Enerji, Şalt, Enerji Kalitesi, Pano, Trafo, Kablo, Motor, Kesintisiz Güç Kaynağı, Topraklama, Aydınlatma, Test-Ölçüm, Elektrik Proje-Taahhüt, Elektronik, dergi

Şehir Şartlarında Küçük Üçlü Rüzgar Türbinlerinin Analizi

Aslan İNAN (Teknik Üniversitesi, Elektrik Müh. Bölümü)

Özet

Dünyada fosil yakıtların sonlu olması ve çevreyi kirletmesi ile yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimi gün geçtikçe önem kazanan bir konudur. Bu yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretim yollarından biri de şehirlerdeki yüksek yapıların çatılarına küçük güçlü rüzgar türbini monte edilerek elektrik enerjisi üretilmesidir. Bu konuda dikkate alınması gereken temel olgu şehrin içerisinde müsait bir yapı bulunup şehir şartlarındaki rüzgarın yapısına uygun rüzgar türbini seçimi yapılarak bulunan yapıya seçilen rüzgar türbininin montajının yapılmasıdır. Bu makalede şehirlerdeki yüksek yapılara monte edilen küçük güçlü rüzgar türbini sistemlerinin tipleri açıklanmış, bu rüzgar türbinlerinin çatılara montesinde karşılaşılacak problemlere değinilip bu problemlere karşı önerilen çözümler sıralanmış ve ilgili türbinlerin seçiminde dikkate alınması gereken konular hakkında genel bir bilgi verilmiştir. Anahtar Kelimeler: küçük güçlü rüzgar türbini, yüksek yapılar, şehir şartları

1. Giriş

İnsanoğlunun günümüze kadar olan gelişiminde enerji, her daim insanoğlunun gelişiminin mihenk taşlarından biri olmuştur. İnsanlık, enerji elde edebilmek için zamanın koşullarına göre farklı kaynaklar kullanmış olup kullanırken de sürekli alternatif kaynak arayışına girmiştir. Bu kaynaklar günümüzde, son birkaç yüzyıldır olduğu gibi, büyük oranda fosil yakıtlara dayanmaktadır [1]. Ancak bu yakıtlar çevreyi kirlettiği gibi sonsuz değildir. Enerji talebinin de sürekli artması, tükenen kaynaklar da göz önüne alındığında, enerjinin fiyatını sürekli arttırmaktadır. Bu sebeplerle son yıllarda dünya, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmekte olup rüzgar enerjisi de bu yenilenebilir enerji kaynaklarının mali verimlilik bakımından başında gelmektedir [1], [2].

Rüzgardan enerji üretim tesisleri denilince genelde akla, denizde veya karada olmak üzere, büyük rüzgar çiftlikleri gelse de küçük rüzgar türbinleri aracılığıyla da enerji daha düşük miktarlarda üretilebilmektedir. Bu tip üretimlere dağıtık üretim denilip klasik enerji üretim sistemlerine göre çeşitli avantajları vardır ki bunlar; üretimin tüketildiği yerde yapılmasından dolayı olası enerji iletim ve dağıtım hatları kurulumundan tasarruf, bu hatlarda meydana gelen enerji kayıplarından tasarruf ve üretimin yenilenebilir enerji kaynaklarından yapıldığı (örneğin rüzgar) düşünüldüğünde enerji yakıtı maliyetinden tasarruf olarak temel şekilde sıralanabilir. Ayrıca bu sistemler şebekeden bağımsız olabileceği gibi şebekeye bağlı olup kullanıcı ürettiği fazla elektriği şebekeye satarak sistemden kar da edebilmektedir. Tüm bu bahsedilen sebeplerle dünyada küçük güçlü rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim tesisleri de hızla artmaktadır. Örneğin 2014-2015 yılları arasında küçük güçlü rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim sistemlerinin dünyadaki toplam kurulu gücü %15 oranında artmıştır [3]. Ayrıca Avrupa Birliği ülkeleri içinde yapılan bir araştırmada evsel elektrik tüketiminin toplam elektrik tüketimindeki payı %25’e çıkmıştır [4]. Bu payın büyüklüğü göstermiştir ki bu tüketimin mümkün mertebe dağıtık üretim ile bu tip küçük güçlü yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretim sistemleri kullanılarak karşılanması sayesinde hem enerjide dışa bağımlı olan ülkelerin ekonomileri rahatlayacak hem de fosil yakıtların kullanımı azaltılarak dünyanın gelecekte daha yaşanabilir olması sağlanacaktır.

Türkiye’de de dünyada olduğu gibi rüzgar enerjisine yatırım gün geçtikçe artmaktadır. Her ne kadar Türkiye büyük çaplı rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim tesislerinin kurulu gücü bakımından dünyada ilk 15 ülke içerisinde olsa da küçük güçlü rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim tesislerinin kurulu gücü bakımından aynı konumda olmayıp istatistiklere bile girememektedir [3], [5].

Türkiye’nin bu konuda da dünyayı takip edip yerel enerji kaynaklarına yönelmesinin son derece yüksek olan ülkenin enerji cari açığına (toplam ithalatın 5’te 1’i enerji ithalatıdır) olumlu yönde etki etmesi beklenmektedir [6]. Devlet, bu yönde yatırım yapacak olan vatandaşların işlerini kolaylaştırmakta ve teşvikler de vermektedir. Yeni yapılan düzenlemelerle birlikte 1MW’a kadar olan üretim tesisleri için lisans alma zorunluluğu ortadan kalkmış olup ayrıca eğer üretim yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlanırsa devlet bu üretimden elde edilen elektriği belli bir fiyattan alma garantisi vermektedir ki bu fiyat eğer sistemde kullanılan cihazlar yerli üretim olursa artmaktadır [7], [8]. Ayrıca yeni yapılan yapılarda enerji kimlik belgesi alımı zorunlu hale gelmiş olup belli bir seviyenin altında enerji notu olan yapılara ruhsat verilmemektedir [9]. Bu notu arttırmanın yollarından biri de yapılarda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımıdır.

2. Küçük Güçlü Rüzgar Türbinleri

Rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim tesislerinde küçük çaplı tesisleri büyük çaplı tesislerden ayıran en büyük fark, kullanılan rüzgar türbinlerinin boyutudur. Rüzgar türbinleri genel olarak, aynı koşullarda, sahip olduğu büyüklükle orantılı olarak enerji üretmektedir.

 

(1)

Yukarıdaki formülden de anlaşılabileceği üzere aynı koşullarda yani aynı rüzgar hızı (v), aynı hava yoğunluğu (P) ve aynı güç faktöründe (Cp) ki bu güç faktörü en fazla 0,5926 (betz limiti) olabilmektedir ancak üretilen rüzgar türbinlerinin verimi daha düşüktür, rüzgar türbininin rüzgar enerjisinden elde edebileceği mekanik güç doğru orantılı olarak türbinin kanatlarının rüzgarı taradığı alana (A) bağlıdır. Bu da küçük güçlü rüzgar türbinlerinin küçük boyutlu olacağı anlamını taşımaktadır. Formülde türbin seçimi yapılırken dikkat edilmesi gereken noktalardan birinin verimli, yani güç faktörü yüksek, bir türbin seçimi yapmak olduğu da aşikardır.

A. Küçük Güçlü Rüzgar Türbinleri İle İlgili Standartlar

Ülkemiz standartlar bakımından IEC’yi (International Electrotechnical Commission) referans almaktadır. IEC’de rüzgar türbinleri standartları, IEC 61400 serisi altında toplanmıştır. Bu standartlardan özellikle IEC 61400-2, spesifik olarak küçük güçlü rüzgar türbinleri üzerine bir standarttır. Serinin diğer standartlarında küçük güçlü rüzgar türbinleri sistemlerinde kullanılabilecek regülasyonlar bulunmaktadır. Örneğin; IEC 61400-11 Akustik Gürültü Ölçüm Teknikleri  IEC 61400-12 Elektrik Enerjisi Üreten Rüzgar Türbinlerinin Güç Performansı Ölçümleri  IEC 61400-13 Mekanik Yüklerin Ölçümü  IEC TS 61400-21 Şebekeye Bağlı Rüzgar Türbinlerinin Güç Kalite Karakteristiklerinin Ölçülmesi ve Değerlendirilmesi  IEC 61400-22 Uygunluk Deneyi ve Belgeleme  IEC 61400-23 Rotor Kanatlarının Tam Ölçekli Yapısal Deneyleri  IEC 61400-24 Yıldırıma Karşı Koruma  IEC 61400-27 Elektriksel Simülasyon Modelleri

Bu standartlarda küçük çaplı rüzgar türbinleri şu şekilde tanımlanmaktadır; gücü 100kW’tan küçük, rotorun taradığı alan 200m2’ye eşit veya 200m2’den küçük ve çıkış gerilimi AC sistemler için 1000V ve altı, DC sistemler için 1500V ve altı olan türbinlerdir [11], [12]. Ancak hala tüm dünyada küçük güçlü rüzgar türbinleri için bu tanım %100 geçerli değildir ve özellikle maksimum güç değerini birçok ülke birbirinden farklı seviyede almıştır [3].

B. Küçük Güçlü Rüzgar Türbinlerinin Tipleri

Küçük güçlü rüzgar türbinleri de büyük güçlüler gibi temel olarak ikiye ayrılırlar; yatay eksenli rüzgar türbinleri (YERT) ve dikey eksenli rüzgar türbinleri (DERT).

a. Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleri (YERT) İsmini, kanatların çevresinde döndüğü eksenin rüzgar esiş yönüne paralel olmasından alan bu türbinler; şu an piyasada bulunan, büyük/küçük fark etmeksizin, türbinlerin büyük bölümünü oluşturan türbin tipidir ve genel olarak en verimli olanlar da bunlardır [13], [14].

Bunda piyasadaki üreticilerin büyük çoğunluğunun geçmişten gelen gelenekle YERT üreticisi olmasının kaynaklandığı düşünülmektedir. Şu anda DERT’lere göre artıları arasında; laboratuvar koşullarında verimlerinin yüksek olması ve daha uzun süredir geliştirilen bir teknoloji olduğundan daha güvenilir olması sayılabilir [3].

b. Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri (dERT) İsmini, kanatların çevresinde döndüğü eksenin rüzgar esiş yönüne dik olmasından alan bu türbinler piyasada YERT’lere nazaran daha az bulunurlar. Ancak şehirlerde kurulacak sistemlerde YERT’lere nazaran ciddi avantajları vardır. Bu avantajları sıralamak gerekirse; YERT’ler rüzgarı tek yönden kabul ederken DERT’lerin böyle bir problemi olmayıp rüzgarı her yönden kabul etmektedirler. Elbette ki YERT’leri de pasif yön mekanizması ile rüzgarın esiş yönüne göre konumlandırmak mümkündür ancak şehir şartlarında rüzgarın sürekli yön değiştirmesi sebebiyle sürekli kendini konumlandırmak zorunda kalacak olan YERT, yeterli verimlilikte enerji üretemeyecektir. Dahası; DERT’lerin daha sessiz olması, görüntüsünün estetiki açıdan daha iyi olması, dişli kutusunun zeminde olması dolayısıyla bakımının kolay olması DERT’leri birkaç adım öne çıkarmaktadır.

Birçok makalede de şehir şartlarında DERT’lerin yukarıdaki sebeplerle tercih edilmesi gerektiği vurgulanmıştır [16], [17], [18].

3. Şehirlerdeki Yapılara Monte Edilen Rüzgar Türbinlerinin Montaj Tipleri

Şehirlerdeki yapılara monte edilen rüzgar türbinleri genel olarak üçe ayrılabilir.

A. Yapıya Monte Rüzgar Türbinleri

Mevcut bir yapının çatısına veya çatıya türbin montajı için monte edilen küçük bir temele, küçük bir kuleyle veya kulesiz rüzgar türbini yerleştirilmesi metodudur. Bu tip montajda dikkat edilmesi gereken hususlar; görsel kirliliğin mümkün mertebe önlenmesi, yapıda yaşayanların rahatsız olmaması için sessiz türbin seçimi ve türbinin yaratacağı titreşimin engellenmesinin gerekliliğidir. Bu tip bir montajda rüzgar türbini monte edilecek yapının çevre yapılardan yüksek olması tercih nedenidir. Böylece yapının doğal yüksekliği sanki bir kuleymiş gibi kullanılabilmektedir. Ek olarak yapının gelecek ek rüzgar türbini ağırlık yüküne dayanımının araştırılması ve rüzgar hızı ölçümlerinin ilgili yapı için yapılması gerekmektedir. Rüzgar türbini eğer şebekeye bağlanacaksa bu sistemin de standartlara uygun yapılması zaruridir [14], [20].

B. Yapıya Entegre Rüzgar Türbinleri

Yapının yapım aşamasında ileride yapıya rüzgar türbini montajı yapılacağı varsayılır ve yapı buna göre elektriksel enerji, mimari veya yapısal bakımdan dizayn edilip inşa edilir. Bu montaj şeklinde de dikkat edilmesi gereken hususlar ilk montaj şekliyle paralellik göstermektedir [20].

C. Yapıya Ek Rüzgar Türbinleri

Yapının yapım aşamasında yapıya rüzgar türbini ekleneceği kesin olarak bellidir ve rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretiminin optimum olma şartı aranarak yapı dizayn edilir. Yapının şekli bile rüzgarın rüzgar türbinine iyi bir şekilde iletilmesi üzerine kuruludur. Bu montaj şeklinde de dikkat edilmesi gereken hususlar ilk montaj şekliyle paralellik göstermektedir [20]. Genel olarak ilk tipten son tipe doğru sistem tasarımı özelleşir. Bu da elde edilecek enerji miktarını arttıracak olsa da ilk yatırım ve sonradan oluşacak bakım ve onarım maliyetlerini de arttıracaktır.

4. Şehirlerdeki Yapıların Çatılarına Rüzgar Türbini Montajında Karşılaşılan Engeller

Daha önce de bahsedildiği üzere şehirlerdeki rüzgar akımının tahmini ve hesabı çok kompleks bir işlemdir. İlgili bölge için rüzgarın rejimi bilinse bile yapıların rüzgarla etkileşiminden dolayı bu rejim değişecektir. Bu sebeplerle şehirlerde kurulacak olan sistemlerin mümkün mertebe çevresindeki yapılardan yüksekte olması çok önemlidir ve sistemin verimi açısından hayati önem arz etmektedir [17].

A. Şehir Yapısının Rüzgara Etkisi Ve Bu Etkilerin Minimize Edilmesi

Rüzgar enerjisinden rüzgar türbinleri ile elektrik enerjisi üretiminin temeli rüzgarın hızına bağlıdır. Denklem 1’den görüldüğü üzere rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretimi rüzgar hızının küpüyle doğru orantılı değişmektedir. Bu bağlamda rüzgar türbini monte edilecek yapıda rüzgar hızı ölçümleri en az bir yıl, mümkünse çok daha uzun bir süre, süreyle yapılmalıdır ki yıllık ortalama rüzgar hızının iyi bir seviyede olup olmadığı kararlaştırılabilsin.

Her ne kadar başka değerlere göre değişebilse de birçok araştırma göstermiştir ki genel olarak düşünce; eğer yıllık ortalama rüzgar hızı en azından 4m/s ise proje fizibil olabilmektedir [24], [25]. Eğer ölçüm yapılamıyorsa çevredeki bir ölçüm istasyonu baz alınarak yapının çatısındaki rüzgar hızı yaklaşık olarak bilgisayar programlarıyla hesaplanmalıdır. Bu bağlamda WAsP programının hem genel olarak hem de şehir şartlarında iyi sonuçlar verdiği önceki araştırmalarda gözlenmiştir [14], [26].

Şekil 9’dan da görülebileceği üzere şehirdeki yapılar rüzgarı özellikle düşük yüksekliklerde ciddi biçimde etkilemekte ve hızını düşürmektedir. Rüzgarın şehir içinde yapılarla etkileşime girip nasıl bir rota izleyeceği konusu hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak bilgisayar programlarıyla simüle edilebilse de özellikle küçük güçlü rüzgar türbinleri için biraz pahalı bir yöntemdir [13]. Bunun yerine daha önceki çalışmalarda önerilen rüzgar türbini yerleşim yerleri baz alınarak seçim yapılıp direkt olarak orada rüzgar ölçümleri yapıldıktan sonra kurulacak sistemin fizibil olup olmayacağı belirlenip yatırım yapılabilir. Daha önce de belirtildiği üzere ilk öncelik çevredeki yapılardan yüksekte olan bir yapının çatısını kullanmaktır. Eğer mümkün değilse, aşağıdaki şekilde farklı senaryolar için önerilen rüzgar türbini yerleşimlerinden de yeşil tikli olanlar tercih edilmelidir. Dikkat edilirse seçilen yerler ya çevresinden yüksektedir eğer çevresinden alçak seviyedeyse de rüzgar türbininin önünde rüzgarı kesen bir engel bulunmamaktadır.

Bu sayede rüzgar türbini monte edilecek yapının aldığı rüzgarın çevresindeki yapılardan daha az etkilenmesi sağlanacak ve kaliteli rüzgar elde edilebilecektir. Ek olarak da yüksek yapıların kullanımı ile rüzgar hızının yükseklik arttıkça artacağı prensibiyle daha yüksek hızda rüzgar da elde edilecektir (Denklem 2). Denklem 2 ile belli bir yükseklik için (h1) verilen rüzgar hızı bilindiğinde (v1) istenilen yükseklikteki (h2) rüzgar hızı (v2) hesaplanabilmektedir.

Buradaki α yüzey sürtünme katsayısı olup eğer daha önceden tüm verilerin bilindiği bir durum varsa Denklem 2 ile yoksa şehir şartları için Denklem 3 ile de hesaplanabilmektedir [28].

Formülün genel olarak kullanım amacı her yükseklikte ölçüm yapılmasının zorluğudur. Genelde rüzgar hızı ölçümleri belli yüksekliklerde yapılır (örneğin 10m). Başka bir yüksekliğe türbin monte edilmek istenirse bu yükseklik için ya direkt tekrar bir ölçüm yapılmalıdır ki bu hem belli bir maliyeti olan hem de çok uzun süre alan bir yöntemdir ya da başka yükseklikteki bir ölçüm istenen yüksekliğe indirgenmelidir. Bu yüzden yukarıdaki formüller kullanılabilir.

B. Türbin Seçimi

Türbin seçimi de bu sistemlerde dikkatle ele alınması gereken konulardan biridir. İlk olarak üretilmek istenen elektrik enerjisi gücü belirlenmelidir. Sonra da asıl dikkat edilmesi gereken noktaya gelinmeli ve türbin tipi seçimi yapılmalıdır. Şehir şartlarında olunduğu unutulmamalıdır. Makalede daha önce bahsedilen sebepler yüzünden DERT’ler YERT’lere nazaran şehirlerde daha tercih edilebilir gözükse de her proje için mühendislik çalışması yapılması şarttır.İlk yapılması gereken yukarıda bahsedilen gibi alan seçimidir. Bu alan seçimi yine yukarıda bahsedildiği gibi çeşitli önerilere binaen seçilebilir. Bundan sonra seçilen bölgeler için rüzgar ölçümleri yapılmalıdır.

Bu ölçümler mümkünse birden çok yıl değilse de en azından bir yıl yapılmalıdır ki bulunan ortalama rüzgar hızı mevsim şartlarından etkilenmesin ve proje değerlendirilmesinde yatırımcıyı yanıltmasın. Eğer bu ölçümler de yapılamıyorsa bölgenin yakınlarında bulunan bir rüzgar ölçümü istasyondan ölçümler temin edilip çeşitli bilgisayar programları aracılığıyla rüzgar türbini kurulacak alana bu ölçümler indirgenmelidir.

Ölçümlerin elde edilmesinden sonra temel türbin seçimi (YERT ya da DERT) yapılabilir. İkisini birbirinden ayıran en temel fark yukarıda bahsedildiği üzere YERT’in rüzgarı bir yönden kabul etmesi iken DERT’in rüzgarı her yönden kabul etmesidir.

Bu durumda eğer rüzgar türbini kurulacak alanda rüzgar yılın çok büyük bir bölümünde bir taraftan esiyorsa genel olarak daha verimli olan YERT’ler DERT’lere nazaran tercih sebebi olup rüzgar esiş yönüne göre konumlandırılarak enerji üretilebilir. Şekil 11’den de anlaşılacağı üzere rüzgar esiş yönünde bir yapı ile karşılaşırsa yapının rüzgar alan cephesinin hemen yukarısında rüzgar hızlı esmektedir. Eğer böyle bir durum gözlenmişse YERT seçimi mantıklı bir seçim olabilir.

Eğer herhangi bir hakim rüzgar yönü yoksa yani genelde rüzgar esiş yönleri eşit ise DERT kullanımı önerilmektedir. DERT’in daha önce bahsedildiği gibi laboratuvar şartlarında verimi YERT’lere göre düşük olsa da birçok avantajı mevcuttur.

Örneğin rüzgar türbini montajının yüksek bir yapının çatısında olduğu düşünüldüğünde dişli kutusunun zeminde olması rüzgar türbininin herhangi bir nedenle arızalanıp bakım gerektirdiği durumlarda daha emniyetli bir bakım olanağı tanıyacaktır. Asıl önemli noktası DERT’lerin rüzgarı her yönden kabul edebilmesidir. Bu sayede çatının ortasına konabilecek bir rüzgar türbini bile rüzgarı her yönden kabul edecek ve enerji üretebilecektir. Ayrıca çeşitli araştırmalar göstermiştir ki Darrieus tipi DERT’ler şehir şartlarında en verimli rüzgar türbinleridir [17], [29].

İki temel türbin tipinden birine karar verdikten sonra yatırımcı türbin boyutuna karar vermelidir.

Şehir şartlarında rüzgar hızı genelde düşük hızda seyretmektedir ve rüzgar türbininin devreye girip enerji üretme hızı mümkün mertebe düşük olan bir rüzgar türbini seçimi yapılmalıdır. Bu hızın düşük olduğu rüzgar türbinleri de genel olarak küçük boyutlu rüzgar türbinleridir [30].

Sadece bu hızın düşük olması yetmeyip rüzgar türbininin boyutları da önemlidir. Eğer rüzgar türbini çok büyük seçilirse olası bir arıza durumunda bakım yapacak personele bakım yapabileceği alan kalmayabilir veya güvenlik riskleri oluşturabilir. Bunun için de belirli önermeler bir çalışmada yapılmıştır. Bu çalışmaya göre; çatının ortasına konacak rüzgar türbininin rotorunun zemine en yakın yüksekliği minimum, yapı derinliğinin %25’i olmalıdır. Ayrıca seçilecek olan rüzgar türbininin çapının da yapı yüksekliğinin maksimum beşte biri olması önerilmektedir [17]

5. Sonuç

Dünyada elektrik enerjisi üretiminde yenilenebilir enerji kaynakları kullanımının tükenen yapıda olan fosil yakıtlar ve bu tip yakıtların çevreye verdiği zarar sebebiyle yıllar geçtikçe hızla artacağı öngörülmektedir. Bu yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan rüzgarın kullanılarak rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretimi halihazırda günümüzde de en verimli yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olup birçok devlet bu alanda ar-ge ve yatırıma ciddi teşvikler vermektedir. Teşvikler ve bu teşviklerin akabinde gelen ar-ge faaliyetleri sayesinde rüzgarın gelecekte de yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde kullanım bakımından ilk sıralarda olacağı tahmin edilmektedir.

Rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretiminin bir yolu da şehirlerdeki yüksek yapılara küçük güçlü rüzgar türbinleri monte edilmesidir. Bu sistemlerin birçok artısı vardır. Bilindiği üzere günümüze kadar genelde üretim şehir dışı alanlarda yüksek güçlerde yapılıp iletim ve dağıtım hatlarıyla şehirlerdeki kullanıcılara aktarılırdı. Üretimin dağıtık olarak şehirlerde yapılması ile bu iletim ve dağıtım hatlarının yapımından ve hatlarda oluşan kayıplardan tasarruf edilebilmekte ve üretim tüketimin olduğu yerde yapılabilmektedir. Rüzgar türbinlerinin yüksek yapılara montesi ile de yükseklikle rüzgar hızının artması prensibinden yararlanılabilmekte, rüzgar türbini için gerekli kule masrafından kısılabilmekte ve rüzgar türbini için yapı çatısı kullanılıp gerekli alan masrafı olmadığından bu bakımdan da tasarruf edilebilmektedir. Ek olarak ülkemizde de bu tip üretimlere verilen teşviklerden yararlanılarak projeler verimli hale gelebilmektedir.

Tüm bu artılarının yanında bu sistemlerin eksileri de mevcuttur. Halihazırdaki yapıların çatılarına ek yük konmadan önce inşaat mühendisliği disiplini içerisinde yapı dayanımı dikkatle irdelenmelidir. Rüzgar türbinlerinin oluşturacağı titreşimler damper yapılarıyla, gürültü ise rüzgar türbininin seçimi yapılırken sessiz türbin seçimi yapılarak çözülebilecek problemlerdir ve bu ses problemi konusunda türbin üreticisinin verileri dikkate alınmalıdır. Ek olarak şehirlerde görüntü kirliliği olmaması adına mimarlara danışılmalıdır. Yine bu makalede irdelenmemiş olan rüzgar türbinlerinin şebekeyle bağlantısı yönetmeliklere uygun gerçekleştirilmelidir. Tüm bunların yanında rüzgar türbini seçimi şehir şartlarına uygun olmalıdır. Sistemde, şehir şartlarındaki rüzgar türbülansına dayanıklı türbinler tercih edilmelidir.

Ek olarak bu sistemlerin ekonomik olarak verimli olması isteniyorsa bu işin mühendisliğinin iyi yapılması gerekmektedir. Bu sistemler şu an tam olarak yerleşmiş ve oturmuş sistemler olmayıp ehil olmayan kişiler tarafından kurulan sistemlerde alınabilecek verimin ciddi oranda düştüğü çeşitli çalışmalarda saptanmıştır [33]. Yine de bu tip sistemlerin safi ekonomik bakımdan düşünülmemesi gerekmektedir. Unutulmamalıdır ki gelecek kuşaklara daha iyi bir dünya bırakmak bu tip sistemlerin kullanımının arttırılmasıyla mümkündür. Bu alan hala gelişime açık bir alandır. Özellikle rüzgar türbini üreticilerinin teknolojik bakımdan şehir şartlarındaki rüzgar yapısına uygun türbinleri daha ucuza üretmesi ile bu sistemlerin gün geçtikçe daha karşılanabilir olacağı öngörülmektedir.

6. Kaynakça

  • [1] World Energy Council, (2016). World Energy Resources | 2016, ISBN: 978 0 946121 58 8, Birleşik Krallık.
  • [2] International Renewable Energy Agency, Levelised Cost of Electricity 2010- 2016, http://resourceirena.irena.org/gateway/dashboard/?topic=3&subTopic=1057, 17 Ocak 2018.
  • [3] Pitteloud, J. D. ve Gsänger, S., 2017 Small Wind World Report Summary, http:// www.wwindea.org/wp-content/uploads/filebase/small_wind_/SWWR2017SUMMARY.pdf, 17 Ocak 2018.
  • [4] European Commission, Consumption of energy, http://ec.europa.eu/eurostat/ statistics-explained/index.php/Consumption_of_energy, 17 Ocak 2018.
  • [5] World Wind Energy Association, WWEA Half-year Report 2016, http://www. wwindea.org/download/market_reports/Half-year_Report_WWEA_2016.pdf, 17 Ocak 2018.
  • [6] Uysal, D., Yılmaz, K. Ç. ve Taş, T., (2015). “Enerji İthalatı ve Cari Açık İlişkisi: Türkiye Örneği”, Anemon, 3(1):63-78.
  • [7] T.C. Resmi Gazete, Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanunda Değişiklik Yapılmasına Dair Kanun. (27809), 08.01.2011.
  • [8] T.C. Resmi Gazete, Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan: Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik. (28783), 02.10.2013.
  • [9] Enerji Kimlik Belgesi, EKB Nedir?, https://www.enerjikimlikbelgesi.com/, 17 Ocak 2018.
  • [10] Coursera, Wind Energy, https://www.coursera.org/learn/wind-energy/home/ welcome, 17 Ocak 2018.
  • [11] IEC 61400-2, (2013). Wind turbines – Part 2: Small wind turbines, IEC, Cenevre.
  • [12] IEC 61400-11, (2012). Wind turbines – Part 11: Acoustic noise measurement techniques, IEC, Cenevre.
  • [13] Carbon Trust, (2008). Small-scale Wind Energy Policy Insights and Practical Guidance, Birleşik Krallık.
  • [14] Li, D., Wang, S. ve Yuan P. (2010). “A Review of Micro Wind Turbines in the Built Environment”, 2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference, 2831 Mart 2010, Chengdu, 1-4.
  • [15] http://www.ecoplanetenergy.com/wp-content/uploads/2012/03/wind-turbine_small-three-bladed-horizontalaxis.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [16] National Renewable Energy Laboratory, (2012). Built-Environment Wind Turbine Roadmap, Amerika Birleşik Devletleri.
  • [17] van Bussel, G.J.W. ve Mertens, S. M. (2005). “Small Wind Turbines for The Built Environment”, The Fourth European & African Conference on Wind Engineering, 11-15 Temmuz 2005, Prag.
  • [18] http://www.windturbinestar.com/uploads/images/VAWTHAWT.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [19] https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1zNWDQpXXXXaLXp XXq6xXFXXX4/30W-5-blades-Mini-Vertical-Axis-WindTurbine-12V-or-24V-small-windmill-Max-45W-300r.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [20] SINTEF, (2015). Building augmented wind turbines – BAWT, ISBN 978–82–536–1493–9, Norveç.
  • [21] https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0S1364032111004783-gr19.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [22] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ thumb/d/d8/Strata_SE1_from_Monument_2014. jpg/1200px-Strata_SE1_from_Monument_2014.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [23] http://www.informengineer.com/wp-content/uploads/ rtMedia/users/17/2016/03/bahreyn-dunya-ticaret-merkezii41856-1-320×240.jpg, 17 Ocak 2018.
  • [24] Shah, A. A., Ullah, S., Shah S. A. A., Manzoor, M. A. ve Yahya K. M., (2014). “An efficient off-grid high-elevation electric generation system using wind power”, 2014 International Conference on Emerging Technologies (ICET), 8-9 Aralık 2014, Islamabad, 139-141.
  • [25] Acosta, J. L., Combe, K., Djokic, S. Ž. ve Hernando-Gil, I., (2012). “Performance Assessment of Micro and Small-Scale Wind Turbines in Urban Areas”, IEEE Systems Journal, 6(1):152-163.
  • [26] Güzel, S., (2014). Rüzgar Enerjisi Potansiyel Hesaplamasında Kullanılan Bilgisayar Programlarının Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, İstanbul.
  • [27] Windpower Program, 7. Estimating mean wind speed., http://www.wind-power-program.com/windestimates.htm, 17 Ocak 2018.
  • [28] Brano, V. L., Ciulla, G., Beccali M., Rocca, V. L. ve Moreci E., (2016). “Energy and economic assessment of a small domestic wind turbine in Palermo”, 2016 IEEE 16th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 7-10 Haziran 2016, Floransa.
  • [29] Mertens, S., van Kuik, G.ve van Bussel, G., (2003). “Performance of an H-Darrieus in the Skewed Flow on a Roof”, Journal of Solar Energy Engineering, 125:443-440.
  • [30] Salameh, Z. M. ve Davis A. J., (2003). “Case study of a residential-scale hybrid renewable energy power system in an urban setting”, 2003 IEEE Power Engineering Society General Meeting (IEEE Cat. No.03CH37491), 13-17 Temmuz 2013, Toronto, 2320-2322.
  • [31] AEOLOS, Wind Turbine, Aeolos Wind Turbines For Sale, http://www.windturbinestar.com/products.html, 17 Ocak 2018.
  • [32] Ghrepower, Wind Turbine, http://www.ghrepower.com/en/ wind-powerindex.php, 17 Ocak 2018.
  • [33] Kealy, T. (2014). “Financial Appraisal of a Small Scale Wind Turbine with a Case Study in Ireland”, Journal of Energy and Power Engineering, 8(4):620-627.