Uçan Rüzgar Gülleri

Sizlerin de malumu günümüzde elektrik enerjisi insanoğlunun vazgeçilmezi oldu, neredeyse elektrik olmadan hayat duracak hale geldi.

Peki bunca insanın elektrik ihtiyacı nasıl karşılanıyor?

Rüzgar, güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılandığı gibi nükleer enerji gibi yenilenemez enerji kaynaklarından sağlanıyor. Yenilenemez kaynaklar hem doğaya verdiği ciddi zararlar hem de sürdürülebilirliği sorun olduğu için günümüzde biraz daha geri plana atılıyor. Diğer seçeneğimiz olan yenilenebilir enerji kaynakları ise yoğun şekilde kullanıma hazırlanıyor.

Bizler bu yazımızda bunlardan belki de en eski ve en çok kullanılan, enerji kaynağı olan Rüzgar Güllerinden bahsedeceğiz.

Dediğim gibi insanlar rüzgar enerjisini kullanarak yel değirmenlerinde buğday öğütmüş, yelkenli gemiler ile denizlerde yol almıştır. Günümüzde ise dağlık ve sığ sularda rüzgar türbinleri ile insanlara yenilenebilir enerji üretmek için kullanılıyor. Tabi bu rüzgar türbinleri göründüğü kadar verimli bir enerji kaynağı değil. Neden mi?

Çünkü rüzgar yeryüzüne yakın atmosferde yükseklerde esen rüzgara göre daha güçsüz ve kesik kesik esiyor. Bu yüzden rüzgar güllerinden tam verim elde edilemiyor. 100 metre yükseklikteki ortalama bir rüzgar gülü 1.5 MW güç üretiyor tabi yukarı da saydığımız sebeplerden dolayı hiçbir zaman bu kapasitede bir güç üretilmiyor. Şuan ticari olarak satışı yapılan en gelişmiş rüzgar türbini(MHI VESTAS)  ise 9,5 MW güç üretebiliyor. Hatta şuan GE Wind Energy Firmasının prototip aşamasında olan rüzgar türbini 260 metre yükseklikte 12 MW güç üretebiliyor.

Tabi bahsettiğimiz bu güçler, bir evin günlük ortalama 3-5 KW güç harcadığını göz önünde bulundurursak azımsanacak bir güç değil fakat ortalama bir Hava Kaynaklı Rüzgar Türbininin (HKRES) ürettiği enerji yanında çok küçük kalıyorlar.

Bu fikri ilk kez 1970 ‘ler de ortaya atan Miles Loyd yaptığı hesaplamalara göre tek bir HKRES 45 MW güç üretebilir. Tabi Loyd bu hesaplamada uçurtma ve ve kabloların kütlelerini ve kablolardaki hava sürtünmesini ihmal etmiştir o yüzden bu tahminin gerçekçi olduğu söylenemez ancak Loyd’un bu fikirleri günümüzde etkili olmaya devam ediyor.

Loyd’un bu fikrinden esinlenen bazı şirketler 2000 lerin  başından bu yana bu alanda çalışmaktalar bunlardan bazılarını aşağıda değindim.

Bu Alanda Çalışan Şirketler ve Yürüttükleri Çalışmalar 

TwingTec Enerji Firması

2013 yılında bu işe başlayan TwingTec Firması taşınabilir bir HKRES üretti. Ürettikleri bu uçan rüzgar gülü sayesinde dilediğiniz yerde hızlı bir kurulum ile enerji üretebilirsiniz. Aşağıdaki fotoğrafta Wind Energy 2.0(TT100) olarak adlandırdıkları HKRES’i görüyorsunuz.

TT100’ler  rüzgarın kuvvetli ve sabit olduğu yerden 300 metre yükseklikte uçabilir ve birleştiklerinde MW ölçeğinde güç üretebilirler. 15 metre kanat açıklığına sahip bu araç, geliştirilen drone teknolojisi sayesinde kendi başına havalanabilir ve kalkış yapmış olduğu yere tam otonom hasarsız iniş yapabilirler. Nasıl enerji ürettiğini aşağıdaki videoyu izleyerek görebilirsiniz.

 

Ampyx Enerji Firması

Ampyx Power, Bas Lansdorp ve Richard Ruiterkamp tarafından 2008 yılında kurulmuş bir HKRES şirketidir. Lansdorp, Delft Teknoloji Üniversitesi’ndeki rüzgar enerjisi konusundaki beş yıllık çalışmalarını bırakıp Ampyx Power’ı kurmuştur. Richard Ruiterkamp bir gün uçurtma ipinin elinden kaymasına izin verdiğinde bu serüven başlamış ve bunu elektriğe nasıl dönüştürülebileceğini düşünmeye başlamış.

Daha sonra yaptığı araştırmalar sonrasında Delft Üniversitesi’nde, Bas Lansdorp ile gökyüzünden enerji alabilen uçurtmalar geliştirmek için çalışan bir ekip kurdu. Richard Ruiterkamp ekip lideri oldu ve daha fazla kontrol edilebilirliğe ve daha fazla enerji üretimine izin veren sabit kanatlı bir uçak yaptı. 2008 yılında Bas Lansdorp ile şirketi kurdu. Lansdorp iş yönü üzerinde çalıştı ve Ruiterkamp bilim bölümünün başındaydı. Şu anda Ampyx Power’ın 40 kişilik bir ekibi var. Mevcut prototip, AP3 Ampyx Power Hava Kaynaklı Rüzgar Enerji Sistemidir (AWES). Sistem, rüzgarı elektrik enerjisine dönüştüren bir uçağa bağlıdır. Uçak, yerdeki bir jeneratöre bağlı ve uçak hareket edip uçtuğunda, ipi sarar ve jeneratöre güç verir. Uçak daha sonra ipin içinden sarılır ve ardından tekrar havaya bırakılır döngü bu şekilde devam eder.

Sistem 7/24 her türlü hava koşulunda çalışabilmek, otonom kalkış ve iniş yapabilecek şekilde tasarlanmıştır. 200 – 450 metre yükseklikte uçan bu sistem 150 KW güç üretebilmektedir.

Skysails Enerji Firması

Şirket, 2001 yılında Stephan Wrage ve Thomas Meyer tarafından kuruldu . Hamburg’daki genel merkeze ek olarak, Wismar’da bir test tesisi kuruldu. SkySails Firması; kargo gemilerini , büyük yatları ve balıkçı gemilerini rüzgar enerjisiyle hareket ettirmek için uçurtma kuleleri satan Hamburg merkezli bir firmadır. Gemiler, otomatik olarak kontrol edilen birkaç yüz metrekarelik folyo uçurtma tarafından çekilir. Sistemler yakıttan tasarruf sağlar ve karbon emisyonlarını ve nakliye maliyetlerini azaltır , ancak geniş çapta benimsenmemiştir.

SkySails tahrik sistemi , büyük bir folyo uçurtma, uçurtma için bir elektronik kontrol sistemi ve uçurtmayı geri çekmek için otomatik bir sistemden oluşur. Uçurtma, uçurtmayı ön kenarından kavrayan hareketli bir direk veya kol tarafından fırlatılır ve kurtarılır. Direk ayrıca uçurtmayı şişirir ve söndürür. Kullanılmadığında, direk ve sönük uçurtma katlanır.

SkySails sistemine sahip geleneksel bir gemi daha az yakıt yakar ve iki tahrik yöntemine sahiptir, bu da onu bir tür hibrit araç yapar . SkySails’in üst rüzgar gücünden gelen uçurtma itme gücü, yüksek irtifa rüzgar gücünün çekiş kullanımıdır . Uluslararası Denizcilik Örgütü’ne göre, SkySails teknolojisinin yaygın kullanımı ile her yıl 100 milyon tona kadar karbon emisyonu kurtarılabilir .

MS Beluga SkySails , sistemi kullanmak için inşa edilen ve bir üretim modeli kullanan ilk gemiydi. 132 m, 10,000 ton kabı 160 metre karelik (1,700 metre kare ft) ile donatılmış uçurtma ve 17 Aralık 2007 başlatılan ve kuzey Alman noktası ayrıldı edildi Bremerhaven için Guanta , Venezuela Ocak 2008’de Gemi, Almanya’dan Venezuela’ya, ardından Amerika Birleşik Devletleri’ne yelken açtıktan ve nihayetinde Norveç’e geldikten sonra 13 Mart 2008’de yolculuğunu tamamladı. Uçurtma kullanımdayken, gemi tahmini olarak %10-15 oranında yakıt tasarrufu yaptı, bu da günde 1.000 ila 1.500 ABD doları oldu.

Rüzgarlı yollarda tüketimdeki yıllık tasarruf, AB tarafından finanse edilen Yaşam projesi WINTECC (süre dört yıl) tarafından belirlendiği üzere yaklaşık %5,5 düzeyindedir.

2010 yılının başlarında şirket, bir balıkçı teknesinde SkySails sisteminin ilk uygulaması olan Maartje Theadora’ya kurulmak üzere 160 m²’lik sistemlerinden birini sattığını duyurdu . Gemi, Almanya’nın en büyük balıkçı gemisi olarak tanımlanıyor ve uçurtmanın, Afrika kıyıları veya Güney Pasifik’teki balıkçılık alanlarına giden yolculuklarda yakıt maliyetlerini azaltması bekleniyor.

Faydalanılan kaynaklar : TUBİTAK Bilim ve Teknik Derğisi s.58