Yatay Eksenli ve Dikey Eksenli Rüzgâr Türbinlerinin Verimlilik Analizi

Son zamanlarda birçok müşteri bize rüzgâr türbinleriyle ilgili sorular sordu ve iletişimde bir sorun tespit ettik. Müşteriler, yatay eksenli rüzgâr türbinlerine kıyasla dikey eksenli rüzgâr türbinlerini tercih etme eğiliminde. Özellikle Avrupa’lı müşteriler, dikey eksenli türbinlerin daha estetik ve çevre dostu olduğunu düşünmekte ve bunların yerel politikalar ile çevreye daha uyumlu olduğunu belirtmektedir. Evde kullanılan rüzgâr enerjisi sektöründe on yıldan fazla süredir satış mühendisi olarak çalışan biri olarak, bu iki tür rüzgâr türbininin verimlilik farklarını analiz eden doğru ve profesyonel bir makale yazma ihtiyacı hissettim.

Rüzgâr türbinlerinin temel ilkesi, rüzgâr enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek ve ardından bu mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirmektir. Basit bir ifadeyle, rüzgâr kanatları üzerinde eserek onları döndürür ve bu kanatlar jeneratörün içindeki rotoru harekete geçirerek manyetik kuvvet çizgilerini keser; böylece elektrik akımı üretilir. Temel ilke aynı olsa da, iki ana türbin türü olan yatay eksenli ve dikey eksenli türbinlerin dönüş biçimleri arasında temel bir fark vardır; bu fark, performans farklarının da kök nedenidir.

5 kW’lık bir rüzgâr jeneratörünü örnek alalım. 2 m/s rüzgâr hızında, yatay eksende rüzgar türbini dönmeye bile başlamaz, ancak dikey eksenli rüzgâr türbini zaten dönmeye başlamıştır. Ancak bu tür dönme aktif çıkış üretmez; sadece çalışıyormuş gibi görünür. Rüzgâr hızı 5,5 m/s olduğunda yatay eksenli rüzgâr türbininin güç üretimi 2 kW iken dikey eksenli rüzgâr türbininin güç üretim verimi yalnızca 800 W’tır. Bu durum, dikey eksenli rüzgâr jeneratörünün mikro-rüzgâr başlangıcı için daha uygun olduğunu açıkça gösterirken, yatay eksenli rüzgâr türbininin kesim hızı olan 3 m/s’ye ulaşıldığında güç üretim verimi dikey eksenli rüzgâr jeneratörünün yaklaşık 2,5 katıdır.

Dikey eksenli rüzgar türbinleri rüzgâr yönlerinin düzensiz olduğu bölgelerde avantajlara sahiptir. 360 derecelik bir açıda sürekli olarak tüm yönlerden rüzgâr enerjisini alabilir ve bunu mekanik enerjiye dönüştürebilir. Ancak yatay eksenli rüzgâr türbinleri için bir yönlendirme (yaw) sistemi kontrolü gereklidir; bu durum gecikmeye ve bazı rüzgâr enerjisinin kaybedilmesine neden olur.

Kullanılacak rüzgâr jeneratörlerinin türünün seçimi, rüzgâr yönü ve ortalama rüzgâr hızı gibi yerel rüzgâr enerjisi koşullarınıza bağlıdır. Yenilenebilir enerjiyle ilgileniyorsanız, özel rüzgâr enerjisi sistemi çözümünüzü özelleştirmek için lütfen her zaman bizimle iletişime geçin.