Kanatsız Rüzgar Türbini Olur mu?

Rüzgardan elektrik enerjisi elde etmek; hem yenilenebilir olması, hem de çevreye duyarlı bir sistem olmasından dolayı tercih edilmektedir. Rüzgar türbinlerinin yaygın kullanımından dolayı rüzgar enerjisine olan yatırımlar artmıştır. Artan bu yatırımlar ile rüzgar türbinleri düşük güçlerden, yüksek güçlere ve kullanım alanlarına göre çeşitlilik kazanmıştır. Çeşitli teknolojilerin geliştirilmesi ile geleneksel rüzgar türbinlerine alternatif oluşturabilecek dikey eksenli türbinler gibi sistemler üretilmiştir. Bu alternatif sistemlere ek olarak ise kanatsız rüzgar türbinleri gelmiştir. Peki kanatsız rüzgar türbinleri hangi çerçeve doğrultusunda tasarlanmıştır, nasıl çalışır, geleneksel türbinlere göre avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Kanatsız rüzgar türbinlerinin tasarımı, rüzgar santrallerinin yaygın olarak kullanıldığı İspanya’da eğitim görmüş David Yanez’in üniversite döneminde yaptığı bir çalışmaya dayanmaktadır. David, üniversite eğitimi aldığı dönemde Amerika Vaşington’daki Tahoma köprüsünün yıkılışını incelerken, akışkanlardan katı maddelere enerji akışının dönel kuvvetler aracılığı ile etkin bir şekilde sağlandığı sonucunu çıkarmıştır. Elde ettiği bu sonuçla birlikte havayı akışkan olarak ele almış ve havada doğal olarak oluşan girdap akımlarını kullanabileceği bir kanatsız rüzgar türbini prototipi elde etmeyi başarmıştır.

Geleneksel rüzgar türbinlerinde kanatlar rüzgar akış yönüne karşı konumlandırılmaktadır. Bu rüzgar akışı ile elde edilen enerji, elektrik makinaları ile elektrik enerjisine çevrilmektedir. Kanatsız rüzgar türbinlerinde ise gelen rüzgar silindirik şekildeki türbinlerin birinden geçtiğinde aşağı yönde hareket etmeye devam etmektedir. Bu akış rüzgarın devam etmesi ile silindir şeklindeki türbinin etrafında girdap akımı oluşturmaktadır. Bu girdap akımı ile birlikte elde edilen titreşimler lineer motorlar benzeri bir sistemle elektrik enerjisine çevrilmektedir.

Kanatsız rüzgar türbinleri tasarımı açısından, geleneksel sistemlere göre birçok yenilik barındırmaktadır. Bu türbinler, geleneksel rüzgar türbinlerinde olduğu gibi rüzgarın kanatlardan akışı sonrasında girdap akımı oluşturmamaktadır. Dolayısıyla kanatsız rüzgar türbinlerinin geleneksel türbinlere göre daha sessiz olduğu söylenebilir. Ayrıca geleneksel sistemlerde kullanılan mekanik ekipmanların (rulman gibi) kullanılmamasından dolayı bakım maliyetlerinin yaklaşık yüzde 80 daha düşük olduğu belirtilmektedir. Tasarım olarak bakıldığında ise kanatların belirli bir mesafeye ulaşabilmesi için kullanılan direk, doğrudan elektrik üretimi için kullanılmaktadır. Bunun da üretim maliyetlerine yüzde 53lük bir düşüş katkısı olduğu belirtilmektedir.

Kanatsız rüzgar türbinlerinden birkaç adet prototip üretildiği belirtilmiştir. Şirket başlangıç olarak hem Ar-Ge çalışmalarına ağırlık verebilmek hem de kendini tanıtabilmek için düşük güçlü rüzgar türbini üretimini hedeflemiştir. Şimdilik sadece 1 MW’lık Gran ve 4kW’lık Mini modellerininin üretildiği üretim bantlarına sahiptir.

Kanatsız rüzgar türbinleri getirdiği avantajların yanı sıra bir çok dezavantajı da içinde barındırmaktadır(yüksek rüzgar alan yerlerde kullanılabilmesi, lineer motor veriminin düşük olması gibi). Dolayısıyla yakın gelecekte rüzgar enerjisi piyasasında kendine çok geniş bir yer bulamayacağı öngörülebilir. Her ne kadar yakın gelecekte kendisine geniş yer bulamayacak olsa da; kanatsız rüzgar türbinleri, rüzgar enerjisine yeni bir bakış kazanmamıza yardımcı olmuştur. Geleneksel yaklaşımların yanı sıra, yenilenebilir enerjinin sürdürülebilirliği için bu gibi yaklaşımlara rüzgar enerjisi sektörünün ihtiyacı vardır. Rüzgar teknolojisi her yeni gelen teknoloji ile birlikte daha farklı biçimlerde şekilenmeye devam edecektir.

Kaynaklar:
CleanTechnica
TechnologyReview
TreeHugger