYE‟DEKİ RÜZGAR SANTRALLERİ…………………………….32

Çalışmamız Süresince Faydalandığımız Kaynaklar………………………..39

5

A.YENİ VE YENİLENEBİLİR ENERJİ VE KAYNAKLARI

Yenilenebilir enerji gücünü güneşten alan ve hiç tükenmeyecek olarak düşünülen, çevreye emisyon

yaymayan enerji çeşitleridir.

Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?

Yenilenebilir enerji kaynakları tablodan da görüldüğü gibi güneş, rüzgar, jeotermal gibi enerji kay-

naklarına verilen isimdir. Tabloda belirtilmeyen okyanus akıntısı ve okyanuslardaki ısı etkisi gibi birkaç

çeşit daha yenilenebilir enerji kaynağı mevcuttur.

Bu kaynaklardan bazıların eldesi çok kolay bazılarınınki ise çok güçtür. Bir bölgeye enerji sağlan-

ması istendiğinde ön hazırlığının çok iyi yapılması, bölgenin enerji kaynaklarının iyi araştırılması ve de

varolan enerjilerin iyi değerlendirilmesi gereklidir. Unutulmamalıdır ki en iyi enerji tasarruflu kullanılan

enerjidir. Ülkemizin her yıl elektrik iletim hatlarında kaybettiği enerji miktarı neredeyse ürettiğinin yarısı

kadardır.

B.ENERJİ İHTİYACINA GENEL BAKIŞ

Enerji iş yapabilme kabiliyeti olarak tanımlanır. Endüstriyel manada insanlığın huzuru ve refahı

için hizmet veren her enerji türü mühendislik ilgi alanına girer. Günümüzde, endüstrinin en temel enerji

tüketimi elektrik enerjisi olup, onu ısınma veya ısıtma amaçlı fosil yakıtlar (petrol, kömür, doğal gaz…)

takip etmektedir.

Geçmişten günümüze elektrik ekseriyetle hidrolik santraller vasıtasıyla üretilmektedir. Arazi yapısı

ve nehir potansiyeli uygun olmayan ülkeler ise termik santraller vasıtasıyla elektrik ihtiyacını karşılamışlar-

dır. Tüm ülkeler yine ısınma ihtiyacını kömür veya petrol ile karşılamaktadırlar. Diğer taraftan enerji ve

yakıt talebi sürekli olarak artmaktadır.

Dolayısıyla hidrolik santraller veya termik santraller vasıtasıyla ve kömür veya petrol vasıtasıyla yakıt tale-

bi karşılanamaz hale gelmesi kaçınılmaz bir gelecektir. Özellikle kömür ve petrol rezervlerinin sınırlı olma-

sı ve bir gün mutlaka bitecek olması gelecek enerji talebini planlayan enerji projeksiyonların çok önemle

değerlendirilmektedir.

Bugün, petrol savaşları olarak tanımlanabilecek Körfez veya Afganistan krizleri göstermektedir ki,

enerji endüstri ihtiyacı yanında çok büyük bir uluslar arası bağımsızlık yönü de vardır. Ülke politikalarında

hemen hemen enerji başrolü oynamaktadır. Bir noktada bir ülkenin bağımsızlığı artık kendi enerjisini karşı-

layabilme potansiyeli ile belirlenmektedir. Enerji olmadan endüstri, endüstri olmadan refah ve mutlu top-

lum veya bağımsızlığını koruyabilme yeteneği olmayacağı için enerjisiz bir ülke siyaseti düşünülemez.

Bahsedilen krizler ve 1974 yılında meydana gelen ve petrol fiyatlarının aşırı yükselmesi ile sonuç-

lanan petrol krizi enerjinin önemini ortaya koymaktadır. Petrol fiyatlarındaki artış, petrol bağımlısı ülkeler-

de ekonomik krizlere, ekonomik krizlerde halk ayaklanmasına, böylece de dış ülkelerin müdahelesine or-

tam hazırlamıştır. Bununla birlikte, 1974 petrol krizinde sanayileşmiş ülkeler teknolojileri ve sanayi ürünle-

ri ihracatları vasıtasıyla, geniş ölçüde petrol kaynaklarına sahip değilken, hafif bir sıkıntı ile bağımsızlıkla-

rından ödün vermeden atlatmışlardır. Hatta benzer bir duruma tekrar düşmemek için enerji bağımsız hale

gelmenin yöntemlerini aramışlardır. Petrol, kömür ve hidrolik potansiyele dayanmayan, bilimsel terminolo-

jide Yenilenebilir Enerji Kaynakları olarak isimlendirilen, yeni enerji kaynakları geliştirmişlerdir. Bu kay-

nakların her ülkede olabilecek olmasına özellikle dikkat edilmiştir.

6

C.YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI ÜZERİNE

Dünyamızda enerji ihtiyacı her yıl yaklaşık olarak %4-5 oranında artmaktadır. Buna karşılık bu ihti-

yacı karşılamakta olan fosil yakıt rezervi ise çok daha hızlı bir şekilde tükenmektedir. Şu anki enerji kulla-

nım koşulları göz önüne alınarak yapılan en iyimser tahminlerde bile en geç 2030 yılında petrol rezervleri-

nin büyük ölçüde tükeneceği ve ihtiyacı karşılayamayacağı görünmektedir. Kömür için şu anki rezervlerle

yaklaşık 80-100 yıl , doğalgaz içinse yine yaklaşık 100-120 yıllık bir kullanım süresi tahmin edilmektedir.

Ayrıca fosil yakıtların kullanımı dünya ortalama sıcaklığını da son bin yılın en yüksek değerlerine

ulaştırmış, yoğun hava kirliliğinin yanı sıra milyonlarca dolar zarara yol açan sel/fırtına gibi doğal afetlerin

gözle görülür biçimde artmasına sebep olmuştur.

Fosil yakıtlar içindeki karbon havadaki oksijen ile birleşerek CO2 (tam yanma halinde) veya CO

(yarım yanma halinde veya yanma havasının az olması) gazları ortaya çıkmaktadır. Yine yakıt içerisinde

eser miktarda bulunan kurşun, kükürt gibi elementler yanma sıcaklığında oksijen ile birleşerek insan sağlığı

açısından önemli tehdit oluşturan bileşikler (SOx, PbO, NOx…) oluşturmaktadır. Bu yanma ürünleri at-

mosfere bırakılmakta ve atmosfer içerisinde birikmektedir. Fotosentez, çürüme gibi tabii dönüşümler bu

birikime engel olabilse de, aşırı yakıt tüketimi kısa süreli bir birikime neden olmaktadır. Atmosfer içinde

biriken yanma gazları güneş ve yer arasında tabii olmayan katman meydana getirmekte, insan ve bitki ha-

yatı üzerinde negatif etkiye neden olmaktadır. Sera Etkisi (Isı enerjisinin karbondioksit gibi gazlar tarafın-

dan emilip atmosferde alıkonmasıyla ortaya çıkan ısı artışı) olarak ta bilinen bu etki ve insan sağlığı bugün

önemle üzerinde durulan olgulardır.

Sera etkisini azaltmak için Kyoto protokolü hazırlanmıştır. Kyoto Protokolü, sera etkisi yaratan

gazların salınımını sınırlamayı ve azaltmayı hedefleyen uluslararası bir anlaşmadır. Bu protokol, 11 Aralık

1997 tarihinde Japonya„nın Kyoto kentinde düzenlenen bir zirvede oluşturulmuştur. Protokol, 9 Mayıs

1992′de New York‟da kabul edilen, İklim Değişikliğine Yönelik Birleşmiş Milletler Çerçeve Sözleşme-

si‟nin belirlediği ilkelere dayanmaktadır.

Protokol‟e taraf olan devletler başta ulusal ekonomilerinin ilgili sektörlerinde enerji etkinliğini iyileştir-

meyle ve sera etkisi yaratan gazların salınımını sınırlaya ve azaltmaya yönelik önlemler almakla, sera gazı

etkisi yaratan (karbondioksit ve metan… gibi) gazların salımında 2012 yılına kadar, 1990 yılındaki düze-

yinden toplam yüzde 5,2 oranında bir azalma sağlamakla yükümlü olduklarını kabul etmektedir.

Protokol ancak 2005 yılı Şubat ayında 55 ülkenin protokole onay vermesi ile yürürlüğe girebilmiştir. An-

cak, atmosfere en fazla sera gazı salan Amerika Birleşik Devletleri protokolün dışında kalmıştır. Türkiye

de 6 şubat 2009′da Kyoto protokolünü imzalamıştır.

Yaşam alanımızı günden güne zehirleyen karbon bazlı olan fosil yakıtlara biraz daha yakından bakalım:

Doğalgaz: Dünyada ısınmada %75 gibi bir oranla en çok kullanılan yakıt türüdür. Dünyanın toplam enerji

tüketiminin ise, %22′sini karşılamaktadır. Çok eski tarihlerden beri kullanılmaktadır. Ülkemizde kullanılan

doğalgazın tamamına yakının komşu ülkelerimizden temin etmekteyiz.

Kömür: Yeraltında bulunan sertleşmiş hayvan fosillerinin oluşturduğu kolayca yanabilen siyahımsı bir

maddedir. Ülkemizde en çok bulunan kömür türü linyit olup, yaygın şekilde kullanılmaktadır. Taşkömürü

ise, Zonguldak, Ereğli ve Amasra bölgelerindeki kömür yataklarından çıkartılır. Buradaki madenlerde çı-

kartılan taşkömürleri yüksek kalori vermeleri ve pahalı olmaları nedeniyle daha çok demir-çelik sanayile-

rinde kullanılmaktadır.

Petrol: Türkiye‟de fazla petrol yatağı bulunmadığından %90′ına yakınının ithal ederiz. Türkiye‟de bulunan

petrol yataklarının ise % 98′i Güneydoğu Anadolu Bölgesi‟nde bulunur. Adıyaman ve Mardin çevresinde

çıkarılan petrolümüzün tamamı ve ithal edilen petrolümüz, İzmir‟deki Aliağa, Mersin‟deki Ataş, İzmit‟teki

İpraş ve Batman rafinerilerinde işlenmektedir.

Bor: Dünyadaki bor rezervinin %70′i sadece Türkiye‟de ege bölgesinde bulunmaktadır. Kalan borun tama-

mına yakını yani %30′luk kısmı ise ABD‟de bulunmaktadır. Türkiye‟de borun bulunduğu yerler Balıkesir

(Bigadiç, Sandıklı, Susurluk), Eskişehir (Seyitgazi), Kütahya (Emet) ve Bursa‟dır.

Yukarıda bahsettiğimiz Yenilenemeyen Enerji Yaynakları‟nın çevreye etkilerini ana başlıklar altında özetle-

yecek olursak:

(Aslında doğada yenilenemeyen enerji türü yoktur fakat yukarıda adı geçen enerji kaynakları meydana

gelişlerinin bir sebebi olarak yenilenmeleri çok uzun süreler almaktadır. Bu nedenledir ki bunlar, yenilene-

mez enerji kaynakları olarak adlandırılmıştır. Doğalgaz, kömür, petrol ve bor yenilenemez enerji kaynakla-

rıdır.)

7

Fosil yakıtların çevreye etkileri:

Global ısınma ve iklim değişikliği:

Asit yağmurları ve global hava kirliliği:

Şehirde hava kirliliği:

Yukarıdaki bahsettiğimiz genel başlıkları biraz daha açarsak ve etkilerinin görüldüğü alanlardan

bahsedecek olursak:

Fosil yakıtların kullanılmasından sonra ortaya çıkan zararlı gazlar ekolojiyi ve buna bağlı olarak

doğal dengeyi ve canlıların hayat şartlarını bozmaktadır. Bir tarafan başlayan kirlilik ve bozulma domino

taşları gibi birbiri ardına daha fazla tahribata sebeb olarak artagelmektedir. Dominı taşlarından neyi kastet-

tiğimiz aşağıdaki sıralamadan daha net anlaşılacaktır.

Fosil yakıtların kullanılması sonucu ortaya çıkan gazların neden olduğu çevresel etki alanları:

Bitki örtüsü üzerindeki etkileri

İnsanlar üzerindeki etkileri

Topraklar üzerindeki etkileri

Hayvanlar üzerindeki etkileri

Yer altı ve yerüstü suları üzerindeki etkileri

Nükleer enerji ve çevreye etkileri

Radyasyon etkileri

Yukarıdaki verilerden anlaşılacağı üzere insanlık artık Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları ko-

nusunda şuankinden daha fazla efor sarfetmek zorunda.

Türkiye‟de yeni yeni kullanılmaya başlayan ve büyük potansiyeli sahip, Yeni ve Yenilenebilir Ener-

ji türü olan Rüzgar Enerjisinden teknik olarak bahsetmeden önce Rüzgar Enerjisini seçmemizin nedenle-

rinden bahsetmemiz daha uygun olacaktır.

D.NEDEN RÜZGAR ENERJİSİ?

Rüzgâr enerjisi temiz, çevreyi kirletmeyen bir enerjidir. Rüzgar enerji-

sinde ham madde ve ulaştırma masrafı yoktur. Doğadaki rüzgâr kullanılarak

üretilmektedir. Rüzgâr türbinleri karmaşık makineler değildir. Gayet basit bir

şekilde operatöre ihtiyaç duyulmadan çalıştırılabilmektedirler. Tamamen oto-

matik olarak çalışabilecek şekilde dizayn edilmişlerdir. Ayrıca bu şekilde sa-

dece periyodik bakımlarının yapılması ile 20-30 yıla yakın çalışabilirler.

"RÜZGÂR ENERJİSİ’nin üretim bedeli ücretsizdir." Artan petrol

fiyatları veya aniden ortaya çıkan başka maliyetleri olmadığından vergi artırı-

mı olarak vatandaşa yük olmazlar.

“Rüzgar Türbinleri Atmosfere zehirli gazlar vermez.” Atmosfere

veya yakındaki nehir ve denizlere ısı ve gaz emisyonları yoktur. Isı emisyonu

yoktur. Küçük alanlara kurulabilir. CO, CO2 emisyonları ve dolayısıyla çevre-

sel zararı yoktur. Bir yerde 1.000 KW lık modern bir rüzgar türbünü, diğer

elektrik üreten kaynaklardan, ekseriya kömür yakan güç santrallerinden at-

mosfere verilen karbondioksit miktarının yılda 2.000 ton kadarını azaltmış

olur. Bir rüzgar türbününün ( vasat bir yerde ) 20 yıllık ömür süresince ürettiği

enerji, onun kurulma, işletilme, sökülme, hatta atılma gibi işlerinde harcanan

enerjilerden 80 kat daha büyüktür. Diğer bir ifadeyle bir rüzgar türbünü, onu

kurmak ve işletmek için gerekli enerjiyi sadece 2-3 ay içinde üretir.

8

“Rüzgar Enerjisi Boldur”

Rüzgar kaynakları boldur. Ülkeler elektrik enerjisinin bir kısmını rüz-

gardan elde edebilecektir ve rüzgar enerjisi tükenmeyecek enerjilerden biridir.

Güvenlidir. Yerel ve bağımsızdır. Sonlu fosil kaynaklarına bağımlılığı

azaltır. Dolayısıyla tehlikeli değildirler.

"Rüzgar türbinleri, patlama yapmaz ve radyasyon yaymazlar."

Verimi yüksektir. Modüler üretilir. Bakımı kolaydır. Finansman ve

işletim desteklidir. İstenildiğinde kısa bir süre içinde sökülüp başka bir yere

sorunsuz olarak parçalar halinde taşınabilir. Ayrıca tek olarak ya da gruplar

halinde kullanılabilirler. Ömrünü tamamlamış rüzgâr türbinlerinin söküm ma-

liyetleri de yoktur. Çünkü sökülen türbinlerin hurda değeri söküm maliyetleri-

ni kolayca karşılamaktadır. Bu santrallerin ömürlerini tamamlamasından sonra

türbinlerin kullanıldığı alan eski haline kolayca getirilebilmektedir.

Genelde kırsal alanlara kurulan bu santraller, arazi için ödenen satın

alma veya kira bedelleri ile yöredeki insanlara ciddi bir ekonomik girdi sağla-

maktadır. Ayrıca yapım aşamasında da, inşaat faaliyetleri yöredeki insanlara

iş olanakları yaratır. Genellikle Rüzgâr Enerjisi santralleri, rüzgârın çokluğu

sebebiyle çıplak ve yüksek tepe ve tepeciklere kurulmaktadır. Bu tepeler ancak

küçük ekonomik faaliyetler, hayvancılık veya tarımsal faaliyetler için kullanı-

labilen yerlerdir.

Sonlu fosil kaynakların kullanımın azaltıp ve bugünkü enerji üretim

kaynaklarına destek olur. Rüzgâr çiftlikleri, termik, hidrolik vb. santrallerle,

ekonomik açıdan rekabet edecek düzeye gelmiştir. Rüzgar türbinlerinin kuru-

luşu sırasında harcanan enerjinin 3 ay gibi kısa bir sürede üretilebilmesi, özel-

likle bizim gibi kısa dönemde enerji talebi olan ülkeler için önemli bir faktör-

dür.

Rüzgar Enerjisi Ölçeklendirilebilir Bir Teknolojidir Rüzgar enerjisi uygulanabilir uygulamaların her türünde kullanılabilir.

Örneğin, deniz fenerlerindeki küçük batarya doldurucularından, uzak yerle-

şimlerdeki 1.000 ailenin elektrik tüketimini karşılayabilecek, endüstriyel öl-

çekli 1.5 MW kapasiteli türbünlere kadar. Diğer ilginç ve ekonomik uygula-

maların bir kısmı, dünyanın her tarafında küçük izole edilmiş dizelle güçlendi-

rilmiş jeneratörlerin birlikte kullanıldığı rüzgar enerji uygulamalarını kapsar.

Atlantik ve Akdeniz’deki adalarda deniz suyunu tuzundan arındıran santraller

son zamanların örneklerindendir.

Rüzgar Enerjisi Gelişen Bir Ülkede İdeal Bir Teknolojidir Rüzgar türbün dizaynı yüksek tekno endüstri olmasına rağmen, rüzgar

türbünleri gelişmekte olan ülkelerde kolayca kurulabilir, hizmet edebilir ve

lokal kontrolu de yapılabilir. Türbün üreticileri türbün kurucu personel için

eğitim imkanı sağlar, lokal çevrede iş yaratır. Üreticiler çok kere türbünün

ağır parçalarını, kule gibi, kurma hızı belli bir seviyeye erişinceye kadar lokal

olarak üretir. Rüzgar türbünleri kurulduktan sonra, gelişmekte olan ülkelerde-

ki diğer elektrik üretim teknolojilerini tökezleten yakıt gibi pahalı destekleri

istemez. Bugün Hindistan büyük ölçüdeki lokal üretimi ile dünyanın rüzgar

enerji teknolojisine sahip ülkelerinden biridir.

Yukarıda rüzgar enerjisin birçok faydasından birkaçını zikrettik.

9

Şimdi de dünya üzerindeki bölgelerin ve ülkelerin bu bitmez tükenmez enerjiyi ne kadar kullandık-

larını öğrenelim.

Dünyada Rüzgar Enerjisi

1970'li yıllarda baş gösteren

petrol kıriziyle beraber yenilene-

bilir enerji kaynaklarına gösteri-

len ilginin artması rüzgar enerji-

sinin önemli bir enerji kaynağı

olarak ortaya çıkmasını sağla-

mıştır. Bu yüzden Rüzgâr Gücü,

dünyada kullanımı en çok artan

yenilenebilir enerji kaynakların-

dan biri haline gelmiştir. Günü-

müzde dünyadaki kullanım ora-

nının çok düşük olmasına karşı-

lık, 2020 yılında dünya elektrik

talebinin %12'sinin rüzgâr ener-

jisinden karşılanması için çalış-

malar yapılmaktadır. Özellikle

rüzgar verimi yüksek bölgelerde

kullanılan rüzgar türbinleri sınır-

lı alan uygulamalarının ötesine

geçerek şehir şebekesine katkı

yapmaya da başlamıştır.

Sol taraftaki grafikte Dünya

ülkelerinin 2005 - 2008 yılları

arasındaki rüzgar potansiyeli

MW biriminden aşağıda veril-

miştir.

Yandaki grafikten de anlaşı-

lacağı gibi Türkiye sahip olduğu

potansiyelin çok altında bir üre-

tim yapmaktadır.

Kurulu Rüzgar Gücü Kapasitesi (MW)

Sıra Ülke 2005 2006 2007 2008

1 ABD 9,149 11,603 16,818 25,170

2 Almanya 18,415 20,622 22,247 23,903

3 İspanya 10,028 11,615 15,145 16,754

4 Çin 1,260 2,604 6,050 12,210

5 Hindistan 4,430 6,270 8,000 9,645

6 İtalya 1,718 2,123 2,726 3,736

7 Fransa 757 1,567 2,454 3,404

8 Birleşik Krallık 1,332 1,963 2,389 3,241

9 Danimarka & Fareo Adaları 3,136 3,140 3,129 3,180

10 Portekiz 1,022 1,716 2,150 2,862

11 Kanada 683 1,459 1,856 2,369

12 Hollanda 1,219 1,560 1,747 2,225

13 Japonya 1,061 1,394 1,538 1,880

14 Avustralya 708 817 824 1,306

15 İsveç 510 572 788 1,021

16 İrlanda 496 745 805 1,002

17 Avustrya 819 965 982 995

18 Yunanistan 573 746 871 985

19 Polonya 83 153 276 472

20 Turkiye 20 51 146 433

21 Norveç 267 314 333 428

22 Mısır 145 230 310 365

23 Tayvan 104 188 282 358

24 Brezilya 29 237 247 341

25 Yeni Zelanda 169 171 322 326

26 Belçika 167 193 287

27 Güney Kore 98 173 191 236

28 Finlandiya 82 86 110 143

29 Fas 64 124 114 134

30 Çek Cumhuriyeti 28 50 116

31 Ukrayna 77 86 89

32 Meksika 3 88 87 85

32 İran 23 48 66 85

34 Kosta Rika 71 74 74 70

34 Bulgaristan 6 36 70

36 Macaristan 18 61 65

Avrupan'nın geri kalanı 129 163

Amerika'nın geri kalanı 109 109

Asya'nın geri kalanı 38 38

Afrika'nın geri kalanı ve Orta

Doğu 31 31

Okyanusya'nın geri kalanı 12 12

Dünya Toplam(MW) 59,091 74,223 93,849 120,791

10

Avrupa’da Rüzgar Enerjisi

Yukarıdaki grafik 2007 sonunda Avrupa‟da kurulu ortalama rüzgar gücünü göstermektedir.

Yukarıdaki verilerin kaydedilmesiden tam 2 yıl sonra, 2009 yılında 75gigavat kurulu rüzgar gücü seviyesi-

ne ulaşan Avrupa Birliği ülkelerinin 2010 yılı kapanış hedefinin toplam 85gigavat kurulu güce ulaşmak ol-

duğu belirtildi. Toplam 10gigavat değerindeki yatırımların 1gigavat oranının ”off-shore” tipi rüzgar tarlala-

rından sağlanması öngörülürken; şu andaki piyasalara bakarak en fazla yatırımın Almanya daha sonra İn-

giltere tarafından yapıldığı söylendi. Ve unutmadan söyleyelim dünyanın en büyük rüzgar gülü çiftliği Bir-

leşik Krallık'ta kuruldu. 300 MW kapasiteli çiftlik, 900 milyon avroya mal edildi.

11

1.TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİ POTANSİYELİ

Yıllık ortalamalarda Türkiye‟nin en iyi rüzgar kaynağı alanları Ege, Marmara sahilleri olarak gö-

rülmektedir. Özellikle Ege Denizinin kuzeydoğusunda şiddetli rüzgarlar bulunmaktadır. İç Anadolu Böl-

gesinin doğusu, Orta Toroslar, Akdeniz Bölgesinin kuzeydoğusundaki bazı alanlarda ortalama rüzgar hız

değerlerinin 7.5 m/s üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Bunlara ilave olarak Antakya yakınındaki bir böl-

gede yüksek şiddetteki rüzgarlar bulunmaktadır. Orta şiddetteki rüzgar hızına sahip geniş bölgeler Türki-

ye‟nin orta kesimleri boyunca mevcuttur. Marmara Bölgesinin özellikle Avrupa yakasında ve bu alanla-

rın Karadeniz kıyısında rüzgar şiddetleri yüksek değerler almaktadır. Orta Karadeniz‟in sahil bölgesi ve

yine Akdeniz‟in orta kesimlerinin sahillerinde rüzgar şiddetleri, enerji yatırımları için araştırma yapıla-

cak bölgeler sınıfına girmektedir (Şekil 1)

Şekil 1. Rüzgar Hız Dağılımı (Türkiye Topoğrafyası, 30 m, 50 m, 70 m ve 100 m)

Türkiye çapında rüzgar kaynağının mevsime bağlılığı ülkeyi etkileyen sinoptik sistemlere bağlı-

dır. Birçok mevkide, özellikle sahil boyunca ve doğudaki dağlarda kışları daha güçlü rüzgar hızları tec-

rübe edilir. Termal sirkülasyonların önemli olduğu diğer yerlerde rüzgar hızları yazları daha güçlü olma

eğilimindedir. Türkiye‟nin orta kesimleri boyunca çoğu yerde rüzgar hızı değerleri mevsimden mevsime

nispeten sabittir (Şekil 2).

İlkbahar

Yaz

12

Sonbahar

Kış

Şekil 2. Mevsimlik Rüzgar Hız Dağılımlı (50 m)

Türkiye üzerinde rüzgar hızlarının aylara göre değişimi Şekil 3‟te verilmektedir. Şekilden de görü-

leceği gibi yer ve zamana göre aylık rüzgar hızlarındaki değişim önemli olmaktadır.

Rüzgar enerjisi uygulamalarını etkileyen tüm parametrelerin dikkate alınarak (kullanılamaz alanlar)

ve yapılan bazı kabuller sonucunda rüzgar sınıfı orta ile sıradışı arasında olan rüzgarlı arazilerin 131.756,40

MW rüzgar enerjisi potansiyelini desteklediği görülmüştür. Potansiyel içerisinde derinliği 50 m‟ye kadar

olan deniz alanları da bulunmaktadır. Bu araziler Türkiye toplamının %3.57‟lik kısmına denk gelmektedir.

Türkiye Rüzgar Enerjisi Potansiyelinden Üretilebilecek Elektrik Enerjisi

•Türkiye iyi sıra dışı rüzgar sınıfına giren aralıkta rüzgarlı alanların potansiyeli yaklaşık 48000

MW‟lık rüzgar kurulu gücü destekleyebileceği hesaplanmıştır.

•Rüzgar enerjisi potansiyelini ortaya koyarken daha önce belirtilen bir çok parametre kullanılmıştır.

Fakat bu hesaplamada elektriksel altyapı dikkate alınmamıştır.

•Bu miktardaki bir rüzgar enerjisi potansiyeli en güvenli tarafta kalınarak elektrik enerjisine dönüş-

türülürse yıllık 147 Milyar kWh enerji üretilebilir.

•Hesaplamada 50 m yükseklikteki rüzgar hızları, %35‟lik kapasite faktörü, yıllık ortalama rüzgar

hızının 7 m/s ve üzerindeki kullanılabilir alanlar ve km2başına 5 MW‟lık bir güç kurulabileceği gibi güven-

li yaklaşımlar kabul edilerek yapılmıştır.

•Rüzgar enerjisi uygulaması amaçlı kullanılamayacak tüm alanlar bu hesaplamadan çıkarılmış ve

dikkate alınmamıştır.

2.TÜRKİYE RÜZGAR ATLASI

Türkiye Rüzgar Atlası, Danimarka Meteoroloji Teşkilatının Riso Meteoroloji Laboratuvarında ha-

zırlanmış ve geliştirilmiş olan ve Avrupa Rüzgar Atlasının hazırlanmasında da kullanılan WAsP (Wind At-

las Analysis and Application Program) paket programı kullanılarak Meteoroloji Genel Müdürlüğü ile

Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından hazırlanmıştır.

2002 yılında yayınlanan bu çalışmada DMİ kayıtlarından alınan saatlik ham rüzgar verileri ile yakın

çevre engel bilgileri, bölgenin topoğrafyası ve pürüzlülük bilgileri kullanılmıştır.

13

Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİE) tarafından Türkiye Rüzgar Atlası üzerinde yapılan hesaplamalar

sonucunda, Türkiye‟nin Teknik Rüzgar Enerjisi Potansiyelinin yaklaşık olarak 88.000 MW olduğu bulun-

muştur.

Türkiye Rüzgar Potansiyeli Atlası çalışması, Türkiye çapında 200 m çözünürlükteki rüzgar verileri

ve bu verilerden oluşturulmuş haritalar üzerinden yapılmıştır. Rüzgar potansiyeli hesaplamaları için, Tür-

binlerin kurulması mümkün olmayan alanlara yönelik çeşitli varsayımlar kullanılmıştır. Bu varsayımlar

aşağıda listelenmiştir.

- Tüm Karayolları 100 m emniyet şeridi içindeki alanlar

- Tüm Demiryolu hatlarına 100 m emniyet şeridi içindeki alanlar

- Deniz sahillerine 100 m sahil koruma şeridi içindeki alanlar

- Havaalanlarına 3 km emniyet şeridi içindeki alanlar

- Şehirsel alanlara 500 m emniyet şeridi içindeki alanlar

- Çevre Koruma, Milli Parklar ve Tabiat alanlarına 500 m emniyet şeridi

içindeki alanlar

- 50 m derinlikten fazla olan deniz alanlar

- Arazi eğimi %20'den büyük olan alanlar

- Rakımı 1500m'den fazla olan alanlar

- Göller, nehirler, sulak alanlar,baraj gölleri içerisindeki alanlar

- Belirli orman tiplerine sahip alanlar (Koru Ormanları, Ağaçlandırma Alanları, Özel Ormanlar,

14

Fidanlıklar, Sazlık ve Bataklık alanlar,Muhafaza Ormanları, Arboratum)

Bu kritelerin dışında, temin edilemeyen altlık haritalar (maden sahaları, petrol doğal-gaz boru hatla-

rı, askeri sahalar, özel mülkiyet, turizm bölgeleri, kar örtüsü, vb.) ile öngörülemeyen diğer kriterlerin de

olduğu dikkate alınarak, rüzgar santrali kurmaya elverişli olamayacak alanlar EİE‟nin tecrübeleri doğrultu-

sunda % 60 oranında arttırılmıştır. Türkiye toplam yüzölçümünden bu alanlar çıkarıldıktan sonra, rüzgar

potansiyeli bir senaryo kapsamında incelenmiştir. 50 m. Yükseklikte rüzgar güç yoğunluğu 300 W/m2'den

ve rüzgar hızı 6.8 m/s'den büyük alanlarda, kilometrekare başına 5 MW üretilebileceği öngörülerek rüzgar

potansiyeli hesaplamaları yapılmıştır.

Türkiye Yıllık Ortalama Rüzgar Hızı, 50 m

Türkiye Orta-Mükemmel Arası Rüzgar Kaynağı

15

Türkiye Yıllık Ortalama Rüzgar Güç Yoğunluğu, 50 m

Türkiye Denizleri için 50 m Derinliğe Kadar Orta-Mükemmel Arası Rüzgar Kaynağı

3.YER SEÇİMİ VE KURULUM

3.1.Türkiye’nin Rüzgar Enerji Santrali Potansiyeli

Rüzgar enerjisinde; bugünkü teknik koşullarda 10 metre yükseklikteki ortalama 6m/s hızda, yılda

2800 saat kullanma süresiyle kurulabilecek ekonomik rüzgar potansiyeli 10000 MW yani 28 milyar kWh

(88000 MW teknik potansiyel) düzeyindedir. Bu ekonomik potansiyelin yıllık çalışma saati en kötü rüzgar

koşulunda (güvenilir üretim) 1400 saate kadar düşerek ancak 14 milyar kWh üretim gerçekleştirebileceği

düşünülmektedir. Rüzgar potansiyeli bakımından zengin olan yörelerimiz batı Ege, Marmara ve Doğu Ak-

deniz olmak üzere kıyılarımızdır. Orta ve uzun dönemde rüzgar potansiyelinin değerlendirilmesi konusun-

da; şebeke bağlantısıyla ilgili verilecek izinlerin yanı sıra sistemdeki elektriğin kalitesinin belli standart-

larda tutulmasının maliyeti yol gösterici olacaktır. Ayrıca bu konuda, UCTE sistemine bağlanmaya çalışan

ülkemiz açısından UCTE standartları belirleyici olacaktır. İl bazında 87 kWh/ m2 elektrik enerjisi tüketimi

ile İstanbul en yüksek, 9 kWh/ m2 elektrik enerjisi tüketimi ile Iğdır en düşük tüketime sahiptir.

16

Bu sebeple; TEAŞ APK Dairesi tarafından yapılan uzun dönem elektrik enerjisi üretim planlaması

çalışmalarında; lisans alımı rüzgar santrallerine ilave olarak, UCTE tarafından her ülke için öngörülen ye-

dek tutma hesabının yanı sıra EPDK‟ ya yapılmış olan rüzgar santrali başvuruları da dikkate alınarak, 2007

-2020 döneminde her yıl 125 MW’lık rüzgar kapasitesinin (toplam 1750 MW) ilave edilebileceği kabul

edilmiştir.

3.1.2.Yer Seçimi Rüzgar istasyonlarının kurulacağı bölgelerde çevresel faktörlerin etkisi büyüktür. Bu etkiler ağaçlar,

binalar gibi faktörlerdir. Bu faktörler kurulu bir santralin verimini düşürebileceği gibi, kurulum öncesi veri

ölçümlerinde yön ve şiddet bakımından hatalı sonuçların alınmasına neden olmaktadır. Bir ölçümün yapıl-

dığı yüksekliğin 10 katı mesafede olan cisimler engel olarak kabul edilir. Rüzgar türbini için yer seçilirken

dikkat edilmesi gereken bazı hususlar vardır. Bunlar biri rüzgar santralinin inşa edileceği alanın ulaşım ve

taşıma faaliyetlerine uygun olmasıdır. Rüzgar türbinleri oldukça büktür ve yerleştirilmeleri için vinçlere

ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebeple inşa alanının vinçlerin girebileceği özellikte olması gerekir. Ya da en

kötü ihtimalle alanın elverişli hale getirilmesi gerekmektedir. Olmazsa olmazların başında rüzgar generatö-

rünün kurulacağı alanın rüzgar rejimi bakımından verimli ölçütlerde olması gerekliliğidir. Bunu bilebilmek

için bilimsel verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu veriler Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından sağlanan

“Türkiye Rüzgar Enerjisi Potansiyel Atlası”ndan yararlanarak takip edilebilmektedir. Avrupa‟da da REPA

benzeri çalışmalar daha eski tarihlerde yapılmış ve bunlardan da yararlanmak mümkündür.

3.1.3.REPA Projesi

REPA projesi (Türkiye Rüzgar Enerjisi Potansiyel Atlası) EİEİ tarafından 5 ayı aşkın bir süre içeri-

sinde 200m x 200m ölçülerinde hazırlanmıştır, Türkiye coğrafyasının tüm kara ve deniz alanları kapsaya-

cak şekilde 3 ayrı nümerik hava analiz modelinin uzun yıllara ait gerçekleşmiş meteorolojik parametrelerle

geriye doğru çalıştırılması sonucu üretilmiş rüzgar veri atlasıdır. Proje riskleri açısından bakıldığında en

kötü sonuç kurulum alanının temininde yapılan etütlerin yanlış bir seçim ile sonuçlanmasıdır. Tahmin edi-

len rüzgar hızının ortalama değer olarak %10 az çıkması amorti süresi üzerinde %30 lara varan gecikmele-

rin gerçekleşmesine neden olmaktadır. Rüzgar potansiyelinin belirlenmesinde çeşitli bilgisayar programları

da kullanılmaktadır. Bunlardan en çok tercih edileni WASP ASMI adı verilen Danimarka yapımı program-

dır. Girilen en az 3 meteorolojik istasyon tarafından temin edilen veriler yardımıyla program gelece yönelik

tahmini değerler koyabilmektedir.

3.1.4.Rüzgar Enerjisi Kurulum Esnasında Dikkat Edilmesi Gerekenler

Rüzgar Enerjisi Kurulum Esnasında Dikkat Edilmesi Gerekenler şu şekilde sıralanabilir;

-Arazinin rüzgarının bol olması gerekir.

-Eğimli ve engebeli bölgeler istikrarlı rüzgar rejimine engel olmaktadır.

-Rüzgar enerjisi istasyonu kurmak için izin gerekmektedir. Lisans işlemleri için EPDK’ya başvurmak ge-

rekmektedir.

-Kurulum alanı kolay ulaşılabilir olmalıdır.

-Rüzgar türbininde üretilen enerjinin şebekeye iletimi kolay olmalıdır.

3.1.5.Rüzgar Enerjisi Santralı (RES) Yatırımcılarının İzlemesi gereken Yöntemler (EİEİ)

REPA'dan yararlanarak rüzgar potansiyeli yüksek olan yerlerin belirlenmesi ve bu yerler için rüzgar

kaynak bilgilerinin tespit edilmesi,

İlgilenilen bölgede daha önce rüzgar enerjisi santralı başvurusunun olup olmadığının araştırılması,

İlgilenilen bölgenin arazi yapısı, arazi mülkiyeti, ulaşım imkanları, trafo merkezlerine olan uzaklıları

gibi parametrelerin belirlenmesi,

Düşünülen santral sahasını temsil edebilecek optimum rüzgar ölçüm noktası veya noktalarının belirlen-

mesi,

Belirlenen her bir ölçüm noktasında standartlara uygun olarak en az 1 yıl olmak üzere enerji amaçlı rüz-

gar ölçümlerinin yapılması,

Elde edilen rüzgar verilerinin analiz edilerek yatırım kararının alınması,

17

Yatırım fizibilitesinin hazırlanması, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu'na lisans başvurusu

3.1.6.Değerlendirme Sonucu Ortaya Çıkan Tablonun Enerji Potansiyeli Kritiği

Marmara bölgemizde Türkiye‟nin enerji tüketim lokomotifi konumundaki İSTANBUL kentinin kıyı

kesimlerinin (ki özellikle Avrupa yakasının Karadeniz kıyıları, Yalova sahil şeridi ve Çanakkale sınırların-

daki kıyı bantları ) nin en yüksek rüzgar enerjisi eldesi potansiyeline sahip (7 m/s) proje implementasyon

alanını barındırmakta olduğu görülmektedir. Rüzgar ölçüm değerleri bu yöndeki tercihi doğurmaktadır.

REPA‟da yeşil ve açık yeşil tonaj da renklendirdiği ve 6-6.5 m/s ortalama rüzgar hızı değerindeki bölgele-

rin ise sekonder (ikincil) değerlendirme kapsamında ele alınabileceğinden bahsedilebilir. “yine İstanbul

şehri için kullanılacak türbin tipinde yüksek türbin çapına ve boy uzunluğuna sahip olması gerekliliği sap-

tanmıştır.‟‟ Her ne şekilde düşünülürse düşünülsün rüzgar enerjisi ülkemizin en önemli enerji kaynakların-

dan biridir. Çok iyi rüzgar kaynak alanlarında yer alan bu potansiyel özellikle Marmara, Ege ve Akdeniz

bölgelerimizde yoğunlaşmaktadır. Bu özelliği ile de rüzgar enerjisi avantajlı bir coğrafik dağılım sergile-

mektedir. Yapılması gereken bu doğal ve temiz enerji kaynağımızın sonuna kadar kullanabilecek yönetim-

sel, teknik ve altyapı düzenlemelerini biri an önce yerine getirmektir.

Bu amaçlarla ülkemiz rüzgar enerjisi sektörünün umut edilen başarıyı sağlayabilmesi için yapılmasında ya-

ra görülen bazı öneriler şu şekilde sıralanabilir;

-Proje geliştiren firmalar finansman temin etmekte zorlanmaktadırlar. Bu durum büyük oranda özellikle

standartlara uygun ölçümlerin ve fizibilite çalışmalarının yapılmaması sonucunda ortaya çıkmaktadır. Rüz-

gar enerjisi uygulamalarında standart ölçümler zorunlu hale getirilmeli, ölçüm ve fizibilite hazırlama konu-

larında uluslar arası finansörlerce kabul edilen kurumlardan yetkili özel şirketler yaygınlaşmalıdır.

-Rüzgar ölçüm cihazlarının ülkemizde üretilmesi için gerekli adımlar bir an önce atılmalıdır. Rüzgar öl-

çümleri ve analizlerinin yetkili kurumlara onaylatılması için önemli meblağlarda döviz yurtdışına çıkmak-

tadır.

-Rüzgar enerjisi ile ilgili konularının detaylı bir şekilde incelendiği (ölçüm,fizibilite hazırlama, kanat ve

türbin testleri vb.) standartlara uygun bir rüzgar enerjisi laboratuarı kamu sektöründe kurulmalıdır. Rüzgar

enerjisi bu laboratuarla birlikte kamu tarafında sahipli bir hale getirilmelidir.

-Rüzgar enerjisi uygulamaları için imar ve izin işlemleri uzun süre almaktadır ve çok karmaşık bir yapı ser-

gilemektedir. Bu yapı daha sade hale getirilmelidir.

-Lisans almış şirketlerin yatırıma geçebilmesi için ucuz krediler temin edilmelidir.

-Güç sistemindeki altyapı yetersizlikleri giderilmeli veya iyileştirilmelidir. Uygulanmakta olan kısıtlar ve

düzenlemeler modern yöntemlerle tekrar gözden geçirilmeli ve yeniden yapılandırılmalıdır.

-Aşırı talep nedeniyle türbin tedarikinde sorunlar yaşanmaktadır ve fiyat artışları olmaktadır. Bu nedenle

yerli rüzgar türbini üretimi teşvik edilmeli ve rüzgar enerjisi sanayi geliştirilmelidir. Bu şekilde rüzgar ener-

jisinin istihdam yaratma özelliğinden de faydalanma imkanı doğar.

-Lisanslama işlemi yeniden gözden geçirilmeli ve rüzgar enerjisi konusunda yeni lisans türleri tanımlanma-

lıdır. Özellikle rüzgar enerjisinin diğer enerji kaynaklarıyla hibrit olabilme özelliğinin önü açılmalıdır.

4.RÜZGAR ENERJİSİ MALİYET ANALİZİ

Rüzgar Enerjisi halihazırda mevcut üretim teknolojileri ile kilowatt başına yüksek sermaye gerekti-

ren ancak yakıt ve işletme maliyeti en düşük olan bir enerji kaynağıdır. Yoğun sermaye gerektiren her yatı-

rımda olduğu gibi Rüzgar Enerjisi Santrallerinin karlılığı sermayenin fiyatına, yani tesislerin öz sermaye ve

kredi finansman koşullarına çok duyarlıdır. Örneğin faiz, geri ödeme planı ve vade gibi unsurlar kredi fi-

nansmanının maliyetini belirlediği gibi tesis amortisman dönemi ile özsermaye geri ödeme süresi de özser-

maye finansmanının maliyetini etkilemektedir. Avrupa Komisyonunun hazırladığı rapora göre Avrupa Bir-

liğine üye ülkelerin Rüzgar Enerjisi için finansman koşulları kimi zaman uygulamaya konan kanunlar ile

çok büyük değişiklikler gösterebilmektedir. Örneğin tesislerin amortisman dönemi İngiltere‟de Fosil Yakıt

Olmayan Yakıtlar Yükümlülüğünün (Non Fossil Fuel Obligation – NFFO) kabulünden sonra uzatılmıştır.

Dolayısıyla öz sermaye maliyeti önemli ölçüde düşürülmüştür. Bu rapora göre aşağı Tablo a‟daki finans-

man koşullarına göre oluşan rüzgar enerjisi maliyetleri Tablo b‟de verilmiştir.

18

Tablo (a) Finansman koşulları

Tablo (b) Rüzgar Enerjisi Maliyetleri

Rüzgar Enerjisi yatırımlarının karlılığının finansman koşullarına göre ne kadar değiştiği hakkında

bir fikir verebilmesi maksadıyla %5 ve %10 olan faiz oranları ve değişik amortisman sürelerine göre oluşan

enerji fiyatları grafiği aşağıda sunulmuştur. (Avrupa Komisyonu Enerji Genel Müdürlüğü Raporu.)

Kıyaslama yapılabilmesi maksadıyla dünyanın bir diğer ucunda Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliğinin yayın-

ladığı ve Kaliforniya Enerji Komisyonun 1996 yılı Enerji Teknolojileri Durum Raporuna göre muhtelif

enerji kaynaklarının maliyetleri aşağıda sunulmuştur;

Tablo(c) Muhtelif Enerji Kaynaklarının Maliyeti

Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliğine göre bir çalışmada rüzgar santralleri gaz santralleriyle aynı ko-

şullarda finanse edilebilse maliyetlerin %40 düşebileceği hesaplanmıştır.

Ülkemizde kullandırılan kredi faizleri ve vadelerinin dış kaynaklı kredi bile olsa hem ABD‟de kullandırılan

ve hem de Avrupa Birliğine üye ülkelerde kullandırılan kredilerden daha kötü koşullarla sağlandığı, dolayı-

sıyla Türkiye‟deki Rüzgar Enerjisi Santrallerinin Sermaye Maliyetinin daha yüksek olacağı bir gerçektir.

Yukarıdaki açıklamalardan da görüldüğü gibi halihazırda iyi finansman koşullarıyla Rüzgar Enerjisi Sant-

ralleri, Gaz, Hidrolik, Kömür, Biomas ve Nükleer Enerji Santrallerine göre dış maliyetler göz önüne alın-

Ülke Faiz Oranı Vade

Danimarka 7% 20 yıl

Almanya

Değişken, %5 üs-

tü 10 yıl

Hollanda 5%

Portekiz 10%

İngiltere

Girişimci belirli-

yor

Santral Sermaye

Yakıt Mali-

yeti

İşletme Maliye-

ti

Maliyeti ECU/

kW cECU/kWh cECU/kWh

Rüzgar 1000 0 1

Yakıt

Yeni Kapasite Maliyeti (sent/

kWh)

Kömür 4.8-5.5

Gaz 3.9-4.4

Hidro-

lik 5.1-11.3

Biomas 5.8-11.6

Nükleer 11.1-14.5

Rüzgar 4.0-6.0

19

masa bile çok daha ucuzdur.

Rüzgar enerjisi sektöründeki teknolojik gelişmelerin mevcut hızıyla devam etmesi halinde ileride

Rüzgar Enerjisi Santrallerinin maliyetlerinin önemli ölçüde düşmesi beklenmektedir. Aşağıda bu beklenti

ile ilgili grafik muhtelif enerji kaynakları göz önüne alınarak sunulmuştur;

4.1.Dış maliyetler

Yukarıda, dış maliyetleri direk olarak üretim veya tesisle ilgisi olmayıp çevreye ve/veya enerji sek-

törüne veya diğer sektörlere verilen zararların maliyeti olarak tanımlamıştık. Bu bağlamda enerji santralle-

rinin mevcut dış maliyetlerini iki ana başlık altında toplayabiliriz;

• İnşaat alanı : Her enerji santralının işgal edeceği bir toprak parçası vardır. Bu alanın diğer amaçlarla kul-

lanımının, enerji santrali olarak kullanımından daha faydalı olması durumunda bir dış maliyet oluşmuş de-

mektir. Aynı şekilde enerji santraline tahsis edilecek alan üzerinde daha önceden yapılan faaliyetlerin iptal

edilmesi de çok ciddi bir dış maliyet unsurudur.

• Çevresel Etkiler : Kimi enerji santrallerinde kullanılan yakıtlar, atmosfere veya çevresine düzenli olarak

atık maddeler bırakmaktadırlar. Bu maddelerin santralin yakın ve uzak çevresine verebileceği olumsuz et-

kiler birer dış maliyet unsurudur. Ayrıca enerji santralinde olabilecek doğal felaketler veya arızalar sebe-

biyle çevreye verilebilecek zararların da riskini çevredeki doğal yaşam veya tesisler taşımak zorundadır. Bu

riskin sigorta şirketlerince taşınması durumunda belirli bir prim ödenmesi gerekmektedir. Bu risk primi de

diğer bir dış maliyet unsuru olarak karşımıza çıkmaktadır.

4.1.1.İnşaat Alanı

Genellikle Rüzgar Enerjisi santralleri, rüzgarın çokluğu sebebiyle çıplak ve yüksek tepe ve tepecik-

lere kurulmaktadır. Bu tepeler ancak küçük ekonomik faaliyetler, hayvancılık, veya tarımsal faaliyetler için

kullanılabilen yerlerdir. Genel olarak rüzgar enerjisi santralleri için dikilen türbinlerin her biri en fazla 100

m2 ‟lik bir alan kaplamaktadırlar. Her bir türbinin birbirlerinden uzaklıkları ise kanat çapına ve rüzgar reji-

mine bağlı olarak 50 ila 200 metre arasında değişmektedir. Rüzgar türbinleri arasında kalan arazinin ise

başka faaliyetler için kullanılmasında hiçbir sakınca yoktur. Nitekim yurt dışında bu alanların tarımsal ve

hayvancılık faaliyetleri için sıkça kullanıldığı görülmektedir. Ayrıca dünya genelinde Rüzgar Santrallerinin

Offshore tabir edilen deniz üstünde kurulan tipleri oldukça yaygınlaşmaktadır. Bu durumda santral inşaatı

için alan kaybı söz konusu bile olmamaktadır.

Hidroelektrik Santrallerin barajlı tiplerinde ise gövde önünde oluşturulan yapay göl yüzünden ne

kadar büyük bir alanın kaybedildiği herkesçe bilinmektedir. Bu alanda daha önceden yapılan ekonomik faa-

liyetler ve varsa yerleşim yerleri hatta tarihi değeri sebebiyle paha biçilemeyen arkeolojik varlıklar da ta-

mamen baraj gölünün altında kalmakta ve çok büyük bir dış maliyet ile karşılaşılmaktadır. Bu alanların

başkaca ekonomik faaliyetler için kullanılması gibi bir alternatif de ortadan kalkmaktadır. Maalesef hidroe-

lektrik santrallerin inşaat maliyetinde bu husus genellikle dikkate alınmamaktadır.

Termik veya Nükleer enerji santrallerinde ise genellikle inşaat alanının kaynağın bulunduğu yere

yakın olması veya inşaat konusunda kolaylık sağlayabilecek alanların seçimine dikkat edilmektedir. Bu

aşamada da söz konusu yerlerde daha önceden yapılan faaliyetler ile bu alanların başka amaçlarla daha fay-

dalı kullanımı olabileceği konusu pek dikkate alınmamaktadır.

4.1.2.Çevresel Etkiler

Konvansiyonel enerji kaynaklarıyla çalışan elektrik santrallerinde kullanılan teknolojiye göre, dü-

zenli olarak çevreye bırakılan atık miktarı değişebilmektedir. Bu bağlamda ABD orta-ileri teknoloji kulla-

nan bir ülke 82

olarak adlandırılabilir. Amerikan Rüzgar Enerjisi Birliği verilerine göre hazırlanan muhtelif enerji kaynak-

ları için hazırlanan ABD‟deki emisyon miktarları aşağıda sunulmuştur;

20

Tablo(d) Karbondioksit (CO2) Emisyonu (Küresel ısınmada, sera etkisi yaratan başlıca unsur):

Tablo (e) Sülfür Dioksit (SO2) Emisyonu (Asit yağmurlarını doğuran başlıca unsur)

Tablo (f) Nitrojen Oksit (NOx) Emisyonu (Asit yağmurlarını doğuran diğer bir unsur ve dumanlı sisin temel

maddesi)

Bütün bu atıkların yanı sıra doğal felaketler veya ihmal sonucu Nükleer veya Hidroelektrik Santral-

lerde meydana gelebilecek hasarlar sonucu çevreye verilebilecek zararın büyüklüğü herkesçe çok iyi bilin-

mektedir. Bu tür bir risk eğer sigorta şirketlerine yüklense maliyetlerin ve ödenecek primin ne olacağı meç-

huldur.

Rüzgar enerjisi santrallerinde oluşabilecek tek çevresel etki olarak gürültü gösterilmektedir. Ancak

rüzgar enerjisi santralleri, rüzgar rejimine bağlı olarak, genelde yerleşimin olmadığı veya rakım farklılıkları

Yakıt Salınan 1997 Üretimi

Toplam CO2 Emis-

yonu

CO2/kWh

(paund) kWh (milyon) (milyon paund)

Kömür 2,13 1,804 3,842

Doğal Gaz 1,03 283,6 292

Petrol 1,56 77,8 121

ABD Ort. 1,52 3,494 5,312

Rüzgar 0 3,5 0

Yakıt Salınan 1997 Üretimi

Toplam SO2 Emis-

yonu

SO2/kWh

(paund) kWh (milyon) (milyon paund)

Kömür 0,0134 1,804 24,173

Doğal Gaz 0,000007 283,6 2

Petrol 0,0112 77,8 871

ABD Ort. 0,008 3,494 27,952

Rüzgar 0 3,5 0

Yakıt Salınan 1997 Üretimi

Toplam NOx

Emisyonu

NOx/kWh

(paund) kWh (milyon) (milyon paund)

Kömür 0,0076 1,804 13,710

Doğal Gaz 0,0018 283,6 510

Petrol 0,0021 77,8 163

ABD Ort. 0,0049 3,494 17,120

Rüzgar 0 3,5 0

21

sebebiyle gürültünün etkilerinin daha az hissedildiği yerlerde kurulmaktadır. Diğer yandan türbin teknoloji-

sindeki gelişmeler doğrultusunda gürültü emisyonları gün geçtikçe düşürülmekte ve hatta türbinlerden 150-

200 metre uzaklıkta 40 dB (Fısıltı seviyesi)‟nin altına inilmektedir. Dolayısıyla gürültü etkisiyle oluşacak

bir çevresel kirlenme Rüzgar Enerjisi Santralleri için göz ardı edilebilecek orandadır.

Yukarıda bahsedilen emisyon miktarları ile risk primlerinin toplamının kilowatt saat başına ne kadarlık bir

maliyet getireceğinin hesaplanması oldukça zordur. Bu aşamada gelişmiş ülkelerin yukarıda bahsedilen

emisyon miktarları ve risk primleri için kurumlara ek vergiler getirmeyi düşündüklerini görmekteyiz.

Örneğin Avrupa Birliğine üye ülkelerde kömür santrallerinden kWh başına 1.6 cECU, gaz ile çalı-

şanlardan 0.8 cECU ve nükleer enerji ile çalışan santrallerden de 0.7 cECU ek vergi toplanması düşünül-

mektedir. Dolayısıyla Rüzgar Enerjisi hariç diğer enerji kaynaklarından üretilen elektrik enerjisinin maliye-

ti göz önüne alınırken en azından 0.7 ile 1.6 cECU/kWh‟lık bir dış maliyetin varlığı göz önüne alınmalı ve

yukarıdaki bölümlerde verilen enerji maliyetlerine eklenmelidir. Türkiye şartları dikkate alındığında (yakıt

kalitesi ve teknoloji düzeyi) bu dış maliyetin 2-2.5 cECU/kWh‟dan az olmaması beklenmelidir.

5.RÜZGAR TÜRBİNLERİ

Özet: Enerji gereksinimini karşılamak için çeşitli tipleri olan rüzgar türbinleri (RT‟ler) yüzyıllardır

kullanılmaktadır. İnsanların rüzgar enerjisinden faydalanma çalışmaları, yel değirmenlerinden günümüzün

Offshore‟larına doğru bir gelişme içerisinde olmuştur. Çok çeşitli alanlarda yararlandığımız rüzgar enerji-

sinden verimli bir enerji elde etmek için, mevcut şartlara göre kurulacak RT‟in seçimi çok önemlidir. Her

bir RT farklı özelliklere ve kullanım alanlarına sahiptir. Bu çalışmada, bilinen RT‟lerin özellikleri incelene-

rek,

birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları belirlenmiştir.

5.1.Giriş

Binlerce yıldır teknelerin yelkenini şişiren, mısır ve buğday öğütmekte kullanılan rüzgar enerjisi, artık ortak

enerji üretimi için esmektedir. İnsanlık yel değirmenlerinden, modern rüzgar santrallerine doğru uzanan

teknolojik bir süreç yaşamıştır. Fosil yakıtların ucuzluğu yedeniyle yeterli seviyede önemsenmeyen rüzgar

enerjisi, 1970‟li yıllardaki petrol krizleri nedeniyle tekrar hatırlanmıştır. 1980 sonrasındaki gelişmelerle,

Avrupa ve ABD‟de rüzgar santralleri ekonomi, çevre ve enerji açısından çağdaş mühendislik ürünleri hali-

ne gelmiştir.

Rüzgar Türbinlerinin (RT‟lerin) seri üretimine geçilmesi ile bu alandaki yatırımlar ve türbin üzerin-

deki gelişmeler gün geçtikçe artmış ve rüzgar santralleri kurulmuştur. Önceleri kara parçaları üzerinde ku-

rulan rüzgar santralleri, artık denizlerin üzerine (Alarga – Offshore) kurulmaktadır.

1970‟li yılların sonlarında, rüzgar enerjisi sağlayan küçük RT‟ler, diğer alternatif enerjilerle karşı-

laştırıldığında,yatırım maliyetlerinin azlığı ve gelişen teknolojilerin etkisiyle, pek çok kişinin ilgisini çek-

miştir. 1979–1985 yılları arasında uygun devlet kredileri ile 4500‟den fazla 1 ile 25kW arasında değişen

güçlerde rüzgar santralleri yapılmıştır. Aynı dönemde çeşitli özellikte 1000 adet uzaktan kontrollü sistem

tesis edilmiştir.

Dünyada; rüzgar enerjisinden elektrik üreten ilk türbin, 1891‟de modern aerodinamiğin önemli mü-

hendisi olan Paul la Cour tarafından Danimarka‟da inşa edilmiştir. Elektriğin birim fiyatı yüksek olduğun-

dan, 1980–1981 yıllarında, endüstriyel ve teknolojik gelişmeler sonucu 55kW kapasiteli RT‟ler yapılıp,

üretimine başlanmıştır.Rüzgar endüstrisi daha çok yaygınlaşmış ve Risoe National Laboratuvarı yardımı ile

Avrupa Rüzgar Atlasının gelişmesine paralel olarak elektrik birim fiyatlarında önemli ölçüde azalmalar

meydana gelmiştir.

En küçük RT‟ler 1982 yılında California piyasasına girdiğinde, Danimarka‟da uzun süredir kullanıl-

maktaydı. California‟da 1979–1985 yılları arasındaki devlet yardım programı etkisini göstermiş ve 1981

yılında 150 adet olan küçük RT sayısı, 1985 yılı sonlarında 16000‟e ulaşmıştır. California‟daki bütün

RT‟lerin %75‟ine ortak olan Danimarkalı üreticiler, 55kW‟lık RT‟ler için bir endüstri kurmuşlardır. Dani-

markalı RT üreticileri, bugün bile dünya çapındaki piyasada en büyük üretici olma özelliğini elinde bulun-

durmaktadır. 1985 yılında 25m kanat çapında ve 250kW gücündeki RT prototipi California‟da yapılmış ve

22

kısa bir zaman içinde piyasaya sürülmüştür. Danimarka da ise piyasayı canlı tutmak amacıyla ev tipi RT‟ler

tekrar geliştirilerek piyasaya sürülmüştür. Bugün bile 0,1–10kW arasında bağımsız çalışan çeşitli güçlerde

ev tipi RT‟ler imal edilmektedir. Küçük RT‟lerin gelişmesine paralel olarak, 1976–1980 yılları arsında pi-

yasanın talebi üzerine birkaç ülke büyük RT‟ler için yatırım yapmıştır. Almanya ve dünyada, büyük RT‟le-

rin geliştirilmesi için milyon marklar harcanmış, fakat teknik problemlerle karşılaşılıp olumsuz düşünceler

ortaya çıkınca, destek azalmıştır. İkinci büyük RT üretimi maliyet ve performans bakımından başarılı olma-

sına rağmen tüketiciler tarafından ilgi görmemiştir. Böylece büyük RT‟lerin geliştirilmesi mümkün olma-

mıştır.

1989 yılından itibaren Almanya‟da RT teknolojisi hızla gelişmiştir. Rotor çapı 25m, çıkış gücü 150-

250kW olan RT‟ler imal edilmiş ve bunu rotor çapı 30-35m, çıkış gücü 300kW‟dan büyük türbinler izle-

miştir. Bu türbinler 2–3 yıl piyasaya egemen olmuştur. 1992 Ağustos ayında ilk Tacke-Windtechnik‟in

yaptığı 500kW‟lık RT çalışmaya başlamıştır. Bunu ENERCON‟un E40 ve diğer Avrupalı üreticilerin üret-

tiği türbinler takip etmiştir.

500kW‟lık RT‟nin gelişmesi için 37m kanat çapında rotor imalatına başlanmıştır. Bunu 46m çapın-

da ve 600kW gücünde ve özellikle iç bölgelerde, düşük rüzgarlı alanlarda kullanılmak üzere dizayn edilmiş

RT‟ler izlemiştir. Tacke-Windtechnik‟in yaptığı 500kW‟lık RT‟den dört yıl sonra 1996 yılı sonlarına doğru

ENERCON 66m çaplı 1,5 MW gücünde RT üretmeye başlamıştır. Bu ilerlemeyi; 66m çaplı ve 1,65 MW

gücündeki türbinler izlemiştir.

Artık günümüzde karadaki uygulamalar için 70m, 80m hatta 100m rotor çaplı ve 2 MW ve üzeri güçlerdeki

bir RT görmek olağan dışı değildir.

Rüzgar enerjisi bakımından deniz alanları karalara göre daha büyük zenginlik gösterdiği için deniz-

lerde de deniz üstü (Offshore - Alarga) rüzgar santralleri kurulmasına başlanmıştır. Birinci etapta kıyıdan

uzaklığı 10km‟yi ve derinliği 10m‟yi geçmeyen alanlar hedeflenmiştir. İlk deniz üstü rüzgar çiftliği 5 MW

güçle Danimarka‟da Lolland adası yakınlarında kurulan Vindeby rüzgar çiftliğidir. Diğer ülkeler (İngiltere,

İsveç) ile birlikte Avrupa‟da şu anda 12MW‟lı offshore santrali çalışır durumdadır. Ve Avrupa bu kurulu

gücünü 180MW‟a çıkarmayı planlamaktadır. 2030 yılında ise Avrupa da rüzgar enerjisi kurulu gücünün %

25‟ini Offshore RT‟lerinin oluşturacağı beklenmektedir.

Daha yüksek enerji elde etme rüzgar enerjisinde genel amaçtır. Yüksek enerji üreten ve daha uzun

ömürlü santral kurulması için Avrupa da uygun yer bulunamadığından Offshore Rüzgar santralleri kullanı-

ma geçmiştir. Deniz üzerinde olduklarından dolayı, kurulum maliyeti karadakilere oranla çok daha fazladır.

Bu durum büyük bir dezavantaj oluşturmasına rağmen 50 MW ve üzeri projelerde tercih edilmektedirler.

Offshore RT‟lerin bakım ve işletme masrafları karadaki türbinlere göre daha pahalı ve zor olmakta-

dır. Ağır kış koşullarında bu türbinlerde rutin bakım ve ulaşım büyük sorun olmakta, bazen türbinlere gün-

lerce erişilememektedir. En iyi hava koşullarında bile bakım ve işletme maliyetleri karadakilere göre daha

pahalıdır.

5.2.Rüzgar Türbini Çeşitleri

Tarih boyunca çeşitli evrimler geçiren rüzgar makinelerinde kullanılan türbinler farklı tiplerdedir.

Şimdiye kadar değişik nitelikte ve tipte geliştiren bu RT‟lerden bazıları günümüzde ticari hale gelmiştir.

RT‟ler dönme eksenine göre üç gruba ayrılırlar:

- Yatay eksenli rüzgar türbinleri

- Dikey eksenli rüzgar türbinleri

- Eğik eksenli rüzgar türbinleri

23

5.2.1.Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri (YERT)

Bu türbinlerde; dönme ekseni rüzgar yönüne paralel, kanatlar rüzgar yönüne diktir. Bu türbinlerde

rotor kanatların sayısı azaldıkça rotor daha hızlı dönmektedir. Bu türbinlerin verimi yaklaşık %45‟dir.

YERT genel olarak yerden 20-30m yüksekte ve çevredeki engellerden 10m yüksekte olacak şekilde yerleş-

tirilmelidir. Rüzgar hızının, rotor kanadı uç hızına bölünmesi ile elde edilen orana kanat uç hız oranı (λ)

24

denir. Eğer;

- λ= 1–5 Çok kanatlı rotor,

- λ= 6–8 Üç kanatlı rotor,

- λ= 9–15 İki kanatlı rotor,

- λ>15 Tek kanatlı rotor kullanılır.

YERT, farklı sayıda rotor kanadına sahip olan ve rüzgarı önden alan veya rüzgarı arkadan alan sis-

temler olarakta çeşitlilik gösterirler.

5.2.1.1.Rüzgarı Önden Alan Makineler:

Yıllardır yaygın olarak kullanılan bu makinelerde rotor yüzü rüzgara dönüktür. En önemli üstünlü-

ğü kulenin arkasında olacak rüzgar gölgeleme etkisine çok az maruz kalmasıdır, yani rüzgar kuleye eğile-

rek varır. Kule yuvarlak ve düz olsa bile kanadın kuleden her geçişinde türbinin ürettiği güç biraz azalır. Bu

nedenle rüzgar çekilmesinden dolayı kanatların sert yapılması gerekir ve kanatların kuleden biraz uzakta

yerleştirilmesi gerekir. Ayrıca, önden rüzgarlı makineler, rotoru rüzgara karşı döndürmek için

“Yaw” mekanizmasına gerek duyarlar.

5.2.1.2.Rüzgarı Arkadan Alan Makineler:

Bu makinelerin rotorları kule arkasına konur. Bunların önemli üstünlüğü rüzgara dönmek için

“Yaw” mekanizmasına gerek duymayışlarıdır. Eğer nacelle ve rotor uygun tasarlanırsa, nacelle rüzgarı pa-

sif olarak izler. Daha önemli bir üstünlük kanatların esnek özelliğe sahip olmasıdır. Bu, hem ağırlık hem de

makinenin güç dinamiği açısından önemli bir üstünlüktür. Böylece bu makinelerin avantajları; önden rüz-

garlı makinelere göre daha hafif yapılması sonucu kule yükünün azalmasıdır. Ancak, kanat kuleden

geçerken meydana gelen güç dalgalanması, türbine önden rüzgarlı makinelerden daha çok zarar verir.

5.2.1.2.1.Tek Kanatlı Rüzgar Türbinleri:

Tek kanatlı RT‟nin yapılmasının sebebi, kanat sayısına göre dönme hızının yüksek olması ve bu

sayede makine kütlesini ve rotorun döndürme momentini azaltmaktır. Ek olarak rotor kanadı, kanat üzerin-

deki yapısal yükleri azaltacak mekanizma ve kanat mekanizma hareketinin pürüzsüz olabilmesi için, tek

menteşe ile sabitleştirilip, 2 karşı ağırlıkla dengelenmelidir. Diğer taraftan tek kanatlı rotorlarda, ilave yük-

lerden ortaya çıkan aerodinamik balanssızlık ve mekanizma hareketinin kontrol altında

tutulması için hub çok iyi yapılmalıdır. MBB firması tarafından tasarlanan, her birinin tesis gücü 630kW

olan ve rotor çapı 56m üç tip RT Almanya‟nın Wilhelmshaven yakınında çalışmaktadır. En önemli ticari

dezavantajı, 120m/sn civarındaki kanat uç hızının sebep olduğu rotorun aerodinamik gürültü seviyesidir.

Bir kanatlı RT‟nin kanat uç hızı, üç kanatlı RT ile karşılaştırıldığında, iki kat daha yüksektir ve daha fazla

gürültü içermektedirler.

25

Almanya halkı, gürültü ve görsel rahatsızlık nedeniyle bu RT‟lerin piyasada kullanılmasına şans

tanınmamıştır.

5.2.1.2.2.Çift Kanatlı Rüzgar Türbinleri:

Üç kanatlı türbinlere göre rotor maliyetinin azaltılmak istenmesi bu türbin fikrini doğurmuştur. Bir-

çok ülkede 10 ila 100m rotor çaplı ölçülerde RT‟ler tasarlanıp, Avrupa ve ABD‟de çalışmaya başlamıştır.

Bu ticari RT‟lerden sadece birkaç tanesi prototip durumundan, seri üretime geçebilmiştir.

İki kanatlı rotorun balansı, bir kanatlı rotora göre daha düzgündür. Fakat maalesef iki kanatlı roto-

run sebep olduğu dinamik hareketleri önlemek için ilave teknik güç, maliyetin daha fazla artışına sebep ol-

maktadır. Hub‟ın titreşimi azaltmak için rotora kadran sistemi ilave edilmiştir. Bu kadran, rotor şaftına di-

key ve iki rotor kanadına dik yerleştirilir. Üç kanatlı rotorla karşılaştırıldığında en büyük avantajı; kanat uç

hızlarının yüksek olmasıdır. Bu RT‟nin gürültü seviyesinin yüksek olması ve düşük rüzgar hızlarında (3m/

sn) çalıştırılması

dezavantajıdır. Günümüzde iki kanatlı rotor, şimdi birkaç ünitedir ve en az bir an için artan piyasaya dikkat

edecek olursak iki kanatlı rotora hiçbir eğilim bulunmamaktadır.

5.2.1.2.3.Üç Kanatlı Rüzgar Türbinleri:

Üç kanatlı modern türbinler, dünyanın her tarafında kullanılmaktadır. Üç kanat kullanımının asıl

sebebi, dönme momentinin daha düzgün olmasıdır. Bu türbinde, türbinin yapısı üzerinde depolanan yükler-

den dolayı salınım yapan atalet momentini olmadığından, hub içinde titreşimi önleyici pahalı parçalara ge-

26

rek yoktur. Kanat uç hızı 70m/sn altında olduğundan gürültünün düşüklüğü, sarsıntısız döndükleri için göz

estetiğini bozmamaları önemli bir avantaj olup, halk tarafından kabulünü sağlamıştır. Küçük güçlü RT‟ler-

de, üç kanatlı rotor kullanıldığında güç problemleri ortaya çıkar. Bu problemin çözümü için düşük devirde

dönen rotorun devir sayısını 1/n oranında arttıran dişliler kullanılır ve “Cut in” olarak adlandırılan hız değe-

rine ulaşıncaya kadar, jeneratör boşta çalıştırılır.

5.2.1.2.4.Çok Kanatlı Rüzgar Türbinleri:

Çok Kanatlı RT‟ler (rüzgargülleri), RT‟lerin gelişmemiş ilk örnekleridir. Yıllarca sadece su pompa-

lamasında kullanılan bu türbinler, bu işlemdeki moment gereksiniminin karşılanabilmesi amacıyla, çok ka-

natlı olarak üretilmiştir. Çok kanatlı RT‟ler düşük hızda çalışırlar. Türbin kanatlarının genişlikleri, pervane

göbeğinden uçlara gidildikçe artım gösterir. Pervane mili, dişli kutusuna bağlanarak, jeneratör mili devir

sayısı artırılır ve otomobillerde uygulama alanı bulan jeneratörler kullanılır.

Rüzgargülleri, rüzgargülü pervane düzleminin rüzgar hız vektörünü her zaman dik olarak alabilmesi

için de, rüzgargülü yönlendiricisi taşımaktadırlar.

5.2.2.Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri (DERT)

Dönme eksenleri rüzgar yönüne dik ve düşey olan bu türbinlerin kanatları da düşeydir. DERT rüz-

garı her yönden kabul edebilme üstünlüğüne sahiptir. Bu türbinler rüzgarı sürükler veya kaldırır. İlk hare-

kete geçişleri güvenilir değildir. Bu türbinlerin verimi yaklaşık %35‟dir Türbinlerin üreteç ve vites kutusu

toprak seviyesinde kurulabildiğinden kuleye gerek duymazlar. Bu yüzden düşük rüzgar hızlarında çalışmak

zorunda kalırlar ve “Yaw” mekanizmasına ihtiyaçları yoktur. Düşük rüzgar hızları ve az miktarda su pom-

palamak için tasarlanmışlardır. Kanat sayısının artması malzeme ağırlığını da beraberinde getirdiğinden,

yüksek rüzgar hızlarında verimsiz çalışır. Rotor çapı 5m olan türbinden yaklaşık 0,5kW güç elde edilir. Bu

türbinleri yer yüzeyine bağlayabilmek için çelik halatlara gereksinim duyulmaktadır.

27

5.2.2.1.Savonious Rüzgar Türbinleri:

Savonius RT, 1925 yılında Finlandiya‟lı mühendis Sigurd J. Savonius tarafından keşfedilmiştir. İki

yatay disk arasına yerleştirilmiş ve merkezleri birbirine göre simetrik olarak kaydırılmış, “kanat” adı veri-

len iki yarım silindirden oluşmaktadır. Belirli bir hızla gelen rüzgarın etkisiyle, çarkı oluşturan silindirin iç

kısmında pozitif ve dış kısmında negatif bir momentin olmaktadır. Pozitif moment, negatif momentten da-

ha büyük olduğundan, dönme hareketi pozitif moment yönünde sağlanır.

Diğer DERT‟lere göre; düşük rüzgar hızlarında iyi başlangıç karakteristiklerine sahip olması, yapı-

mının kolay ve ucuz olması, rüzgarın yönünden bağımsız olması ve kendi kendine ilk harekete başlaması

gibi birçok üstünlüklere sahip olan Savonius RT‟lerinin, aerodinamik performansı düşük olduğu için ilk

uygulama alanları; havalandırma, su pompalama gibi kısıtlı alanlar olmuştur. Savonius RT‟nin birçok üs-

tünlüğü bulunmasına

rağmen, aerodinamik performanslarının düşüklüğü nedeniyle kullanılmamaktadır. Son yıllarda yapılan

Savonius RT çalışmaları, aerodinamik performansın geliştirmesi yönünde olmuştur.

Aldoss ve Najjar, bu çarkın performansı üzerine; “sallanan kanatlı çark” kullanarak deneysel bir

çalışma yapmışlardır. Çalışmalarında Savonius RT‟nin performansını, hem rüzgarın gerisinde hem de rüz-

gara doğru, çark kanatlarının bir optimum açı ile geriye doğru salınmasına müsaade ederek geliştirmişler-

dir.

Reupke ve Probert, Savonius RT‟nin çalışma etkinliğini arttırmak için, türbin kanatlarının kavisli

kısımlarının yerine bir sıra menteşelenmiş kanatçıklar yerleştirmiştir. Kanatçıklar rüzgara doğru ilerlerken,

rüzgar basıncının etkisinde otomatik olarak açılmış ve daha az akış direnci elde edilmiştir. Kanatçıkların

ilk konuma gelirken,tekrar otomatik olarak kapandığını tespit edip, çok düşük uç hız oranlarında, düzeltil-

miş parçalı kanatlı çarklardan, klasik Savonius RT‟lerine oranla daha yüksek momentler elde edildiğini

belirlemişlerdir.

28

5.2.2.2.Darrieus Rüzgar Türbinleri:

1931 yılında Fransız mühendis George J.M. Darrieus tarafından icat edilmiştir. 1970 ve 1980‟lerde

Amerika ve Kanada da Darrieus türbinlerinin kanat dizaynları üzerine geniş çalışmalar yapılmıştır. Kanat-

ları geometrik formlu aerodinamik profile sahip olduğundan yüksek performanslıdır. Kanatlardaki hafif

eğim sayesinde kanatlardaki çekme gerilimleri minimuma iner. Yüksek hızlarda çalışabilir ve türbin; 2 ve-

ya 3 kanatlı olur. İlk hareket için Savonius RT veya bir tahrik motoru gerekmektedir.

5.2.2.2.1.H-Darrieus Rüzgar Türbinleri:

Dikey eksenli en önemli RT‟lerden biridir. Darrirus RT‟nin geliştirilmesiyle meydana gelen daha

karmaşık tipte bir türbinidir. Darrirus RT‟den iki önemli farkla ayrılır. Bunlar:

- Aerodinamik profili düzdür.

- Kanatlara pitch kontrol uygulanır.

29

5.2.2.2.2.Eğik Eksenli Rüzgar Türbinleri (Wagner RT)

Dönme eksenleri düşeyle, rüzgar yönünde bir açı yapan RT‟lerdir. Bu tip türbinlerin kanatları ile

dönme eksenleri arasında belirli bir açı bulunmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Birbirleri ile Karşılaştırılması

Rüzgar çiftlikleri kurulumunda; rüzgar şartları, kurulacak alan ve ciddi kayıplardan kaçınmak için

RT‟lerinözellikleri bilinmelidir. RT‟ler incelendiği üzere kanat çeşitleri, rüzgarı alış şekilleri ve kullanım

alanlarına göre birkaç çeşitte imal edilebilmektedir. Aşağıdaki Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3‟de RT‟lerin bir-

birleri ile çeşitli özellikleri ve tipleri dikkate alınarak kıyaslanması verilmiştir. Bu tablolarda; türbinin kulla-

nış amacı, bölgedeki rüzgar ve maddi imkanlara göre nasıl bir türbin seçimi gerektiği veya kurulmak iste-

nen türbinin özellikleri

görülmektedir.

30

Yerel yüzey yapısı, bitki örtüsü ve yüksek bina gibi engeller rüzgar hızını etkileyen faktörlerin ba-

şında gelmektedir. Türbinler düz tepelerde, en yüksek noktaya; vadi, kanyon ve geçitlerde ise hakim rüzga-

rı alabilecek ve tüketiciden uzak olmayacak şekilde yerleştirilmelidir. Kanat yerleşiminde, asgari kanatın

yerden 3m yüksekte olması ve kullanım yerinden 40m uzakta olması avantajdır. Rüzgar çiftliklerinde yapı-

lan düzenlemelerde her bir

türbin, rüzgarı en iyi alacak şekilde ve birbirlerinin arkasına, gölgeleme etkisi en az olacak şekilde yerleşti-

rilmesine dikkat edilmelidir.

Bir Rüzgar Türbininin Anatomisi

31

Rüzgar türbini adından da anlaşıldığı gibi dönme hareketine dayalı olarak rüzgardan enerji üreten

bir makine.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının öneminin artması ile sektör olarak rüzgar enerjisi ülkemizde son

yıllarda birçok yatırım ve gelişmeye sahne oldu.Her gecen gün gelişen teknolojinin ve rekabetin de etkisi

ile sektörün önemi daha da artmakta.

Bu anlamda bir rüzgar türbinin temel çalışma prensibi ve içerisinde bulunan parçaların işlevlerini

anlamak bir gereklilik haline geldi.

Aşağıda rüzgar türbinini oluşturan temel birimleri ve açıklamalarını bulabilirsiniz.

Rüzgar Ölçer (Anemometer) : Rüzgar hızını ölçer, bu bilgiyi kontrol ünitesine iletir.

Pervane Kanatları (Blades) : Çoğu rüzgar türbini 2 veya 3 adet pervane kanadına sahiptir. Kanat-

ların üzerinden esen rüzgar, kanatları kaldırıp dönmelerini sağlar.

Fren (Brake) : Dönmekte olan diski acil durumlarda durdurmaya yarar. Sistem mekanik, elektronik

veya hidrolik olarak çalışabilir.

Kontrol Ünitesi (Controller) : Kontrol ünitesi rüzgarın hızındaki değişikliklere göre sistemi dur-

durur veya harekete geçirir. Rüzgar hızının saatte 8-16 mil arasında olması durumunda sistemi çalıştır. Ay-

nı şekilde rüzgar hızının saatte 55 milden yüksek olduğu durumlarda ise sistemi durdurur. Rüzgar hızının

saatte 55 milden fazla olması, türbinlere zarar vermektedir. Kontrol ünitesi bu nedenle önemlidir.

Vites Kutusu (Gear box) : Vitesler düşük hız milini, yüksek hız miline bağlayarak donuş hızını 30

-60 devir/dakikadan (rpm) 1000-1800 devir/dakikaya seviyesine (elektrik üretmek için gerekli olan dönüş

hızı) çıkartırlar.

Vites kutusu bir rüzgar türbininin pahalı (ayni zamanda ağır) bir parçasıdır. Günümüzde vites kutu-

suna gerek kalmadan doğrudan sürüş özelliğine sahip, düşük rotasyonlu hızlarda elektrik üretebilen jenera-

tör teknolojileri alanında araştırmalar sürmektedir.

Jeneratör (Generator) : 60-cycle ALTERNATİF AKIM üreten indüksiyon jeneratörü.

Yüksek Hız Mili (High-speed shaft) : Jeneratörü sürer.

Düşük Hız Mili (Low-speed shaft) : Rotor tarafından dakikada 30-60 dönüş yapacak şekilde dü-

şük hızlarda dondurulur.

Makine Bolumu (Nacelle) : Makine bölümü rüzgar türbin kulesinin tepesinde durur ve içerisinde

vites kutusunu, düşük ve yüksek hız millerini, jeneratörü, kontrol ünitesini ve freni bulundurur. Bazı türbin-

lerin makine bölümleri üzerlerine helikopter inebilecek kadar geniştir.

Durdurma (Pitch) : Pervane kanatları elektrik üretmek için çok düşük veya çok yüksek olan hız-

larda, rotor hızını kontrol altında tutmak amacı ile bazen durdurulup bazen de durdurulur.

Çark (Rotor) : Pervane kanatları ve göbek bölümüne rotor yani çark adı verilir.

Kule (Tower) : Rüzgar türbinleri yüksek irtifada daha fazla enerji üretebildikleri için kule bölü-

münde dayanıklı malzemeler (boru seklinde çelik, beton veya çelik kafes) kullanılır.

Rüzgar : Resimde gördüğünüz rüzgar türbini rüzgarın gelis yönüne doğru bakacak şekilde yerleşti-

rilmiştir ve çalışma mekanizması buna göre tasarlanmıştır. Bu türbinlere rüzgara karsı çalışan rüzgar tür-

binleri denir. Rüzgarın geliş yönünün tersine bakacak şekilde elektrik üreten türbinler de vardır. Fakat yay-

gın değildir.

32

Yelkovan (Wind vane) : Rüzgarın yönünü ölçer ve bu bilgiyi sapma sürücüsüne iletir. Böylece

rüzgar türbininin rüzgara doğru dönmesi sağlanmış olur.

Sapma Sürücüsü (Yaw drive) : Rüzgara karsı çalışan ruzgar türbinleri daha önce de bahsettiğimiz

gibi rüzgarın geliş yönüne dönük olarak çalışmak zorundadırlar. Sapma sürücüsü rüzgarın yönünde olan

değişiklere göre rotorun sürekli olarak rüzgara dönük olmasını sağlar.

TÜRKİYE’DEKİ RÜZGAR SANTRALLERİ

Türkiyenin ilk rüzgar enerji santrali Alize Germiyan ( 1,5 MW )

Alaçatı‟ya 7 km uzaklıkta olan Germiyan köyünde Türkiye‟nin ilk rüzgar enerji santrali sıfatını

33

alan Germiyan santrali 1998 yılının Şubat ayında devreye girmiştir. Toplam kurulu gücü 1,5 MW olan

santralde 3 adet 500 kW‟lık rüzgar türbiniyle yıllık ortalama toplam 4 milyon kWh elektrik enerjisi üret-

mekte ve yaklaşık 1.626 konutun elektriğini karşılamaktadır.

Bozcaada Rüzgar Enerji Santrali ( 10,2 MW )

Türkiyenin 3. rüzgar santralı olan Bozcaada Rüzgar Enerji Santrali için 1996 yılında ölçümlere

başlandı ve 1998 yılında fizibilite ve izin süreçlerinden sonra 3 ay gibi kısa bir sürede bitirdikten sonra ve

Haziran 2000'de üretime başladı.

17 adet 600 kW Enercon türbini olan 10.2 MW kurulu gücündeki Bozcaada Rüzgâr Enerji Santralı yılda

yaklaşık yılda 35 milyon kWh elektrik üreterek 14.000 konutun elektriğini karşılamaktadır. Ada ihtiyacı-

nın 30 kat fazla üretilen elektrik çevreye zarar vermemek amacıyla yeraltı kablolarıyla Çanakkale‟ye akta-

rılmaktadır.

Mare Manastır Rüzgar Enerji Santrali ( 39,2 MW )

1998 yılında başvurusu yapılmış, 2000 yılının Ekim ayında uygulama sözleşmesi imzalanmış ve 2005

yılında son izin alınmış ve kurulum aşamasına geçmiş. 49 adet 800 kW Enercon türbini olan 39,2 MW

kurulu gücünde Alaçatı‟ya 7 km uzaklıktaki Mare Manastır Rüzgar Enerji Santralimiz yılda yaklaşık 128

milyon kWh elektrik üreterek 53.000 konutun elektriğini karşılamaktadır. Mare Manastır Rüzgar Enerji

Santrali, Dünyanın ilk 3 “Gold Standard” tescili alan gönüllü karbon projelerinden bir tanesidir. Yılda

ortalama 93.000 ton CO2 atmosfere verilmeden elektrik üreterek çevreye katkıda bulunan Mare Manastır

santrali bölgede istihdam yaratmasıyla da sürdürülebilir ekonomik büyüme sağlamaktadır.

34

Anemon Rüzgar Enerji Santrali ( 30.4 MW )

30,4 MW kurulu gücündeki Anemon santrali 38 tane 800 kW‟lık Enercon türbini ile yılda yakla-

şık 92 milyon kWh elektrik üretmektedir. Ortalama 67.000 ton CO2 atmosfere verilmeden üretilen bu

elektrik yaklaşık 38.000 konutun elektriğini karşılamaktadır. 2007 yılının Şubat ayında üretime başlayan

Anemon Rüzgar Enerji Santrali Dünya‟nın ilk 3 “Gold Standard” tescili alan gönüllü karbon projelerin-

den biridir.

Burgaz Rüzgar Enerji Santrali ( 14,9 MW)

Burgaz‟ın kurulu kapasite gücü 14.9 MW‟dır. 18 adet Enercon türbini ile yılda ortalama 47 mil-

yon kWh elektrik üreten Burgaz yaklaşık 20.000 konutun ihtiyacını karşılamaktadır. 2007 yılının Ağus-

tos ayında üretime başlayan ve yılda 30.000 ton CO2 avantajı sağlayan santral Gold Standart tescilini al-

mış durumdadır.

35

Sayalar Rüzgar Enerji Santrali ( 34,2 MW)

Zorlu hava koşullarında büyük çabalar ile inşaatı tamamlanarak 2008 yılının Mayıs ayında üretime

geçen Sayalar Rüzgar Enerji Santrali 38 tane 900 kW‟lık Enercon türbininden oluşmaktadır. Manisa‟nın

Kırkağaç yakınlarında kurulu olan santral yılda yaklaşık 92 milyon kWh elektriği 68. 000 ton CO2‟i atmos-

fere vermeden üretmektedir. Dünyanın ilk 3 “Gold Standard” tescili alan gönüllü karbon projelerinden biri

olan Sayalar yaklaşık 45.000 konutun elektriğini karşılamaktadır.

Dares Datça Rüzgar Enerji Santrali ( 29,6 MW)

1998 yılında başvurusunu yaptıktan sonra 2000 yılının Ekim ayında uygulama sözleşmesi imzalan-

mış. Uzun ve zorlu geçen izin süreçlerinden sonra 2008 yılının Nisan ayında kurulum aşamasına geçilmiş

ve 2008‟in sonunda üretime başlamıştır. Yılda yaklaşık 53.000 ton CO2 salınmadan temiz ve sürdürülebilir

bir elektrik enerjisi üretmektedir. Dares Datça Rüzgar Enerji Santralinde bulunan 28 tane 800 ve 8 tane 900

kW‟lık Enercon türbinlerinin yılda yaklaşık 81 milyon kWh elektrik üreterek yaklaşık 36.500 konutun

elektriğini karşılamaktadır.

36

Çamseki Rüzgar Enerji Santrali ( 20,8 MW)

Çanakkale İli Ezine ilçesinde kurulan ve Bozcaada‟daki santralin karşı tarafında kurulan Çamseki

Rüzgar Enerji santrali 2009 yılının Haziran ayında üretime başlamıştır. Ezine trafo merkezine bağlı olan

santralin 10 tane 2000 kW ve 1 tane 800 kW‟lık Enercon türbini ile yılda yaklaşık 70 milyon kWh ektrik

enerjisi üretecek olan rüzgar enerji santrali, yaklaşık 44.000 ton CO2 eşdeğeri emisyon azaltımını sağlaya-

caktır. Kurulu gücü 20.8 MW olan santralimiz ile yaklaşık 29.000 konutun elektrik ihtiyacı karşılanmakta-

dır.

Keltepe Rüzgar Enerji Santrali (20,7 MW)

Balıkesir ili Susurluk ilçesinde kurulmuş olan Keltepe Rüzgar Enerjisi Santrali 23 tane 900 kW‟lık

türbin ile yılda 65 milyon kWh elektrik üretmektedir. Yaklaşık 41.000 ton CO2‟i havaya salmadan üreterek

bu elektrik 27.000 konutun ihtiyacını karşılamaktadır.

37

Sarıkaya Rüzgar Enerji Santrali ( 28,8 MW)

Tekirdağ ili Şarköy ilçesinde kurulan Sarıkaya Rüzgar Enerjisi Santrali için 1998 yılından itibaran rüzgar

ölçümleri yapılmıştır. 14 adet 2000 kW ve 1 adet 800 kW‟lık rüzgar türbininden oluşan santral yılda yakla-

şık 96 milyon kWh elektriği 60.000 ton CO2‟i havaya salmadan üretmektedir. 40.000 konutun elektrik tü-

ketimini karşılayabilecek kapasitededir.

Kuyucak Rüzgar Enerji Santrali (25,6 MW)

Manisa ili Kuyucak ilçesinde devreye alma işlemleri devam eden Kuyucak Rüzgar Enerjisi Santrali-

nin ilk bölümü ticari üretimine başlamıştır.

38

Havran Rüzgar Enerji Santrali (16 MW)

Çanakkale ili Havran ilçesinde kurulumu devam eden Havran Rüzgar Enerjisi Santrali 2011 yılı

içinde devreye girecektir.

Seyitali Rüzgar Enerji Santrali (30 MW)

İzmir ilinde kurulumu devam eden Seyitali Rüzgar Enerjisi Santrali 2011 yılı içinde devreye gire-

cektir.

39

Çalışmamız Süresince Faydalandığımız Kaynaklar:

Elektroteknik / Prof. Dr. Mehmet Dalfes ( İnkılâp Ve Aka Basımevi)

Rüzgar Türbinlerinin Çeşitleri ve Birbirleriyle Karşılaştırılması / Nida NURBAY, Ali ÇINAR

Kocaeli Üniversitesi Makine Eğitimi Bölümü

Dünya‟da ve Türkiye‟de Rüzgar Enerjisi / Yrd. Doç. Dr. Önder GÜLER İstanbul Teknik Üniversitesi,

Enerji Enstitüsü

Dünya‟da ve Türkiye‟de Rüzgar Enerjisi / Yrd. Doç. Dr. Önder GÜLER İstanbul Teknik Üniversitesi,

Enerji Enstitüsü

Rüzgar Enerjisinin Önemi Ve Rüzgar Türbini Tasarımı / Makine Müh. Halil İbrahim Karadağ(Tez Ça-

lışması)

Rüzgar Enerjisi Teknolojisi Ve Türkiye‟nin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli / Makine Müh. Oğuzhan Tümer-

dem(Tez Çalışması)

Türkiyenin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Ve Maliyet Analizi / Makina Müh. Metin Yılmaz(Tez Çalışma-

sı)

Yenilenebilir Enerji Kaynakları Ve Tarımda Uygulamasının Araştırılması / Makina Müh. Mehmet Koç

(Tez Çalışması)

REK / Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Öğrenci Semineri(8 Aralık 2010, YTÜ)

Rüzgar Enerjisi Kaynaklarımız / Dr. Yüksel MALKOÇ

http://www.die.gov.tr , Devlet İstatistik Enstitüsü (DIE).

http://www.eie.gov.tr

http://tr.wikipedia.org/wiki/Avrupa_Birli%C4%9Fi_%C3%BClkelerinde_r%C3%BCzg%C3%A2r_g%

C3%BCc%C3%BC

http://www.limitsizenerji.com/

http://www.enerturk.com.tr/

http://www.kontrolkalemi.com/forum/

http://www.enerjikulubu.com/index.php

http://www.csenerji.com/#

http://www.alternaturk.org/video/

http://www.soyutwind.com/cumhur.php?dil=tr

http://www.ruzgarenerjisikulubu.com/