Atölye Çalışması 1 Dersi 4. Ünite Sorularla Öğrenelim

Rüzgâr enerjisinden hangi alanlarda
yararlanılmaktadır?

Rüzgârda tohumları savurma, eşya kurutma,
yelkenli kayıkları, gemileri hareket ettirme rüzgâr
enerjisinden yararlanmak demektir. Tohum üreten ve
bundan yararlanmak isteyen insan, tohumu veya taneleri
öğütüp unundan yararlanmayı öğrenmiş, çok miktarda
tohumu un haline getirmek ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu
durumda akarsunun olmadığı yerlerde yel değirmenleri
devreye girmiştir ve rüzgârın gücünden yararlanılmıştır.
Rüzgâr enerjisinden yararlanma yollarından biri de
ulaşımdır. Burada daha çok büyük miktarlardaki ticaret
mallarının ülkeler arası hatta okyanus aşırı taşınması
işlerinde rüzgâr enerjisi kullanılmıştır. Günümüzde rüzgâr
enerjisi elektrik enerjisi elde etme çalışmalarına aracılık
etmeye başlamıştır.

Rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi elde etme
öneminin gelişme süreci nasıldır?

Bu konudaki çalışmaların başlangıcı 1800’lü
yılların sonlarında başlamakla birlikte günümüzün
teknolojik imkânlarının da gelişmesiyle giderek
artmaktadır. Diğer taraftan enerji elde etme çalışmalarının
çoğunda çevre kirliliğinin, sera etkisinin ortaya çıkmasıyla
rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi elde etme çalışmaları
daha da önemli hale gelmiştir ve ciddi çalışmaların
yapıldığı gözlenmektedir.

Güvenlik önlemlerinin alınmasının önemi nedir?

Bulunduğumuz her ortamda çok çeşitli
tehlikelerle veya kazalarla karşı karşıya kalabilmekteyiz.
Dikkatimizi yaptığımız çalışmalara yoğunlaştırdığımızdan
tehlikeleri önceden fark etmememiz veya bazen de
dikkatsizce davranmamız nedeniyle tehlikelerle yüz yüze
kalışımız artmaktadır. Her şeyden önce bulunduğumuz
ortamda tehlikelere karşı dikkatli, güvenlik önlemlerini
alarak davranmalıyız. Bulunduğumuz ortamlar, çalışma
yerleri veya okullardaki laboratuvarlar, atölyeler
olduğunda hem öğrenciler olarak hem de görevliler olarak
güvenlik önlemlerini en üst seviyede tutma zorunluluğu
vardır. Eğer çalışanlar veya görevliler kendi
güvenliklerinde dikkatli davranırlarsa, bulundukları
ortamın güvenliğini de sağlamış olacaklardır.

Elektrik laboratuvarında çalışmaya başlamadan önce
hangi güvenlik önlemleri alınmalıdır?

Elektrik laboratuvarında çalışmaya başlamadan
önce, laboratuvardaki görevliler öğrencilere bir tehlike
anında laboratuvardaki elektriği kesecek ana elektrik
panosunun yerini ve elektrik enerjisinin nasıl kesileceğini
öğretmelidirler. Öğrencilere, herhangi bir kaza anında
itfaiyeye, sağlık görevlilerine ve okulda bulunan
görevlilere nasıl haber verecekleri konusunda bilgi
verilmelidir. Ülkemizde İTFAİYE’ye 110, HIZIR ACİL
SERVİSİ’ne 112 ve POLİS’e 155 numaralı telefonlardan
kolayca ve ücretsiz haber verilebilmektedir. Bu telefon
numaralarının akıldan çıkarılmaması çok önemlidir.

Enerji nedir ve çeşitleri nelerdir?

Enerji, bir cisim ya da sistemin iş yapabilme
yeteneği olarak tanımlanır. Dünyada bilinen enerji çeşitleri
kimyasal enerji, elektrik enerjisi, ısı enerjisi, ışık enerjisi
ve nükleer enerji şeklinde adlandırıldığı gibi değişik
şekillerde de bulunabilmektedir. Ayrıca güneş enerjisi, ses
enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji ve rüzgâr enerjisi
de diğer enerji çeşitleri olarak sayılabilir.

Rüzgâr hızının mevsimlere ve bölgelere göre farklılık
göstermesinin nedeni nedir?

Güneşten Dünya’ya gelen enerjinin %1-2’sinin
rüzgâra dönüştüğü tahmin edilmektedir. Gelen enerjinin
bir bölümü yeryüzünü ısıtır. Yeryüzünün her tarafının aynı
miktarda ısınmaması rüzgârı meydana getirir. Yeryüzünün
farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve
basıncının farklı olmasına, farklı basınçta havanın
hareketine neden olur. Birçok yerde mevsime bağlı
farklılıklar bulunur. Rüzgâr hızı genel olarak kışın daha
yüksek olmakla birlikte bazı bölgelerde yeryüzü
şekillerine bağlı olarak yazın daha yüksek olabilmektedir.

Rüzgâr nedir ve rüzgâr enerjisinden hangi alanlarda
yararlanılmaktadır?

Sıcak ve soğuk hava döngüsü hava tabakasını
oluşturan molekülleri de hareket ettirir. Atmosferdeki
sıcak-soğuk hava yer değiştirmesi hızlı bir şekilde
meydana geldiğinde rüzgâr oluşmaktadır. Çok eski
yıllardan beri insanoğlu rüzgâr enerjisinden
faydalanmıştır. Yelkenli gemilerin hareket ettirilmesi, yel
değirmenleri ile buğday öğütülmesi veya su
pompalanması işlerinde kullanılması en çok bilinenleridir.

Rüzgâr türbini nedir ve elemanları nelerdir?

Rüzgâr türbinleri rüzgârdaki kinetik enerjiyi önce
mekanik enerjiye daha sonra da elektrik enerjisine
dönüştüren sistemlerdir. Bir rüzgâr türbini genel olarak
kule, pervane, jeneratör, hız dönüştürücüleri (dişli kutusu),
elektrik-elektronik elemanlardan oluşur.

Yatay eksenli rüzgâr türbininin tasarımı nasıldır?

Bu türbinlerde, dönme ekseni yere paralel olarak
tasarlanmıştır. Bir elektrik motoru yardımıyla rüzgâr
yönüne göre pervanenin yönü ayarlanır. Yapısal olarak bir
elektrik motorundan farklı değildir. Verimli olarak
çalışabilmesi için deniz seviyesinden yaklaşık 80 metre
yüksekte olması gereklidir.

Yatay eksenli rüzgâr türbinin çalışma prensibi
nasıldır?

Rüzgâr enerjisini pervaneleri döndürmeye harcar.
Pervanelere bağlı olan şaft da pervaneyle birlikte döner.
Şaftın diğer ucunda bulunan dişli kutusu aracılığıyla şaftın
hızı bir miktar daha arttırılır ve bu hareket jeneratöre
iletilir. Jeneratör dönme hareketini elektrik enerjisine
çevirir. Kule, pervane ve motorun yerden güvenli bir yükseklikte çalışmasını sağlar. Frenler aşırı yüklenme
veya sistemin durdurulması gerektiği durumlarda devreye
girerek sistemi durdurur.

Düşey eksenli rüzgâr türbininin tasarımı nasıldır?

Düşey ekseni yere dik olacak şekilde
tasarlanmıştır. Daima rüzgârın geleceği yöne göre
ayarlanır. Yatay ekseninin rüzgâra göre ayarlanmasına
gerek yoktur. Genelde ilk hareket olarak elektrik motoruna
ihtiyaç duymaktadır. Türbin yardımcı bağlantı kabloları ile
ekseninden sabitlenmiştir. Deniz seviyesine yakın yerlerde
daha az rüzgâr aldığından cihazın verimi düşük
olmaktadır.

Rüzgâr türbinlerinde fren sistemi hangi amaçla
kullanılmaktadır?

Çoğunlukla büyük rüzgâr türbinleri rüzgâr 15 m/s
hızla eserken tam kapasite çalışma şartlarına erişirler.
Rüzgâr hızı 20 m/s ulaştığında sisteme mekanik parçalara
aşırı yük binmesi sebebiyle sistem otomatik olarak
durmaktadır. Türbinin fazla hızlanması halinde sistemi
durduracak birçok kontrol sistemi bulunmaktadır. En
genel sistem fren sistemidir. Rüzgâr 20 m/s hıza
ulaştığında fren sistemiyle pervanelerin dönmesi
durdurulur.

Rüzgâr türbinlerinde kullanılan güvenlik
elemanlarından açı kontrolü hangi amaçla
kullanılmaktadır?

Pervane yüksek hızlara çıktığında, üretilen enerji
de çok fazla olmaktadır. Bu gibi durumlarda pervanelerin
açılarını değiştirip daha yavaş bir dönme hareketi elde
etmek için açı kontrolü sistemi kullanılır.

Rüzgâr türbinlerinde kullanılan güvenlik
elemanlarından pasif yavaşlatıcı hangi amaçla
kullanılmaktadır?

Genellikle pervaneler ve motor bloğu sabit bir
açıyla ayarlanmışlardır. Ancak rüzgâr çok hızlı estiği
zamanlarda pervanenin tepe taklak olmasını engellemek
için bu sistem kullanılmaktadır. Aerodinamik olarak
rüzgârın tersi yönde pervanenin açısını değiştirip hızın
azaltılmasına çalışılır.

Rüzgâr türbinlerinde kullanılan güvenlik
elemanlarından aktif yavaşlatıcı hangi amaçla
kullanılmaktadır?

Bu sistem açı kontrol sistemine benzer bir
sistemdir. Üretilen gücün fazla olması durumunda pervane
ve motor bloğunun açısını değiştirmeye yarayan sistemdir.

Rüzgâr enerjisinin tercih edilmesi için temel nedenler
nelerdir?

Günümüzde rüzgâr enerjisini tercih etmek için iki
önemli neden vardır. İlki rüzgâr enerjisinin temiz ve
yenilenebilir özelliklerde olmasıdır. Atmosfere zararlı
gazların salınımı yoktur ve rüzgârın bitmesi gibi bir durum
söz konusu değildir. İkincisi rüzgâr enerjisi her ülkede
rüzgâr olduğu ölçüde vardır. Bu nedenle ülke dışından
enerji alımını azaltır, dolayısıyla enerjide başka ülkelere
olan bağımlılığı azaltır. Ayrıca rüzgâr santralleri uzak
bölgelere inşa edilip, üretilen elektrik enerjisinin merkezi
yerlere iletilmesi daha kolaydır.

Rüzgâr enerjisinin olumsuz yönleri nelerdir?

Rüzgâr enerjisinin olumlu yönlerinin yanında
olumsuz yönleri de vardır. Diğer enerji santralleri gibi her
zaman yüksek verimle çalışamazlar. Çünkü rüzgâr hızı
değişkenlik göstermektedir. Rüzgâr türbinleri şehirlere
yakın bölgelerde oluşturulduklarında ses kirliliği sebebiyle
insanlara, hayvanlara ve doğal yaşama rahatsızlık
verebilmektedir. Rüzgâr var olduğundan beri güvenilir
enerji kaynağı değildir. Rüzgâr hızı düştüğünde ya da
kesildiğinde geri dönüşümü olmayan enerji kaynaklarına
ihtiyaç duyulmaktadır.

Rüzgâr türbininden elektrik enerjisi nasıl
üretilmektedir?

Rüzgâr estiği zaman pervanenin kanatlarına
çarparak onu döndürmeye başlar. Bu sayede rüzgâr
enerjisi ile kinetik enerjisi elde edilmiş olur. Pervaneler
hep aynı yönde dönecek şekilde tasarlanmışlardır.
Pervanelerin dönmesiyle ona bağlı olan şaft da dönmeye
başlar. Şaftın dönmesiyle de şafta bağlı bulunan jeneratör
rotoru döner ve elektrik enerjisi elde edilmiş olur. Pervane
şaftı döndürdüğü zaman motor içindeki sarım bölgesi,
etrafındaki mıknatısların ortasında dönmeye başlar. Bunun
sonucunda da alternatif akım (ac) oluşur.

Bir rüzgâr türbinini imal etmek ve çalıştırmak için
gerekli olan enerjiyi geri kazanmak için yaklaşık olarak ne
kadar süre gereklidir?

Bir rüzgâr türbini tarafından 20 yıllık işletme
süresi içinde üretilen enerjinin, rüzgâr türbinini imal
etmek, bakımını yapmak, montajını yapmak gibi işlemler
için harcanacak enerjinin sekiz katı olduğu ifade
edilmektedir. Başka bir deyişle, genellikle bir rüzgâr
türbinini imal etmek ve çalıştırmak için gerekli olan
enerjiyi geri kazanmak için, rüzgâr türbininin maksimum
güç çalışması koşuluyla, sadece iki ya da üç yıl yeterli
olacaktır.

Dünya Rüzgâr Enerjisi Birliği’nin (The World Wind
Energy Association, WWEA) 2015 yılı raporunda hangi
noktalar vurgulamıştır?

Dünya Rüzgâr Enerjisi Birliği’nin 2015 yılı
raporunda 2014 yılı ilk yarısında rüzgâr enerjisinden
elektrik enerjisi elde eden ülkelerin başında Çin’in geldiği
belirtilmektedir. Aynı rapora göre günümüzde dünyadaki
kullanım oranının çok düşük olmasına karşılık, 2020
yılında dünya elektrik talebinin %12’sinin rüzgâr
enerjisinden karşılanması için çalışmalar yapılmaktadır.

Rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek ve
teknoloji arasında nasıl bir bağlantı vardır?

Dünyada çeşitli ülkeler rüzgâr enerjisinden
elektrik enerjisi elde etme çalışmaları yapmaktadır.
Teknolojide ön sıralarda bulunan ülkelerin rüzgâr enerjisi
ile elektrik enerjisi elde etmede de ön sıralarda oldukları
görülmektedir. Rüzgâr enerjisi elde etme çalışmalarının ilerlemesi teknolojinin gelişmesine oldukça bağımlı
olduğunu söyleyebiliriz.

Ülkemizde rüzgâr enerjisi üretim kapasitesi hangi
durumdadır?

Ülkemizde rüzgâr enerjisi üretim kapasitesi gün
geçtikçe artmaktadır. Ülkemizde hali hazırda kurulu
rüzgâr enerjisi gücü, Türkiye Rüzgâr Enerjisi Birliği’ne
göre 2015 yılında 3.453MW’a ulaşmıştır. Ülkemizdeki
rüzgâr enerji santrallerinin kurulduğu şehirler ve kurulu
güç miktarları ile ilgili önemli artışlar bulunmaktadır.

Rüzgâr enerjisinin avantajları nelerdir?

Rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, dalga enerjisi,
jeotermal enerji gibi temiz ve yenilenebilir enerji
kaynaklarındandır. Çevreyi kirletmesi atık gazlar salması,
sera etkisi oluşturması gibi olumsuz etkileri yoktur.
Kaynağı rüzgâr olduğundan bitmesi söz konusu değildir.
Rüzgâr tesislerinin kurulumu, işletilmesi ve bakımı diğer
tesislere göre daha kolaydır. Enerji üretim maliyetleri
düşüktür. Güvenilirliğinin artması, bölgesel olması
dolayısıyla kişiler kendi elektriğini üretebilmektedir.
Ayrıca rüzgâr santralleri uzak bölgelere inşa edilip,
üretilen enerjinin merkezi yerlere iletilmesi daha kolaydır.

Rüzgâr enerjisinin dezavantajları nelerdir?

Rüzgârın esintisinin sürekli olmaması nedeniyle
üretim aralıklarla yapılabildiğinden enerji üretim değeri
sabit değildir. Rüzgâr türbinleri pervaneleri nedeniyle
büyük alana ihtiyaç duyarlar. Gürültülü çalışırlar. Kömür,
petrol gibi fosil veya nükleer yakıtlardan elde edilen
enerjiye oranla enerji üretimi oldukça düşüktür. Yatırım
maliyetleri yüksektir. Kullanım ömrü dolan kompozit
parçaların doğada geri dönüştürülmesinin mümkün
olmaması gibi nedenler rüzgâr enerjisinin olumsuz yönleri
olarak sıralanabilir.

Rüzgâr türbinlerinin güç değerleri ve kullanım
amaçları arasında nasıl bir ilişki vardır?

Rüzgâr türbinleri bir yerleşim yerinin elektrik
yükünü karşılayabilir. Burada, türbin elektrik yükünün
yakınında ve yük ayrıca şebeke ile bağlantılıdır. Bu
türbinler 10-l00 kW arasında güce sahip türbinlerdir.
Ayrıca merkezî yerde çok sayıda tesis edilmiş türbinlerle
rüzgâr tarlaları da oluşturulabilir. Burada da asıl amaç
şebekeye enerji temin etmektir. Bu türbinlerin güçleri 50-
500 kW’tır.

Deneyde kullanılan araç ve gereçler nelerdir?

Deneyde kullanılan araç ve gereçler şöyle
sıralanabilir (S:90, Şekil 4.3):
• Güç kaynağı,
• Çelik raylar,
• Ayaklar,
• Rüzgâr kaynağı (fan),
• Bağlantı kabloları (50 cm Mavi ve 50 cm Kırmızı),
• Rüzgâr türbini desteği,
• Devre tamamlayıcı modüller, (Köşe, Düz, Çift
yuvalı, Anahtarlı, Kondansatör, Çark, Lamba),
• Rüzgâr türbini,
• Cetvel (50 cm).

Deneyde kullanılacak olangüç kaynağının bölümleri
nelerdir?

Güç kaynağının bölümleri;
• Voltaj ayar düğmesi,
• Akım ayar düğmesi,
• AC çıkış voltajı ve
• DC çıkış voltajıdır.

Kondansatör nedir ve kondansatör modülü hangi
amaçla kullanılmaktadır?

Elektrik yükünü (elektriksel potansiyel enerjiyi)
depolayan cihazlara kondansatör denir. Kondansatör
modülü, rüzgâr enerjisinden elde edilecek elektrik
enerjisinin elektriksel potansiyel enerji olarak
depolanmasında kullanılan cihazları temsil edecektir.

Deneydeki rüzgâr türbini ve pervaneler hangi amaçla
kullanılmaktadır?

Rüzgâr türbini ve pervaneler tek bir cihaz olarak
üretilmiştir. Rüzgâr kaynağı tarafından oluşturulan rüzgâr
pervanelere çarparak pervaneleri döndürür. Pervanelerin
dönmesiyle oluşan hareket enerjisi pervanelere bağlı bir
mil yardımıyla türbine iletilmekte ve türbin dönme
hareketini elektrik enerjisine dönüştürmektedir.

Çelik rayların ayaklara takılması ve sabitlenmesi
esnasında hangi işlemler gerçekleştirilmelidir?

Çelik rayların ayaklara takılması ve sabitlenmesi
esnasında izlenecek aşamalar şunlardır:
• Çelik raylar ayakların yan tarafında bulunan
yuvalara takılmalıdır.
• Takma işlemini gerçekleştirirken ayakların
üzerinde bulunan sarı dikdörtgen düğmelerin açık
(üzerine basılmış) durumda olduğuna dikkat
edilmelidir.
• Rayların ayaklara sabitlenmesi işlemi için sarı
düğmelerin yukarıya kaldırılmış olduğuna dikkat
edilmelidir. Düğme çelik rayı ayağa sıkı bir
şekilde sabitlemiştir. Aynı işlemler çelik rayın
diğer uçlarına boştaki ayağı takmak için
tekrarlanmalıdır.

Rüzgâr kaynağı ve türbininin düzeneğe dahil edilmesi
esnasında sırasıyla hangi aşamalar izlenmelidir?

Rüzgâr kaynağı ve türbininin düzeneğe dahil
edilmesi esnasında izlenecek aşamalar şunlardır:
• Ayak üzerinde fanın bağlı bulunduğu çubuğun
girebileceği yuva bulunmaktadır. Bu yuvaya
fanın çubuğu takılmalıdır.
• Fan, sarı renkli vidanın çevrilmesi ile
sabitlenmelidir. Fana enerji verdiğinizde fanın
sağa veya sola dönmesini önleyecektir.
• Destek üzerinde bulunan yuvaya rüzgâr
türbininin direği takılmalıdır. Rüzgâr türbininin
sağa ya da sola dönmesini önlemek için desteğin
yan tarafında bulunan vida sıkıştırılmalıdır.
• Rüzgâr türbinini desteğe sabitledikten sonra çelik
raylar üzerine destek sabitlenmelidir. Rüzgâr
türbinini raylar üzerine yerleştirirken türbinin
pervanelerinin fan yüzeyinin tam karşısında
olmasına dikkat edilmelidir.
• Rüzgâr türbinin rüzgâr kaynağından gelen
rüzgârdan yararlanabilmesi için fan ile rüzgâr
türbini arasındaki mesafe bir cetvel yardımıyla
yaklaşık 5-6 cm’ye ayarlanmalıdır. Bu mesafe,
fanın ön yüzünden rüzgâr türbininin
pervanelerine olan uzaklıktır.

Elektrik devresi ile rüzgâr türbini arasındaki kablo
bağlantısı nasıl sağlanmalıdır?

Rüzgâr türbininden elde edilen elektrik enerjisi
bağlantı kabloları yardımıyla elektrik devresine
taşınacaktır. 50 cm’lik kırmızı ve mavi bağlantı
kablolarını kullanarak rüzgâr türbini ile elektrik devresi
arasındaki bağlantı kurulmalıdır. Bağlantı kablolarının
birer uçlarını rüzgâr türbini üzerinde bulunan aynı renkli
yuvalara, kabloların diğer uçlarını elektrik devresi
üzerindeki yuvalara takılmalıdır. Rüzgâr türbinine rüzgâr
sağlayacak fan ile güç kaynağı arasındaki bağlantı
kurulmalıdır. Bu işlem için 50 cm’lik kırmızı ve mavi
bağlantı kabloları kullanılmalıdır. Güç kaynağı üzerinde
bulunan dc voltaj çıkış yuvalarına aynı renkli kablolar
takılmalıdır. Bu yuvalardan 0-12 V ve 0-2 A dc voltaj ve
akım sağlanabilmektedir.

Deneye başlamadan önce yapılması gerekenler
nelerdir?

Deneye başlamadan önce güç kaynağı açma
kapama anahtarının kapalı ve voltaj, akım düğmelerinin
sıfırlanmış olduğu kontrol edilmelidir. Kurulmuş olan
devrenin hazır olduğu yetkili öğretim elemanına
bildirilmeli ve gereken izin alınmalıdır.

Güç kaynağı üzerinde bulunan kırmızı aşırı akım
ışığının yanması durumu ne zaman ortaya çıkmaktadır ve
böyle bir durumda ne yapılmalıdır?

Rüzgâr kaynağını çalıştırıp rüzgâr oluşumunu
sağlamak için güç kaynağı üzerindeki voltaj düğmesi ve
akım düğmesi döndürülerek rüzgâr kaynağına yeterli
enerjinin gelmesi sağlanmalıdır. Bu işlem sırasında güç
kaynağı üzerinde bulunan kırmızı aşırı akım ışığı
yanabilir. Bu durumda fana uygulanan akımın bir miktar
arttırılması gerekir aksi halde fana istenilen voltaj
uygulansa bile, akım sınırlaması olduğundan fana gelen
güç arttırılamayacaktır.

Rüzgâr enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi
deneyinde elektrik devresinde bulunan lambanın
yanmaması durumu ne zaman ortaya çıkmaktadır ve bu
durumda ne yapılmalıdır?

Fanın rüzgâr üretmesiyle birlikte elektrik
devresinde bulunan lamba yanmayabilir. Bunun anlamı
devre kurulumunda bir hata yoksa rüzgâr kaynağı
tarafından yeteri miktarda rüzgâr elde edilememiş
demektir. Bu durumda güç kaynağı üzerindeki voltaj ve
akım düğmelerini ayarlayarak rüzgâr kaynağından çıkan
rüzgâr gücü arttırılabilir. Güç kaynağından fana yeterli
gücü sağlayarak elektrik devresindeki lambanın yanması
sağlanmalıdır.

Rüzgâr enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesi
deneyinde devrede hangi modül kullanılacaktır ve bu
dönüşüm nasıl sağlanacaktır?

Rüzgâr enerjisinin mekanik enerjiye
dönüştürülmesi deneyinde elektrik devresinde çark
modülü kullanılacaktır. Elektrik devresindeki lamba
modülü yerine çark modülü takılacaktır. Bu işlem için güç
kaynağının açma-kapatma anahtarından güç kaynağı
kapatılıp fana giden enerji kesilmelidir. Elektrik
devresindeki lamba modülünü çıkartılarak bunun yerine
çark modülü takılmalıdır. Güç kaynağı anahtardan açılıp
fana enerji sağlanmalıdır. Rüzgâr türbininin pervanesi
dönerken elektrik devresine takılan çark modülündeki
motorun da döndüğüne dikkat edilmelidir.

Rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi depolanması
deneyinde devrede hangi modül kullanılacaktır ve ilgili
bağlantılar nasıl sağlanacaktır?

Bu deneyde elektrik devresinde kondansatör
modülü kullanılacaktır. Elektrik devresindeki çark modülü
yerine kondansatör modülünü takılmalıdır. Bu işlem için
güç kaynağının açma-kapatma anahtarından güç kaynağı
kapatılıp fana giden enerji kesilmelidir. Elektrik
devresindeki çark modülünü çıkartılarak yerine
kondansatör modülü takılmalıdır. Kondansatör uygulanan
elektriksel potansiyelin polaritesine duyarlı olduğundan,
kondansatör üzerindeki “+” ve “–” kutuplarına rüzgâr
türbininin “+” ve “–” kutupları bağlanmalıdır. Güç
kaynağı anahtardan açılıp fana enerji sağlanmalıdır.

Rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisinin
depolanmasında ilgili depolama işlemi nasıl
gerçekleştirilmektedir?

Rüzgâr türbininin pervanesi dönerken elektrik
devresine takılan kondansatör modülde elektrik yükü
depolanacaktır. Kondansatörde elektrik yükü depolanması,
elektrik potansiyel enerjisinin depolanması anlamına gelir.
Bu işlem sırasında herhangi bir şey gözlenmeyecektir.
Kondansatörde yeteri kadar yük depolanmasını
sağlayabilmek için deney 5-10 dakika devam
ettirilmelidir.

Kondansatörde depolanan enerji nasıl kullanılacaktır?

Yeterli bir süre kondansatörün elektrik yükü
depolaması sağlandıktan sonra güç kaynağı kapatılmalıdır ve fişi prizden çekilmelidir. Rüzgâr türbininin bağlantı
kabloları ve çift yuvalı modülü devreden çıkarılmalıdır.
Kondansatördeki enerjinin kullanılmasını gözlemlemek
için yeni bir devre kurulmalıdır. Anahtar modülündeki
anahtarın açık olmasına dikkat edilmelidir. Anahtar
modülü üzerindeki anahtar kapalı konuma getirilmelidir.
Ampulün ışık vermesi gözlemlenmelidir. Kurulan
devredeki anahtar modülü açık konumuna getirilmeli ve
devredeki lamba modülü çıkartılarak yerine çark modülü
takılmalıdır. Anahtar modülü üzerindeki anahtar kapalı
konuma getirilmeli ve elektrik motorunun çalıştığı
gözlemlenmelidir.

Bir cismin ya da sistemin iş yapabilme yeteneğine ne ad verilmektedir?

Enerji, bir cisim ya da sistemin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanır. 

Rüzgar ve enerji arasında nasıl bir ilişki vardır?

Güneşten Dünya’ya gelen enerjinin %1-2’sinin rüzgâra dönüştüğü tahmin edilmektedir. Gelen enerjinin bir bölümü yeryüzünü ısıtır. Yeryüzünün her tarafının aynı miktarda ısınmaması rüzgârı meydana getirir. Yeryüzünün farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve basıncının farklı olmasına, farklı basınçta havanın hareketine neden olur. 

Dünyada rüzgar enerjisinden elektrik üretilmesi hangi yıllarda başlamıştır?

1800’lü yılların sonlarında rüzgâr enerjisinden elektrik elde edildiği bilinmektedir.

Yatay Eksenli Rüzgâr Türbini nasıl tasarlanmıştır?

Rüzgâr türbini tasarımlarından biri de “Yatay Eksenli Rüzgâr Türbini” olarak adlandırılır. Dönme ekseni yere paralel olarak tasarlanmıştır. Bir elektrik motoru yardımıyla rüzgâr yönüne göre pervanenin yönü ayarlanır. Yapısal olarak bir elektrik motorundan farklı değildir. 

Rüzgar türbininde kulenin işlevi nedir?

Kule, pervane ve motorun yerden güvenli bir yükseklikte çalışmasını sağlar. 

Rüzgâr 20 m/s hıza ulaştığında fren sistemiyle pervanelerin dönmesi
durdurulur, bu sistemlerden biri olan Pasif Yavaşlatıcı nasıl çalışmaktadır?

Pasif Yavaşlatıcı: Genellikle pervaneler ve motor bloğu sabit bir açıyla ayarlanmışlardır. Ancak rüzgâr çok hızlı estiği zamanlarda pervanenin tepe taklak olmasını engellemek için geliştirilmiş bir sistemdir. 

Büyük bir rüzgar türbini yıllık ne kadar enerji üretmektedir?

Büyük bir rüzgâr türbini yıllık 5 gigawattsaat elektrik enerjisi üretir.  Yaklaşık 600 hanenin elektrik ihtiyacını karşılayabilir.

Rüzgâr türbini üç bölümden oluşur, bu bölümlerden pervanenin işlevi nedir?

Pervane: Rüzgâr estiği zaman pervanenin kanatlarına çarparak onu döndürmeye başlar. Bu sayede rüzgâr enerjisi ile kinetik enerjisi elde edilmiş olur. 

Rüzgâr türbini üç bölümden oluşur, bu bölümlerden şaft işlevi nedir?

Şaft: Pervanelerin dönmesiyle ona bağlı olan şaft da dönmeye başlar. Şaftın dönmesiyle de şafta bağlı bulunan jeneratör motoru döner ve elektrik enerjisi elde edilmiş olur.

Dünya enerji birliğine göre dünyadaki enerji ihtiyacının ne kadarı rüzgâr enerjisinden elde edilmektedir?

Dünya enerji birliğine göre dünyadaki enerji ihtiyacının % 1-2’si rüzgâr enerjisinden elde edilmektedir.

Türkiye Rüzgâr Enerjisi Birliği’ne göre 2015 yılında enerji üretimi ne kadardır?

Türkiye Rüzgâr Enerjisi Birliği’ne göre 2015 yılında 3.453MW’a ulaşmıştır. 

Rüzgar enerjisinin avantajları nelerdir?

Rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji gibi temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarındandır. Çevreyi kirletmesi atık gazlar salması, sera etkisi oluşturması gibi olumsuz etkileri yoktur. Kaynağı rüzgâr olduğundan bitmesi söz konusu değildir. Rüzgâr tesislerinin kurulumu, işletilmesi ve bakımı diğer tesislere göre daha kolaydır. Enerji üretim maliyetleri düşüktür. Güvenilirliğinin artması, bölgesel olması dolayısıyla kişiler kendi elektriğini üretebilmektedir. 

Rüzgar enerjisinin dezavantajları nelerdir?

Rüzgârın esintisinin sürekli olmaması nedeniyle üretim aralıklarla yapılabildiğinden enerji üretim değeri sabit değildir. Rüzgâr türbinleri pervaneleri nedeniyle büyük alana ihtiyaç duyarlar. Gürültülü çalışırlar. Kömür, petrol gibi fosil veya nükleer yakıtlardan elde edilen enerjiye oranla enerji üretimi oldukça düşüktür. Yatırım maliyetleri yüksektir. 

Deneyde kullanılan araç gereçler nelerdir?

kullanılacak araç ve gereçler:
1. Güç kaynağı ……………………….……... 1 adet
2. Çelik raylar ……………………….…….... 2 adet
3. Ayaklar ……………………….…….…….... 2 adet
4. Rüzgâr kaynağı (fan) …..…….….... 1 adet
5. Kablolar
50 cm kırmızı …………………………......… 2 adet
50 cm mavi ……………………………......… 2 adet
6. Rüzgâr türbini desteği …………..….. 1 adet
7. Modüller
Köşe modül …..…………………………...... 4 adet
Düz modül .……………………………......… 2 adet
Çift yuvalı modül ……………………....…. 1 adet
Anahtar modül .……………………....……. 1 adet
Kondansatör modül ………………..…….. 1 adet
Çark modül ……………………….……....... 1 adet
Lamba modül ……………………….....…... 1 adet
8. Rüzgâr türbini ……………………....….. 1 adet
9. Cetvel 50 cm’lik plastik ………..……. 1 adet

Deneyde kullanılan çelik rayların ebatları ve işlevleri nedir?

Çelik raylar 50 cm uzunluğunda yaklaşık 10 mm çapındadır. Çelik raylar ayaklara tutturularak rüzgâr kaynağına ve rüzgâr türbinine destek olacaklardır.

Deneye başlamadan önce nelere dikkat edilmelidir?

Deneye başlamadan önce güç kaynağı açma kapama anahtarının kapalı ve voltaj, akım düğmelerinin sıfırlanmış olduğunu kontrol ediniz. Kurmuş olduğunuz devrenin hazır olduğunu yetkili öğretim elemanına bildiriniz ve gereken izni alınız. Güç kaynağının fişini prize takınız ve güç kaynağını, açma kapama anahtarını kullanarak açınız. 

Deney sırasında elektrik devresinde bulunan lambanın yanmaması ne anlama gelmektedir?

Fanın rüzgâr üretmesiyle birlikte elektrik devresinde bulunan lamba yanmayabilir. Bunun anlamı devre kurulumunda bir hata yoksa rüzgâr kaynağı tarafından yeteri miktarda rüzgâr elde edilememiş demektir.

Deneyde rüzgar kaynağı hangi araçla sağlanacaktır?

Rüzgâr türbinine rüzgâr sağlayacak cihaz fandır. Fan maksimum 12 V’luk dc gerilimle beslenmektedir. Uygulanan voltaja bağlı olarak da değişik hızlarda çalışarak rüzgâr türbinine çeşitli güçlerde rüzgâr sağlamaktadır. Şekil 4.7’den de görüleceği üzere fan üzerinde kırmızı ve mavi yuvalar bulunmaktadır. Fana elektrik enerjisi bu yuvalara takılan güç kabloları ile iletilecektir.

Deneyde kullanılan güç kaynağının işlevi nedir?

Güç kaynağı rüzgâr kaynağı görevi yapacak fana enerji sağlayacaktır. Fanı doğru dc (direct current) voltaj ile besleyerek fanı değişik hızlarda çalıştıracaktır. Güç kaynağının bölümleri aşağıda sıralanmıştır (Şekil 4.4).
1. Voltaj ayar düğmesi,
2. Akım ayar düğmesi,
3. AC çıkış voltajı,
4. DC çıkış voltajı,