Bilindiği üzere rüzgar enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları arasında çok ayrı bir yere sahiptir. Hem yüksek enerji üretim potansiyeline sahip olması hem de çevreye yok denecek kadar zarar vermesi rüzgar enerjisini ayrı kılmaktadır. Rüzgar santralleri verimli bir araziye kurulduğunda çok yüksek kapasitelerde enerji üretimi gerçekleştirebilir bu açıdan da fosil bazlı enerji kaynaklarına ciddi bir rakiptir.
Rüzgar santrallerinin çok yüksek kapasitelerde enerji üretim yapması verimli bir araziye kurulmasına bağlı olduğu kadar santralde kullanılan rüzgar türbinlerinin yapısına da bağlıdır. Rüzgar türbinleri dişli kutulu ve dişli kutusuz olmak üzere iki şekilde mevcuttur. Çeşitli bilim insanları bu iki tip rüzgar türbinleri hakkında farklı fikirlere sahiptir. Günümüzde de rüzgar türbinleri konusunda söz sahibi olan büyük firmalar da farklı fikirlere sahiptirler ve bu fikirlere göre türbin üretimi yapmaktadırlar. Peki bu fark neden rüzgar enerjisi sektörünü bu kadar etkilemiş ve ciddi fikir ayrılıklarına sebep olmuştur? Aşağıda daha detaylı bir şekilde dişli kutulu ve dişli kutusuz rüzgar türbinlerini inceledikten sonra siz de kendi kararınızı vereceksinizdir umarım.
Dişli Kutulu Rüzgar Türbinleri
Rüzgar türbinlerinde rüzgarın akış gücü önce mekanik enerji sonra da jeneratör yardımıyla elektrik gücüne dönüştürülür. Bir rüzgar türbininin rotoru yaklaşık olarak rüzgarın akış gücünün %50’sini dönüştürür. Burada gerekli olan jeneratörün büyüklüğü dönme hızına bağlıdır. Dönme hızı ne kadar az ise jeneratör o kadar büyük olmalıdır. Jeneratörün büyük olması ve buna bağlı olarak diğer kullanılan malzeme miktarını da artıracağından dolayı maliyeti artırmaktadır. Dişli kutulu rüzgar türbinlerinde amaç yavaş olan rotor dönme hızını artırmak ve maliyeti düşürmektir. Dişli kutulu sistemlerin kullanılması sistemde kullanılan jeneratörlerin, pompaların ve elektrikli ya da hidrolik motorların boyutunu azaltmada ve maliyetten tasarruf edilmesi için önemlidir.
Prof. Dr. George Jacobs da rüzgar türbininde kullanılan jeneratörlerin ve ekipmanların maliyetini azaltmak için dişli kutulu rüzgar türbinlerinin kullanılmasını desteklemektedir. Ayrıca dişli kutulu sistemler sadece rüzgar türbinlerinde değil maliyetin düşük olması için elektrikli araç üreticileri yüksek dönme hızına sahip motorlu konseptleri mekanik dişli kutuları ile tercih etmektedirler.
Ancak dişli kutulu rüzgar türbinlerinde kullanılan ekipmanların maliyetinin düşmesi artı bir özellik katarken kullanılan ara elamanların (dişli kutular) bakımının da yeni bir maliyet gerektireceği gerçeği yadsınamaz.
Dişli Kutusuz Rüzgar Türbinleri
Dişli kutusuz rüzgar türbinlerinde rotor gücü direkt olarak jeneratöre aktarılır. Dişli kutusuz rüzgar türbinlerine “direkt tahrik” de denilmektedir.
Dişli kutusuz rüzgar türbinlerinde rotor ile drivetrain (aktarma organları) inverterlere kadar neredeyse hiç bakım gerekmemektedir. Dişli kutusuz rüzgar türbinleri daha sağlam, sistem daha basittir ve kullanılan ekipman konusunda da yarı yarıya tasarruf sağlanmaktadır.
Türbinin düşük kapasitede çalıştığı durumlarda iletim-dönüştürme oranı dişli kutulu sistemlere göre daha fazladır. Bunun sebebi olarak da dişli kutusuz rüzgar türbinlerinde kullanılan senkron jeneratörler gösterilebilir. Senkron jeneratörlerde; elektromıknatıs jeneratörlerdeki güç kayıpları yoktur.
Prof. Dr. Klinger’a göre büyük güçlü rüzgar enerji santrallerinde emre amadelik ve bakım-servis masrafları elektrik üretiminde önemli yer teşkil ettiği için dişli kutusuz rüzgar türbinleri uzun vadede rüzgar enerjisi pazarında hakim olacaktır.