Rüzgar Türbinleri Neden Hep 3 Kanatlı?

Hollanda’daki tarihi yel değirmenlerinin dört kanadı vardır. Amerikan filmlerindeki çiftlik değirmenlerinde ise onlarca kanat görürsünüz. Ama bugün dağ başlarında, kıyılarda ve denizlerde yükselen modern rüzgar türbinleri neredeyse istisnasız üç kanatlı. Bu tercih estetik değil, mühendislikten kaynaklanıyor.

Rüzgar türbinleri neden tek kanatlı değil?

Mühendisler bir türbin tasarlarken üç hedefi aynı anda gözetir: Çok elektrik üretmek, olabildiğince ucuz olmak ve sessiz, güvenli, az bakım isteyen şekilde çalışmak. Teoride en ucuz çözüm tek kanatlı bir türbin olurdu. Ancak tek kanat dönerken dengesiz kalır. TÜV NORD’un aktardığına göre bu dengesizlik bütün sistemi sarsar ve zamanla türbini temelinden zorlar.

İki kanatlı türbinlerin sorunu ne?

İki kanatlı türbinler kâğıt üzerinde dengeli görünür. Ancak modern rüzgar türbinleri 100 metreyi aşan rotor çaplarına sahip ve bu yükseklikte rüzgar hızı yerdekinden çok farklı. İki kanatlı bir türbinde bir kanat aşağıdayken kulenin önündeki rüzgarsız bölgeye girer. Aynı anda diğer kanat en tepede, en güçlü rüzgarla karşı karşıyadır. Bu dengesizlik kanat bağlantılarına büyük yük bindirir ve kuleyi titretir. Ayrıca iki kanatlı türbinlerin daha hızlı dönmesi gerekir. Bu da gürültüyü ve aşınmayı artırır.

1980’lerden itibaren Almanya ve Hollanda’da kurulan iki kanatlı türbinler sık arıza yaptıkları için zamanla terk edildi ve söküldü.

Neden 4 ya da daha fazla kanat yok?

Dört kanatlı türbinler de iki kanatlılarla aynı soruna sahip, çünkü kanatlar karşılıklı durur. Tek sayıda kanat ise bu sorunu çözer: Üç kanatlı bir türbinde bir kanat en alttayken diğer ikisi çapraz şekilde yukarı uzanır ve hiçbiri tam tepede değildir. Yükler daha dengeli dağılır.

Peki neden 5, 7 ya da 9 kanat değil? Çünkü her yeni kanat bir öncekinin oluşturduğu türbülansın içinden geçer. Yani kanatlar birbirinin rüzgarını çalar. TÜV NORD’a göre dördüncü bir kanat bile en fazla yüzde 2 civarında ek güç sağlıyor. Oysa tipik bir türbinin tek kanadı yaklaşık 200 bin euroya mal oluyor ve ağırlığı 15 ila 25 ton arasında. Her ek kanat, kulenin ve gövdenin baştan yeniden hesaplanmasını gerektiriyor.

Rüzgar türbinleri için en iyi denge

Sonuç olarak üç kanat; üretilen güç, malzeme maliyeti ve denge arasındaki en iyi uzlaşma. Üç kanatlı rüzgar türbinleri diğerlerine göre daha sessiz çalışıyor, hareketi de göze daha sakin ve uyumlu görünüyor.

Eski yel değirmenleri ise küçük oldukları için yükseklikten kaynaklanan rüzgar farkından etkilenmiyordu. Su pompalayan çok kanatlı çiftlik değirmenleri de hafif bir esintiyle bile güçlü bir dönme kuvveti üretebiliyordu. Yani her tasarım kendi işine göre doğruydu.

Türkiye’de rüzgar enerjisi de hızla büyüyor. Bu konuda Türkiye’nin en büyük ikinci rüzgar santraliyle ilgili haberimize ve rüzgar ve güneş enerjisinin ilk kez nükleeri geçmesine göz atabilirsiniz. Konunun teknik ayrıntıları için TÜV NORD’un açıklamasını okuyabilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Rüzgar türbinleri neden 3 kanatlıdır?

Üç kanat; verim, denge, gürültü ve maliyet arasındaki en iyi uzlaşmadır. Tek sayıda kanat yükleri dengeli dağıtır, daha fazla kanat ise maliyete göre çok az ek güç sağlar.

İki kanatlı rüzgar türbini var mı?

1980’lerde Almanya ve Hollanda’da kuruldu. Ancak titreşim, gürültü ve sık arızalar nedeniyle büyük ölçüde terk edildi.

Bir rüzgar türbini kanadı ne kadar ağır?

Modern türbinlerde tek bir kanadın ağırlığı yaklaşık 15 ila 25 ton arasında değişiyor.