Skip to content Skip to navigation

Yel Değirmeni ve Enerji Dönüşümü

Namdar Gürsönmez
14/06/2019 - 16:50

Yel değirmenleri, enerji üretmek için rüzgâr gücünden faydalanarak çalışan, büyük pervaneli, çarklı makinelerdir. Çok eski zamanlardan beri yel değirmenleri, buğday öğütmek ve su pompalamak gibi işler için mekanik güç elde etmede kullanılmıştır.

Elektrik elde etmek için kullanılan ilk yel değirmeni 1890'da Danimarka'da yapılmıştır. Bu tarihten sonra rüzgârla çalışan yel değirmenleri küçük ev ve çiftliklere elektrik sağlamak için kullanılmıştır.

Yel değirmenleri rüzgâr hızının ortalama 30-40 km/h olduğu yerlerde verimli biçimde çalışır. Rüzgâr hızı saatte 8 km’den düşükse yel değirmeni çalışamaz. Değirmenin sistemine zarar vereceği için çok rüzgârlı havalarda da yel değirmeni çalıştırılmaz.

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

Nelere İhtiyacımız Var?

  • 1 adet 3 V’luk, güneş enerjisi ile çalışan mini DC motor
  • 1 adet 70 x 100 mm boyutlarında güneş gözesi
  • 1 adet 9 x 17 cm boyutlarında duralit
  • 2 adet 1,5 x 1,5 x 9 cm boyutlarında tahta
  • 1 adet 1,5 x 1,5 x 15 cm boyutlarında tahta
  • 1 adet 1,5 x 1,5 x 7 cm boyutlarında, bir ucu 45o’lik açı ile kesilmiş tahta
  • 2 adet 2 cm uzunluğunda vida
  • 4 adet 4 x 8 cm boyutlarında, 1’er cm2’lik alanlara ayrılmış ve keçeli kalemle çizilmiş karton parçaları
  • 2 adet tahta çubuk (dondurma çubuğu ya da tahta dil basacağı)
  • 1 adet 20 cm uzunluğunda plastik kablo bağı (plastik kelepçe)
  • İletken kablolar
  • 1 adet plastik kablo birleştirici
  • Çift taraflı bant
  • Yapıştırıcı
  • Makas
  • Tornavida
  • Cetvel

Ne Yapıyoruz?

1. Etkinliğimize güneş gözesi ve DC motorun yerleştirileceği bölümleri hazırlayarak başlıyoruz.

. 1,5 x 1,5 x 9 cm boyutlarındaki iki tahtanın bir yüzüne çift taraflı bant yapıştıralım ve tahtaları 9 x 17 cm boyutlarındaki duralit ile birleştirelim.

 

2. Duralitin merkezini bulalım ve 1,5 x 1,5 x 15 cm boyutlarındaki tahtayı vida ile merkeze sabitleyelim. Tahtanın üst bölümüne makas veya tornavida kullanarak 2 mm çapındaki vidanın geçebileceği bir delik açalım.

3. 1,5 x 1,5 x 7 cm boyutlarında, bir ucu 45o’lik açı ile kesilmiş tahtanın alt kısmına makas veya tornavida kullanarak 2 mm çapındaki vidanın geçebileceği bir delik açalım.

 

4. 1,5 x 1,5 x 7 cm boyutlarındaki tahtayı ve duralitin merkezine sabitlediğimiz tahtayı, görseldeki gibi, vida ile birleştirip sabitleyelim.

5. Bu aşamada DC motor ve plastik kablo birleştiriciyi düzeneğimize bağlıyoruz.

. DC motorun altına 1,5 cm uzunluğunda çift taraflı bant yapıştıralım.

.Çift taraflı bandın üzerindeki koruyucuyu çıkarıp plastik kelepçeyi de kullanarak DC motoru 1,5 x 1,5 x 7 cm boyutlarındaki tahtaya sabitleyelim. Aynı şekilde plastik kablo birleştiriciyi de çift taraflı bant kullanarak tahtaya sabitleyelim.

6. İletken kablolar ile DC motor ve plastik kablo birleştirici arasındaki bağlantıları yapalım. Kırmız kabloyu DC motorun sol tarafına, siyah kabloyu da DC motorun sağ tarafına gelecek şekilde bağlayalım.

7. Güneş gözesinde bulunan iletken kablolar ile plastik kablo birleştirici arasındaki bağlantıları yapalım. Güneş gözesindeki kırmızı kabloyu sol tarafa, siyah kabloyu da sağ tarafa gelecek şekilde bağlayalım. Güneş gözesini çift taraflı bant yardımı ile tahtanın 45o’lik açı ile kesilen bölümüne yatay olarak sabitleyelim.

8. Bu aşamada yel değirmeninin kanatlarını hazırlıyoruz.

. Dondurma çubuklarının merkezinde 2 mm çapında, DC motor milinin geçebileceği birer delik açıp delikler üst üste gelecek şekilde çubukları birbirine yapıştıralım.

 

. Keçeli kalem ile çizdiğimiz karton parçalarını dondurma çubuklarına yapıştıralım.

 

9. Yel değirmeni pervanesini DC motor miline takalım.

 

Düzeneğimiz artık hazır. Güneş ışığının bulunduğu bir alanda düzeneğimizi test edebiliriz.

 

Ne OIdu?

Güneş gözeleri ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlardır. Güneş ışığındaki fotonlar göze içerisindeki yarı iletken malzemeler tarafından soğurulur. Fotonlar tarafından uyarılan elektronların hareketiyle bir elektrik akımı oluşur. Oluşan elektrik akımı iletken kablolar ile DC motora iletilir. DC motor elektrik enerjisini hareket enerjisine (kinetik enerjiye) dönüştürerek motor miline bağlı olan yel değirmeninin pervanesini döndürür. Güneş gözeleri tarafından üretilen elektrik akım doğru akımdır. Düzeneğimizde birden fazla enerji dönüşümünün gerçekleştiğini gözlemleriz.

 

 

 

Kaynaklar:

 
Yazar Hakkında:
Namdar Gürsönmez
Fen Bilimleri Öğretmeni
İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

İlgili İçerikler

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile cisimlerin nasıl elektriklendiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.

Fizik

Işık nasıl yayılır? Dalgalar gibi mi yoksa madde parçacıkları gibi mi? Bu soru bir zamanlar bilim dünyasını ikiye bölmüştü. Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde ışığın yapısını çift yarık deneyi ile inceliyoruz.

Fizik

Günümüzde güneş gözesi üretmek için yaygın olarak silisyum kullanılıyor. Ancak bu güneş gözeleri hem pahalıya mal oluyor hem de üretim süreçleri çok zahmetli. Yüksek verim elde etmek için silisyum atomlarının çok düzenli bir yapı oluşturması ve bu yapının içine toz ya da başka yabancı maddelerin karışmaması için üretimin tozsuz odalarda yapılması gerekiyor.

Fizik

İster dinleyelim, ister mırıldanalım, ister bir müzik aleti ya da herhangi bir nesne ile müzik yapalım, ister dans ederek eşlik edelim; müzik hayatımızda önemli bir yere sahip. Biz de ocak ayında objektiflerinizi müziğin hayatınızdaki yerine odaklamanızı istiyoruz. Fotoğraflarınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayatımdakiMüzik etiketini eklemeyi unutmayın.

Fizik

Geride bıraktığımız yılda bilim ve teknoloji alanında birçok gelişmeye şahit olduk. 2019 yılında gerçekleşen önemli bilimsel ve teknolojik gelişmeleri sizin için derledik.