Rüzgar türbinlerinin çalışma prensibini incelemeye geçmeden önce rüzgar türbinin de ki kullanılan bazı elektrik elektronik ve mekanik parçalara ve sistemlere bir göz atalım.

Rüzgar Türbinlerinin Makine bölümü:

Rüzgar türbininin en üstünde bulunmaktadır ve gövdeye bağlanmaktadır rüzgar türbininin kanatlarının da bağlı olduğu kısımdır da ayrıca sadece bağlantı için kullanılmıyor tabi ki de içerisinde rüzgardan alınana kinetik enerjiyi mekanik enerjiye dolayısıyla da elektrik enerjisine çevirmek için gerekli olan jeneratör, fren kontrol ünitesi gibi bir çok makine ve elektrik elektronik kontrol ediciler devreler bulunmaktadır. Herhangi bir sorun olduğun da görevli kişinin girebilmesi için gövde kısmından makine bölümü kısmına uzanan bir merdiven yer almaktadır bu merdiven sayesin de makine bölümüne kolayca ulaşılıp gerekli tamir tadilat veya arıza tespitinin yapılmasını sağlamaktadır onun dışında rotor dişli kutusu jeneratör gibi dış etkenlere maruz kalınca bozulacak paslanacak parçaların da dış etkenlerden korunmasını sağlamaktadır. Rüzgarın farklı bir konumdan gelmesi ile kendini çevirip tam verimlilik ile çalışmaya devam etmektedir.

Rüzgar Türbinlerinin Kanatları:

Rüzgar türbininin olmazsa olmazıdır rüzgarın da yardımı ile dönmeye başlamaktadır rüzgarı her açıdan alabilmesi ve durmaması için tasarlanmış kanat dizaynları farklı bir açıdan gelen rüzgara karşıda kanatların açılarını değiştirebilmektedir tasarım olarak bakacak olursak uçak kanatlarına çok benzemektedir bu sebeple karşıdan gelen rüzgarı yarıp dönebilmektedir zaten her birinin uzunlukları ortalama olarak 20 metre civarındadır.

Rüzgar Türbinlerinin Gövdesi:

Bu bölüm genel olarak çelik borularla desteklenmiş betondan oluşmaktadır bunun sebebi ise esen sert rüzgarlara karşı makine bölümünün kanatların bir arada ve sağlam kalmasını sağlamaktadır tabi sadece bu kadar da değil kanatlara ve makine bölümüne ulaşmak için gerekli bir bölümdür bir de makine bölümünde üretilmiş veya üretilecek olan elektrik enerjisini gövdenin altında bulunan akülere iletecek olan kablolar bulunmaktadır tabi eğer direk kullanılacak ise akülere değil de direk kullanılacağı yere kablolar vasıtası ile iletilmektedir. Genel de gövde kısmı silindirik tüp şeklinde yapılmaktadır bunun sebebi ise hem daha düşük maliyetli olması hem de diğer şekillere oranla malzemenin az kullanılması tabi ki malzeme az olduğu için diğer şekillere oranla ağırlığının daha az olmasıdır.

Rüzgar Türbinlerinin Fren sistemi:

Kanatlara gelen rüzgar kanatları döndürmeye başlamaktadır tabi kanatların dönmesinin elektrik enerjisi üretmek için çoğunlukla yetmediği için kanatların bağlı olduğu bir vites kutusu bulunmaktadır bunun içerisinde dişli veya çarklar bulunmaktadır bunların görevi de jeneratöre gidecek olan dönmenin hareketinin istendiği hıza getirilmesini sağlamaktır tabi rüzgar daha fazla estiğinde kanatlar daha hızlı döneceği ve vites kutusunun da bu oranla hızlanacağı için vites kutusu eğer ki belirli bir hızın üzerine çıkmış olursa fren sistemi sayesinde istenilen aralıklar da tutulmaya çalışılıyor hızın istenilen ayarlar da dengeli bir şekil de elektrik enerjisine dönüşebilmesi için istenilen aralıklar da tutuyor rüzgar türbinlerinde iki farklı fren sistemi bulunmaktadır birisi anlattığım gibi fazla hızlanmaların önüne geçebilmek için diğerleri ise şebeke bağlantısının kopması ve tüm acil durumlar da bütün sistemi durdurarak problemin büyümesini ilerlemesini engellemek için bulunmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Jeneratörü:

Rüzgar türbinlerinde bulunan jeneratörler mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirme prensibi ile çalışmaktadır diğer jeneratörlere göre rüzgar türbinlerinin jeneratörleri biraz farklıdır bunun sebebi ise jeneratörün salınımlı güç üreten kanatların dönmesi ile elektrik gücü üretmesinden kaynaklanmaktadır rüzgar türbinlerinin kanatları bir rotor yardımı ile jeneratöre bağlanmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Rüzgar ölçeri:

Rüzgar türbininin rüzgarı tam karşıdan almaları gerekmektedir enerji üretebilmeleri için rüzgarın tam karşıdan geliyor olması gerekmektedir tabi ki her zaman böyle bir şey mümkün olmadığı için rüzgar ölçer sayesinde rüzgarın şiddeti rüzgarın geliş yönü gibi değişik parametreleri bir kontrol ünitesine iletmektedir ilettiği bilgiler işlenip rüzgar türbinin kanatlarının yönü tam rüzgar karşıdan gelecek şekil de ayarlanmış olmaktadır rüzgar da ki dalgalanmalar ve konum değiştirdikten sonra ki yeni konumun da ki rüzgarın farklılığından dolayı rüzgar türbininin kanatları da bu yeni konumun rüzgar şiddeti ve yönüne göre kanatlar da bir kontrol ünitesi yardımı ile açılarını değiştirebilmektedir bura da ki asıl amaç rüzgardan olabildiğince çok fazla bir şekil de yararlanmak olmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Yüksek hız mili:

Mekanik frenin bulunduğu konum burasıdır herhangi bir acil durumda veya diğer frenlerin arızası çalışmaması gibi durumlara karşı konumlandırılmıştır yüksek hız mili dakika da ortalama 1500 devir dönebilmektedir ve jeneratöre gerekli olan gücün iletilmesin de rol oynamaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Düşük hız mili:

Rüzgar türbinin kanatlarının dönmesi ile harekete geçmektedir dakika da ortalama 20 60 aralığın da dönmektedir kanatların dönmesine bağlı olduğu için bu kadar yavaş dönmektedir isminden de anlaşılacağı üzere düşük hız mili kanatların hareketini vites kutusuna iletmektedir jeneratör için gerekli hıza da bura da ulaşmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Sapma sürücüsü:

Rüzgar ölçerin toplamış olduğu bilgilerin işlenip rüzgar türbinin dönmesini kanatların açılarının değişmesini gelen bilgiler doğrultusun da değiştirip rüzgar türbinin sürekli olarak rüzgarı tam olarak karşısına almasını sağlamak için kanatların dönmesini ve açısını değiştirmesini sürekli olarak sağlamaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Sapma motoru:

Sapma sürücüsünden gelen bilgiler doğrultusun da rüzgar türbininin rüzgarı tam olarak karşısına alabilmesi için makine bölümü kısmının hareketini ve kanatların rüzgarı tam karşıdan almalarını sağlayabilmek için kanatların açılarını değiştirme işlemelerini yapmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Vites kutusu:

Vites kutusunun bir tarafın da düşük hız mili bulunmaktadır diğer tarafında ise yüksek hız mili bulunmaktadır kanatların bulunduğu tarafta olan ve düşük hızlarda 20 60 dakika da dönen milden gelen hareketi içerisinde bulunan dişli çark sistemleri sayesin de yüksek 1000 1800 devirlere çıkarmayı sağlamaktadır 1000 1800 devir olmasının sebebi ise elektrik enerjisi üretilmeye uygun olan devir aralıklarının bu olmasıdır vites kutuları maliyet olarak bakıldığın da yüksek fiyatlı ürünlerdir günümüz de teknolojinin ilerlemesi ve gelişmesiyle birlikte düşük hızlarda da elektrik enerjisi üretebilen jeneratörler üzerin de çalışmalar yapılmaktadır.

Rüzgar Türbinlerinin Rotoru:

Kanatlar rüzgarı tam karşılarına alarak dönmeye başlarlar ve bu dönmeyi de jeneratöre iletebilmek için öncelikle kanatların merkezin de ki bulunan rotorun düşük hız miline bağlanması ile sağlanmaktadır rotor kanatların dönmesi ile sağladığı hareketi kendinden sonra gelen mile iletmektedir.

Rüzgar Türbinlerinin Yelkovanı:

Rüzgarın yönünü tespit eder ve toplamış olduğu bilgileri sapma sürücüsüne yönlendirir yelkovanın ölçtüğü değerler çok önemlidir çünkü rüzgar türbinlerinin rüzgarı tam karşılarına alabilmeleri için gereken bilgileri sapma sürücüsüne iletir ve rüzgar türbinimiz rüzgar olduğu sürece daima rüzgarı tam olarak karşıdan alabilir.

Rüzgar Türbinlerinin Kontrol ünitesi:

Rüzgar türbini üzerinde bulunan bütün elektronik mekanik parçalardan gelen tüm bilgileri biriktirir işler ve gerekli olan işlemlerin yapılabilmesi için geri bildirimler de bulunur bu saye de rüzgar türbinlerini durdurur veya harekete geçirebilir yen i teknoloji ile yapılmış olan rüzgar türbinlerinde rüzgar türbinin devreye girme süresi iki dört metre bölü saniye değerleri aralığındadır rüzgar türbininin devreden çıkma süresi ise yirmi beş otuz beş metre bölü saniye değerleri aralığındadır

Rüzgar Türbinlerinin Çalışma Prensibi:

Rüzgarın rüzgar türbinine tam karşıdan gelmesi ile rüzgar türbinimizin kanatları dönmeye başlamaktadır rüzgar türbininin kanatlarının dönmesi ile beraber rüzgar türbininin kanatlarına bağlı olan rotor da dönmeye başlamaktadır rotorun bağlı bulunduğu düşük hız mili de bu hareketlerle birlikte dönmeye başlamaktadır düşük hız milinin bağlı olduğu vites kutusu içerisin de bulunan dişli çark sisteminin harekete geçmesi ile rüzgar türbininin kanatlarından gelen hareket enerjisini yükseltiyor vites kutusu yükseltmesin de ki en büyük sebep jeneratörün elektrik enerjisi üretmek için gereken mekanik enerjiyi sağlamaktır vites kutusu düşük hızlı milden aldığı düşük hızı yükselterek yüksek hızlı mile yönlendiriyor yüksek hızlı mil vites kutusundan almış olduğu yüksek hızlı hareket enerjisini jeneratöre ulaştırıyor ve jeneratör mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmüş oluyor oluşan bu elektrik enerjisi kablolar yardımı ile rüzgar türbininin içerisinde bulunan akülere veya direk şebeke elektriğine iletiyor kablolar yardımı ile.

Rüzgar günlük olarak bazen saatlik hatta kısa sürelik için bile yön konum şiddetini değiştiriyor rüzgar türbinleri farklı açıdan konumdan şiddette gelen rüzgarı nasıl oluyor da alıyor ve bunu elektrik enerjisine çevirebiliyor. Aslında çok kolay ve küçük bir algılayıcı yardımı ile yapıyor bu işlemleri makine bölümünün üzerinde bulunan ve adı rüzgar ölçer ve yelkovan olan iki birleşik parça sayesinde bu bilgilere sahip oluyor rüzgar türbinimiz. Peki bunu nasıl yapıyor rüzgar ölçer rüzgarın şiddetini hesaplıyor ve rüzgar türbinimizin rüzgarı tam karşıdan alıp almadığını algılamış oluyor eğer rüzgar türbinimiz rüzgarı tam karşıdan alıyorsa bir sorun yok konum değiştirmeye gerek yok ama eğer ki rüzgar şiddeti azalmışsa ve gerektiği şiddeti ile esmiyorsa rüzgar bu kez devreye yelkovan giriyor şiddetli rüzgarın hangi konumdan geldiğini buluyor ve rüzgar türbinimizin yönünü değiştirmesi için sapma sürücüsüne bir bilgi gönderiyor ve sapma sürücüsü gelen bu bilgi doğrultusunda sapma motorlarını devreye sokuyor sapma motorlarının devreye girmesi ile birlikte rüzgar türbinimiz rüzgarı tam karşıdan almaya başlıyor ama bir eksik var rüzgar türbinimizin kanatları hala sabit duruyor sapma sürücüsünden sapma motorlarına giden bir sinyal ile rüzgar türbinimizin kanatları da açı sal olarak yer değiştiriyor ve rüzgarı hem tam karşıdan alıyor hem de tam verimlilik ile çalışabileceği kanat konumlarına ulaşmış oluyor.

Tabi her zaman rüzgar aynı şiddetle esmeyebiliyor bazen çok şiddetli esebiliyor eğer rüzgar türbinimizin kanatları gereğinden fazla ve hızlı dönmeye başlarsa rotordan sapabilir içerisindeki millere zarar verebilir dişli kutusunun içerisindeki dişli çarkları bozabilir kırabilir ve daha bir çok soruna yola açabilir bu hem maliyeti hem de tamir onarım masraflarını arttırır bunların önüne geçebilmek için bir frenleme sistemi yapılmıştır hem hidrolik bir fren sistemi hem de mekanik bir fren sistemi bulunmaktadır eğer ki olası bir arıza durumunda hidrolik fren çalışmadığı zamanlar da ya da mekanik fren sistemi yardımı ile tüm sistem durdurula bilinecektir peki bu fren sistemlerinin tek özelliği arıza durumlarında kullanılması mı? Tabi ki de değil rüzgarın her zaman aynı şekil de esmediğini bazen çok şiddetli esebildiğinden de bahsetmiştim işte bu gibi rüzgarın çok şiddetli estiği durumlarda rüzgar türbininin kanatlarının çok hızlı döneceği durumlar da vites kutusu ile yüksek hızlı mil arasında bulunan bu fren sistemleri rüzgar türbininin kanatlarını millerini ve bunların hareketini kısmen veya tamamen durdurması veya rüzgar türbininin kanatlarının hızını istenilen değerler aralığında tutabilmek için rüzgar türbininin kanatlarını milleri ve sistem içerisin de ki diğer hareketli parçaların tamamını istenilen değerler de tutma işlemini yapmaktadır.