Dünyanın En Büyük Rüzgar Türbini Empire State Binasından Büyük Olabilir

Rüzgar enerjisi kullanımı Amerika Birleşik Devletlerinde artıyor. Ülkenin yenilenebilir enerji kapasitesison dokuz yılda üç kat büyüdü ve rüzgar ve güneş gücü geniş oranda güvenilir. Şimdi iş dünyası daha ucuz olarak hatta daha fazla rüzgar enerjisini kullanmak istiyor ve maliyeti düşürmenin en iyi yollarından biri daha büyük türbinler inşa etmektir. Bu nedenle Virginia Üniversitesi araştırmacıları öncülüğünde altı enstitünün ortaklığında 500 metre uzunluğunda, hemen hemen üçte bir mil yüksekliğinde Empire State Binasından 57 metre daha uzun dünyanın en büyük rüzgar türbini tasarlanıyor.

Türbinler şimdiden 15 veya 20 sene öncesinden daha dikkate değerdir. Ölçüleri değişir. Fakat bugünün tipik rüzgar santralı kuleleri 70 metre yüksekliği civarında olup 50 metre civarında kanat uzunluğuna sahiptir. Onları çıkış güçleri ebat ve yüksekliklerine bağlıdır, fakat genel olarak bir ve beş megavat arasındadır. En fazla 1100 evin gücü için yeterlidir. Yüksek türbinlerde daha fazla enerji sağlanacağını proje yetkilileri söylemektedir. Yetkililer rüzgar türbini ne kadar büyük olursa o kadar iyidir demektedirler. Uzun türbin kanatları rüzgarı verimli yakalar ve yüksek kulelere daha geniş kanatlar takılabilir. Bir türbinin gücü doğrudan onun süpürme alanıyla yani kanatlar dönerken oluşan dairesel alana bağlıdır. Bu ilişki doğrusal değildir. Eğer kanat uzunluğu iki kat artarsa sistemin dört kat fazla enerji üreteceğini yetkililer söylemektedir.

Ekip 200 metre kanat uzunluğunda bugünün rüzgar türbinlerinden çok büyük 50 megawatt bir sistemi tasarlamak istemektedir.
Eğer araştırmacılar başarılı olursa türbinin mevcut donanıma oranla 10 kat daha güçlü olacağına inanıyorlar. Fakat bilim adamları basitçe geleneksel tasarım istemiyorlar. Türbin yapısını kökten değiştiriyorlar. Bu ultra geniş makine maliyeti azaltarak ve kanat ağırlığını düşürerek şekilde geleneksel üç kanat yerine iki kanata sahip olacak. Bilim adamları kanat sayısının düşmesinin türbini daha az verimli yapacağını fakat araştırmacıların bu kayıpları karşılayacak şekilde ileri düzeyde bir aerodinamik dizayn kullanacaklarını söylüyorlar. Araştırma ekibi bu dev yapıları rüzgarın daha kuvvetli hissedileceği ve halkın onları görüp duyamayacağı şekilde açık denizde en azından 80 kilometre kıyıdan uzak yerleştirmeyi öngörüyorlar. Fakat güçlü fırtınalar örneğin Atlantik Okyanusunun doğu kıyısının içlerinde bazı yerlerde yıkıcı etki yaratıyor. Araştırma ekibi çok büyük bir materyali hem hafif hemde kasırgalara karşı esnek üretme problemiyle karşı karşıya kaldı. Bu problemin çözümünde doğal bir çözüme ulaştı. Palmiye ağaçları. Palmiye ağaçları gerçekten çok uzun fakat yapı olarak çok hafiftirler ve eğer rüzgar sert eserse gövde eğilir esner. Araştırma ekibi aynı konsepti kullanarak rüzgar türbinlerini aynı esneklikte ve akışa uygun esneyebilecek şekilde dizayn ediyorlar. Araştırma ekibi iki kanadı geleneksel olarak rüzgarın tersine doğru değilde rüzgar yönüne doğru yerleştiriyorlar. Kanatlar palmiye ağacına benzer şekilde rüzgar yönünde biçimini değiştiriyor. Kanatlar rüzgar yönü açısında geriye doğru eğildiğinde, onların çok ağır veya kuvvetli üretmek zorunda olmadığından daha az malzeme kullanılır.Bu türbinler çalışmadığında saatte 253 km hızındaki rüzgara dayanıklıdır. Saatte 80-95 kilometrelik rüzgar hızında sistem kendini kapatır ve kanatlar şiddetli rüzgarlara dayansın diye rüzgardan öteye eğilir.

Bu projedeki bazı sorular 200 metrelik kanatlar nasıl yapılacak? Onları bir araya nasıl getirilecek?Bu uzunlukta kule nasıl dikilecek? Sadece vinçler bu yüksekliğe çıkabiliyor. Araştırma ekibi henüz bir prototip test etmedi. Şu anda türbin yapısını ve kontrol sistemini dizayn ediyorlar. Bu yaz gerçeğinden çok çok küçük iki metre yarıçapında bir model üretiyorlar. Gelecek yaz 20 metre kanatlı daha büyük bir üretim planlıyorlar. Bu 1 megawatttan az güç üretecek ve Colorado’da test edilecek.Araştırma ekip başı bu kadar büyük türbinin gerçek olacağına %100 emin değil ama denemeye değer olduğunu söylüyor. Eğer gerçekleşirse açık deniz rüzgar enerjisi devrimi olacağını söylüyor.

Kaynakça:
Scientific American 26 Haziran 2017 makaleden çevrildi.

Yazar: İsmail Bozdağ