içinde ,

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Nedir?, Nasıl Çalışır?, Farkları Nelerdir?

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?
Solda İspanya, Consuegra’da eski bir yel değirmeni mavi gökyüzüne karşı dururken, sağda rüzgar türbinleri Palm Springs, California yakınlarındaki San Gorgonio Geçidi Rüzgar Çiftliği’nde elektrik üretiliyor.

Rüzgar estiğinde yel değirmeni ve rüzgar türbini kanatları da dönüyor. Zaten baktığımızda sanki biri birinin teknoloji ile evrimleşmiş hali gibi. Bu devasa kanatlı makineler 1000 yıldan fazladır ve ilk yel değirmenleri MS 800 civarında İran’da ortaya çıkmıştır.


Aşağıdaki menüden yel değirmeni ve rüzgar türbini hakkındaki tüm detaylara hızlıca ulaşabilirsiniz.

Yel Değirmeni Nasıl Çalışır?

Rüzgar Türbini Nasıl Çalışır?


İlk yel değirmenleri tam olarak adlarını görevlerinden almışlar yani rüzgarla çalışan değirmenlerdi. Rüzgar, yel değirmeninin kanatlarını döndürür, kanatlar da merkez şaftı döndürüyor ve bu merkez şaftı da büyük, yassı taşlardan yapılmış bir tahıl değirmenini döndürüyor.

Bu tahıl değirmeninin dönmesi ile de un veya tahıl ürünlerini üretiyor. Sadece bununla kalmadı başka hayati konularda da bize yardımcı oldu.

Mesela bu değirmenler şehirlere ve evlere su pompaladılar. Bir tahıl değirmenini döndürmek yerine fırıldak dönüşlü bir pompayı çalıştırmak için de kullanıldı. Bu kadar basit bir sisteme çok şey borçluyuz.

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?
Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?

Yel değirmenleri asırlardır kullanılırken, rüzgar türbinleri ABD’de elektrik üretimi için yaratılan ilk bilinen rüzgar türbini Ohio’daki konağı için elektrik üretmek için mucit Charles Brush tarafından yaklaşık 1888 tarihinde üretildi.

Rüzgar türbinleri sadece dönme enerjisini bir değirmeni çevirmek veya su pompalamak gibi bir mekanik iş yerine daha çok kanatların dönmesiyle elektrik üretmek için kullanılıyor.

Unprofessional Engineering (Amatörce mühendislik) podcast’inin mühendisi ve ödüllü sunucusu James Herzing “Amerika Birleşik Devletleri’ndeki bir rüzgar türbini yaklaşık 280 fit(85 metre) uzunluğundayken eski yel değirmenleri 80fit (24 metre) üzerine çıkmaz.” Diyor bir e-posta röportajında.

“Yelkenlerin ve kanatların boyutu başka bir büyük farktır. Yel değirmenleri geleneksel olarak tekerlek çapıyla ölçülür. Ayrıca kanatlarda 8 fitin (2 metre) ölçüldüğü bir yel değirmeni görmek alışılmadık bir durum değildir.

Öte yandan rüzgar türbinleri 100fit(30 metre) üzerinde tek bir kanada sahip olabilir.” Diyor mühendisimiz baya gömüyor yani yel değirmenlerini.

Yel Değirmeni Nasıl Çalışır?

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?
Solda İspanya, Consuegra’da eski bir yel değirmeni mavi gökyüzüne karşı dururken, sağda rüzgar türbinleri Palm Springs, California yakınlarındaki San Gorgonio Geçidi Rüzgar Çiftliği’nde elektrik üretiliyor.

Yel değirmenleri medeniyet için en eski ve en hayati makinelerden genellikle tahıl üretmek ve su pompalamak için kullanılsa da, çok daha yeni rüzgar türbinlerine göre bazı başka işlevleri de var.

Bir yel değirmenlerinin kanatları yere yakındır ve bu nedenle dönmesi için yere yakın hava akımlarını kullanır. Rüzgar akımları genellikle Dünya Yüzeyine daha yüksek atmosferdedir. Garibim yel değirmenleri de bu rüzgar akımlarına daha uzaktır. Bu sebepten ötürü yel değirmenlerinin kanatlarının daha büyük olması gerekir.

Yel değirmenleri MS 800’den beri ortalıktayken, 1800’lerin ortasında gerçekten popülerlik kazanıyor. 1850’yi izleyen on yıllarda sanayi devrimi ile birlikte daha da bir önem kazanıyor. Yalnızca ABD’de pompalara ve fabrikalara güç sağlaması ve diğer enerji ihtiyaçlarını karşılamak için 6 milyondan fazla mekanik yel değirmeni kuruldu.

İlginizi çekebilir: Enerji Nedir?

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?
Hollanda’nın Zaan nehrinde bulunan Duyvis kakao ve çikolata işleme tesisinde “Leylek” adlı bir yel değirmeni hala aktiftir.

Bu popülerlik, yel değirmenlerinin mekanik enerji jeneratörleri olarak basitliğinden kaynaklanıyordu. Çok sayıda yel değirmeni kullanarak ücretsiz bir mekanik enerji kaynağına hızlı bir şekilde erişim sağlayabiliyordunuz.

Kanatların döndürülmesi yoluyla, bu dönme enerjisi makineleri dişliler aracılığıyla çalıştırmak için veya basit su emici pompalar ile yer altından çıkartmak için kullanılabiliyordu.

Yel değirmenleri modern endüstride popüler hale gelirken, başka bir buluş da geliştiriliyordu: jeneratör

Sadece rüzgar estiğinde bir yel değirmeni kullanabilmek yerine,bir jeneratör rotasyonel enerjinin elektriğe dönüştürülerek depolanmasına izin verirdi. Bu nedenle rüzgar türbinlerinin geliştirilmesi, rüzgar enerjisinden yararlanma cihazını mükemmelleştirmede bir sonraki adımdı.

Rüzgar Türbini Nasıl Çalışır?

Rüzgar türbinleri yel değirmenlerinden daha büyük hava akımları yakalamak için daha yükseklere uzanır. Yel değirmeni ile aynı işlevsel ilkeleri kullanır. Rüzgarı dönme enerjisine dönüştürür ancak bundan sonra işler biraz değişiyor. Rüzgar türbinlerinin içlerinde genellikle doğrudan kanat çubuğuna bağlı olan jeneratörler bulunur.

Jeneratörü döndürerek, pilleri şarj etmek, şebekeyi beslemek veya elektronik cihazları doğrudan çalıştırmak için kullanılabilecek bir elektrik akımı üretilir. Kafanız biraz karıştıysa nasıl çalıştığını anlamak için bir motoru düşünelim ancak bunun tam tersini.

Bir elektrik motoru hareket yaratmak için elektrik kullanırken, bu türbinler elektrik üretmek için hareketi kullanır.

Daha spesifik olarak, bir rüzgar türbini kanatları, rüzgarın kinetik enerjisini(hareketin yarattığı enerji) yakalar ve onu dönme enerjisine dönüştürür. Bu dönme enerjisi daha sonra bir jeneratörün hızını arttırmak için bazı çarklardan beslenir.

Yel Değirmeni ve Rüzgâr Türbini Arasındaki Fark Nedir?
İşçiler New Mexico, Mountaninar yakınlarındaki inşaat sırasında dev bir rüzgar türbini kanadının içindeler.

Bu türbinler genellikle saatte 8 ila 16 kilometre arasında rüzgar hızlarında enerji üretmeye başlar ve saatte 96 kilometre hıza ulaşırlarsa kendilerine zarar vermemek adına kapanırlar.

Rüzgar türbinleri elektrik üretirken, teknik olarak yel değirmenleri kadar verimli değillerdir. Rüzgar türbinlerinin maksimum verimliliği %59’dur, bu Betz Sınırı olarak bilinir. Bunun nedeni , rüzgarın tüm enerjisini kullanamama ve dönme enerjisini mekanik enerjiye çevirirken kaybedilen ısı enerjisinden dolayıdır.

Antik Teknolojiden Geleceğin Enerjisine

Konu ekmek sudan nereye geldi. Neyse biz devam edelim. Rüzgar türbinleri, verimsizliklerine rağmen geleceğin rüzgardan yararlanma ve elektrik üretme yoludur. Belki daha alternatif yollarda üretilir ama şimdilik bununla yetiniyoruz. James, rüzgar türbinlerini karbon yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltmanın ve nihayetinde ortadan kaldırmanın ayrılmaz bir parçası olarak görüyor.

Tipik bir rüzgar türbini karbon ayak izini altı ay içinde geri ödeyerek onlarca yıllık sıfır emisyonlu enerji sağlıyor. İskoçya gibi bazı ülkeler, iki İskoçya’yı besleyecek kadar güç üretebilecekleri rüzgar enerjisine yatırım yaptılar bile. Umarım aynı hamleleri bizim ülkemizden de görürüz.

2018’de rüzgar, küresel elektriğin yaklaşık %5’ini üretti ve bu da hidroelektrikten sonra en büyük ikinci yenilebilir kaynak haline getirdi. Yel değirmeninin ilk Pers ve Çin medeniyetinin mekanik omurgası olarak kullanımından günümüzün devasa rüzgar türbinlerine kadar temel teknoloji olarak kaldı.

İlginizi çekebilir: Teknoloji Nedir?

Ortamlarda Söylemelik Bilgi

Rüzgar türbinlerinin açısal momentumunu sabit tutmak için sadece üç kanadı vardır. Üç kanattan birisi yukarı bakarken, ikisi bir açıyla aşağı bakarlar ve bu sayede kuvvetleri mükemmel şekilde dengelenir fizikteki bileşke vektör konusunu hatırlatmıştır.

Rüzgar türbinlerinin üçten fazla kanadı olsaydı, ya dengesiz ya da verimli olmayacak kadar ağır olacaklardı.

Meriç ÇAPAR


Bunlar da ilginizi çekebilir:

Şeffaf Güneş Pilleri Yeni Bir Enerji Çağı Başlatabilir.

Robotlar ve Yapay Zeka Neden Bizi Ürkütüyor?

Isaac Newton (1643-1727) Biyografi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

GIPHY App Key not set. Please check settings

One Comment

thomas midgley jr

Thomas Midgley: İcatlarıyla Dünya’ya En Çok Zarar Veren Bilim İnsanı

Kazaklar Kimdir, Kazaklar’ın Tarihi Hakkında Detaylı Bilgi