Skip to content Skip to navigation

Rüzgâr Türbinlerinde Neden Genellikle Üç Kanat Bulunur?

Dr. Tuba Sarıgül
23/08/2016 - 14:52

Rüzgâr türbinlerinde kullanılan kanatlar rüzgârın etkisiyle hareket ederek jeneratörün milini döndürürken, milin hareketi sayesinde jeneratör mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Kanatların tasarımı rüzgâr türbinlerinin enerji verimliliğini önemli ölçüde etkiler. Rüzgâr türbinlerinde enerji verimliliğinin yanı sıra dayanıklılık, maliyet ve gürültü seviyesinin düşük olması da hayli önemlidir.

Günümüzde kullanılan rüzgâr türbinlerinin kanatlarının şekli uçaklarınkine hayli benzer. Yani kanadın bir tarafı düzken, diğer tarafı dışa doğru kavislidir. Rüzgârın hareketi sırasında havadaki moleküller kanadın kavisli tarafında -daha uzun mesafe kaydetmeleri gerektiğinden- daha hızlı hareket eder. Bu nedenle kanadın kavisli tarafındaki basınç düz tarafındakinden daha düşüktür. Bu, basıncın yüksek olduğu taraftan düşük olduğu tarafa doğru bir kuvvetin ortaya çıkmasına neden olur. Bu kuvvet de kanatları döndürür.

Günümüzde kullanılan rüzgâr türbinlerinde çoğunlukla üç kanat bulunur. Geçmişte ise farklı sayılarda kanadı olan rüzgâr türbinleri kullanılmıştı. Kanat sayısının fazla olması ortaya çıkan torkun artmasına neden olur. Ancak kanat sayısının fazla olması durumunda ağırlıktaki ve sürtünmedeki artış nedeniyle kanatların dönüş hızı azalır. Bu da rüzgâr türbinlerinin enerji verimini düşürür.

Tek kanatlı rüzgâr türbinlerinin en verimli türbin tasarımı olduğu düşünülebilir. Ancak tek kanatlı rüzgâr türbinlerinde kanatların dönüş hızının artması nedeniyle denge ve gürültü problemleri ortaya çıkabilir.

Rüzgâr türbinlerindeki kanatların genellikle çift yerine tek sayıda olması tercih edilir. Çift sayıda kanadı olan rüzgâr türbinlerinde dönüş esnasında kanatlardan biri en tepe noktadayken, biri en alt konumda -türbini ayakta tutan kuleyle aynı hizada- bulunur. Bu durumda rüzgâr tepedeki kanada alttaki kanada uyguladığından daha fazla güç uygular. Çünkü kulenin ayağı havanın alttaki kanat etrafındaki hareketini etkiler. Bu durum kanatların dikey konumda ileri-geri hareket etmesine, dolayısıyla türbinde denge ve dayanıklılık problemlerinin ortaya çıkmasına neden olur.

Tek sayıda kanadı olan rüzgâr türbinlerinin mekanik özellikleri ise dönen bir çarkta olduğu gibi dengelidir. Dolayısıyla üç kanatlı rüzgâr türbinleri enerji verimliliği, dayanıklılık ve denge yönünden avantajlıdır.

İlgili İçerikler

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.

Fizik

Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü ve Zürih Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda bile suyun donmasını engelleyen bir yöntem geliştirdi. 

Fizik

Nano ölçekteki malzemelerin özelliklerinin anlaşılması için gerçekleştirdiği uluslararası düzeyde üstün nitelikli çalışmalarıyla 2018 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’ne layık görülen Doç. Dr. Hasan Şahin ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Gözümüz karanlık veya aydınlık ortamlarda, nesnelerin çok uzakta ya da çok yakında olduğu durumlarda net görüntüler oluşturabiliyor. Etkileyici fotoğraflar çekebilmek içinse fotoğraf makinesinde doğru ayarların yapılması gerekiyor. Gelin, görüntü oluşturma özelliğine sahip olan insan gözü ile fotoğraf makinesini karşılaştıralım.

Fizik

İletken, yüksüz iki levhanın birbirine paralel biçimde boşlukta konumlandırıldığını düşünelim. Klasik elektromanyetik kuram levhalara net bir elektriksel kuvvet etki etmeyeceğini söyler. Ancak gerçekte durum çok daha farklıdır. 

Fizik

Günümüzde sıcaklığı ölçmek hayli kolay. Peki, geçmişte insanlar sıcaklığı nasıl tanımlamıştı ve sıcaklığı nasıl ölçmüşlerdi? Gelin, termometrenin tarihî yolculuğuna birlikte göz atalım.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde, nişasta ve su kullanarak hazırladığımız oobleck ile üzerine kuvvet uygulandığında akışkanlığı değişen yani bazen sıvı bazen de katı gibi davranan maddelerin özelliklerini inceliyoruz.

Fizik

Bir önceki yazımızda kuantum bilgisayarlardan bahsetmiştik. Bu yazımızda ise kuatum bilgisayarlarda bilginin kodlandığı ve işlendiği temel birimler olan kübitlere değineceğiz.