Asmaz Enerji İletişim İnşaat
Ana Sayfa İletişim English

Ana Sayfa > Faaliyet Alanları > Enerji > Rüzgar Enerjisi

Rüzgar Enerjisi

Rüzgar EnerjisiRüzgar enerjisi binlerce yıldan beri tahıl öğütmek, su pompalamak amacıyla ve diğer mekanik enerji uygulamalarında kullanılmaktadır. Küresel olarak, günümüzde bir milyondan fazla yel değirmeni bulunmaktadır ve bunlar genel olarak su pompalamak amaçlı yapılmıştır. Rüzgar bu amaçlara yönelik kullanılmaya devam edecektir ve aynı zamanda rüzgar enerjisi geleneksel elektrik üretim formlarının sebep olduğu kirlenme problemi oluşturmadan küçümsenmeyecek miktarlarda elektrik enerjisi üretebilecek bir araç olarak da kullanılacaktır.

Rüzgardan elektrik enerjisi üretme çabaları 19. yüzyılın sonlarında başlamıştır. Rüzgarın bir enerji kaynağı olarak kullanımı kütle halindeki hareketli havanın içerisindeki gücün şaft enerjisine dönmesi ile gerçekleşir. Değişim süreci, şaft üzerinde bir kuvvet yaratmak için havanın aerodinamik direncini kullanmaktadır. Bunun sonucunda da daha sonra elektrik enerjisine çevrilen mekanik enerji oluşmaktadır.

Rüzgar enerjisinin ekonomisi

Rüzgardan elektrik enerjisi üretip satmanın diğer işlerden pek farklı bir yanı yoktur. Ekonomik olarak geçerli olabilmesi için, diğer işlerde de olduğu gibi elektrik üretim maliyeti satış fiyatını aşmamalıdır. Genel olarak, rüzgar enerjisi projelerinin ekonomik anlamda onaylanabilmesi için iki önemli faktörü göz önünde bulundurması gerekmektedir. Bunlardan birincisi teknik faktörler, ikincisi ise finansal maliyetidir.

Teknik Faktörler

Rüzgar türbinleri ne kadar verimli olursa kWh başına maliyet o kadar düşük olur. Verimlilik: (a) bölgenin rüzgar durumuna, (b) bölgenin büyüklüğüne (c) rüzgar türbinlerinin hazır bulunmasına ve (d) rüzgar türbinlerinin düzenlenme biçimine bağlıdır.

  1. Eskiden Değirmen amaçlı kullanıldığı için Yel Değirmeni olarak adlandırılan Rüzgar Değirmenleri, fonksiyonel olarak buhar ve gaz türbinlerine benzediği için günümüzde rüzgar türbinleri olarak, adlandırılmaktadır. Bunlar aynı zamanda rüzgar enerjisi dönüştürme sistemi, rüzgar jeneratörleri ya da hava jeneratörleri olarak da adlandırılır.
  2. Elektrik fiyatına sadece üretim maliyeti dahil olmayıp, buna enerji sübvansiyonları ve vergiler de dahildir.

Rüzgarın arada bir kesilme ihtimali bulunmaktadır ve rüzgarın esme durumu coğrafya ve topografyadan oldukça fazla etkilenmektedir. Bir anlık rüzgar hızı ile mevcut enerji arasında zıt bir ilişki bulunmaktadır. Ancak, enerji türbinlerinden çıkan enerji miktarı, saniyede 7-10 metre civarında olan yıllık ortalama rüzgar hızı (AMWS) ile paralel olarak artmamaktadır. Ortalama rüzgar hızı arttıkça, türbindeki kontrol sistemi enerji üretiminik ısıtladığı için rüzgardaki enerjinin büyük bir kısmı dağılmaktadır. Tipik olarak, saniyede AMWS?si 8 metre olan bir sitede, aynı türbinlerle AMWS?si saniyede 6 metre olan bir siteden % 80 oranında daha fazla enerji üretmesi beklenir. Bu durumda yatırım masrafları yakın ölçülerde ise, yüksek üretim genel maliyeti düşük seviyelerde tutacaktır.

Rüzgar türbinleri, değişik miktarlarda enerji üretecek şekilde geliştirilmektedir. Avrupa'daki rüzgar çiftliklerinin tipik boyutu 500'1.500 kW arasındadır. Geniş çaplı bir elektrik enerjisi üretimi, ortalama 20 adet rüzgar türbini gerektirmektedir. Bunların da ekonomik kullanımı açısından gruplandırılması ve işletimi kolaylaştırması gerekmektedir.

Geniş rüzgar çiftlikleri daha ekonomiktir ve 3 Mw'lık bir sistem enerjinin kWh'sini 5.9 cent'e üretmesine rağmen, bütün koşulların aynı olduğu bir durumda boyut olarak 51 MW?lık4 bir sistemin üreteceği enerjinin kWh başına maliyeti 3.6 cent olarak gerçekleşecektir. Türbinler, performanslarını kabul edilebilir bir seviyeye indirecek olan etkileşimin sonuçlarını düşürmek için genelde 5 ila 10 silindir çapı aralıklarla yerleştirilirler5.

600 kW?lik tipik bir türbinin net üretimi, örneğin (a) AMWS?si saniyede 7 metre olan ve denizden yüksekliği 45 metrede olan bir bölgede yılda 1.600 MWh enerji ürettiği (b) AMWS?si saniyede 10 metre olan ve denizden yüksekliği 45 metrede olan bir bölgede yılda 2.750 MWh enerji ürettiği şeklindedir.

Türbinler, ömürleri 25 yıl sürecek şekilde tasarlanmıştır, ancak modern türbinlerin işletim becerisi 15 yıl ile sınırlıdır. Modern türbinlerin kullanışlığı % 97 ile % 99 arasında değişmektedir.

Rüzgar enerjisinin teknik yönleri hususunda Avrupa Rüzgar Enerjisi Derneği'nin (EWEA) yayınlarından daha fazla detay elde edilebilir: Avrupa'da Rüzgar Enerjisi Geliştirmenin En İyi Uygulama Prensipleri, ve Avrupa'da Rüzgar Enerjisi Tespitleri.

Finansal Faktörler

Genel olarak rüzgar enerjisi finansa oldukça bağımlıdır. Bu da şu anlama gelir ki, rüzgar enerjisinin ekonomik bir şekilde sürekliliği, ödünç alınan kaynağa uygulanan faiz oranlarına veya yatırım yapılan sermayeden beklenen orana ve projede kullanılmak üzere alınan kaynağın kaç yılda geri ödeneceği ile çok yakın ilişkilidir. Genel olarak, kısa bir geri ödeme dönemi ve yüksek oranda faiz uygulanması, üretilen enerjinin kWh başına maliyetini yükseltmek zorunda bırakır.

  1. Üretilen elektriğin maliyet ölçeği ($ per kWh) toplam maliyetin şimdiki değerinin ($) üretilen elektriğe bölümüyle elde edilir(kWh).
  2. 20 türbinli rüzgar çiftliği yaklaşık 3 to 4 km2 'lik bir alan kaplar.

Finansal FaktörlerKamu yetkilileri genelde kaynağın rüzgar türbininin işletim ömrü süresince ödenmesini isterler. Buna karşılık, özel sektör yatırımcısı türbinin ömrünü baz olarak almadan kredi verme şartlarına göre daha erken geri ödenmesini istemek zorundadır. Bununla birlikte, kamunun uygulayacağı faiz oranları, özel sektörün uygulayacağı oranlar ile aynı olmayacaktır.

Rüzgar enerjisinin maliyeti yakıt maliyetini içermediği için (Yakıtsız çalışmaktadır), gelecekteki yakıt fiyatlarına bağımlı olan yakıt tüketen enerji üretim tesisleri ile karşılaştırıldığında, rüzgar enerjisinin maliyeti gerçek maliyetine oldukça yakın bir şekilde hesaplanabilmektedir. Hiçbir yakıt maliyeti sözkonusu olmadığından dolayı, projeye bir defa yatırım yapıldıktan sonra, sürekli tekrarlanan maliyetler arasında yalnızca işletim ve bakım maliyetleri bulunmaktadır. Genel olarak, yüksek veya artan yakıt maliyetleri rüzgar enerjisi gibi yakıt maliyet sistemlerine hiçbir katkısı yoktur, hatta sabit veya düşen yakıt fiyatları rüzgar enerji sitemleri için daha olumsuz bir tablo oluşturmaktadır. Rüzgar türbinlerinin kurulması oldukça hızlı ve kolaydır ve böylelikle, inşaat aşamasında yüksek miktarlarda faize maruz kalmadan enerji üretimine geçilebilmektedir.

Rüzgar türbinlerinden elde edilen enerjinin maliyeti de bölgeden bölgeye değişiklik göstermektedir. Bundan dolayı, yalnızca büyük farklılıklar gösterebilen belirli maliyet verilerini sağlamak mümkündür. Makul bir şebekeye giriş ortamı ve şebeke bağlantısı ile 600 kW?lik tipik bir İngiliz rüzgar türbininin yatırım maliyeti 1996 yılının fiyatları ile 450.000?480.000 £ arasındadır. Şebekeye girme ihtimaline ve şebekeye yakınlığına göre, bazı bölgelerde rüzgar türbini kurmak, diğerlerine göre daha pahalıya mal olabilir. Bu durumda, 1996 fiyatlarına göre, sürekli maliyetler yıllık 12000?18000 £ arasındadır. Bu miktarın % 50 ila % 75?i civarını işletim ve bakım maliyetleri, yıllık maliyetlerin geriye kalan kısmını ise, mahalli oranlar, arazi kirası, sigorta ve reaktif enerji ücretleri oluşturmaktadır.

EWEA9?ya göre bir türbinin maliyeti, 1998 yılının fiyatları ile, yüklenen enerjinin kW?i başına 600 ila 900 Euro civarındadır. Sitenin hazırlanması ve inşa edilmesi ile ilgili dolaylı maliyetler kW başına 200?250 Euro arasında değişmektedir. Dolayısıyla, kW başına toplam yatırım masrafı 800 ila 1.150 Euro arasında bulunmaktadır.

Amerika Rüzgar Enerjisi Derneği (AWEA), konumu iyi sitelerde, kWh başına maliyetin ortamı 3?6 cent arasında değiştiğini tahmin etmektedir. Bu tahminde ABD federal üretim vergi (PTC10)11 kredisi göz önünde tutulmamıştır.

Türbin teknolojisi geliştikçe rüzgar enerjisinin maliyeti inanılmaz bir şekilde düşmektedir. İngiltere Enerji Teknolojisi Destek Birimi?nin (ETSU) tahminlerine göre, rüzgar enerjisinin maliyeti düşmeye devam edecektir ve zaman geçtikçe performansı artacaktır. Sonuç olarak, 1996 yılındaki rüzgar enerjisi maliyetlerine kıyasla 2010 yılında % 75 oranında

  1. Fosilsiz Yakıt Yükümlülüğü?nde belirtilen maliyet verilerine dayanmaktadır .
  2. PTC (1.5 cents / kWh) yeni çalışmaya başlamış rüzgar çiftliğinde ilk 10 yıl için uygulanır. Bu maliyet, tahmini çalışma ömrü 30 yıl olan bir rüzgar çiftliği için 0.7 cents/ kWh ?a kadar düşebilir.
  3. Bunun için değişik sebepler vardır: (1) Teknoloji ilerledikçe rüzgar türbinlerinin maliyeti düşer ve üretim sayısı artar; (2) Yeni dizaynlar daha verimlidir; ve (3) Daha geniş turbin üretimine doğru bir eyilim vardır ki, bu yapının maliyetini düşürür costs, ve az turbin aynı çıktıyı sağlar. (tarihi trendlere göre) veya 2025 yılına kadar % 70 oranında (Pazar gelişimi, deneyim ve yenilik aracılığıyla gerçekleşen gelişmelere göre) düşeceği tahmin edilmektedir.
    ABD?de rüzgar enerjisinin şu andaki maliyetinin, 2006 yılına kadar % 35 ila % 40 civarında düşeceğinin tahmin edilmektedir13. Ortalama global fiyatların ise, özellikle miktar olarak fazla üretimin ekonomik oluşundan ve daha gelişmiş türbin tasarımlarından dolayı, kWh başına 0.027?0.031 cent gerileyeceği tahmin edilmektedir14. Aynı zamanda, yatırımcılar (kredi veren kuruluşlar) teknolojiye güvenmeye başladıkça, rüzgar enerjisi sitemlerinin finansman maliyeti de düşecektir.
  4. Chapman, J., S. Wiese, E. DeMeo and A. Serchuk (1998) Rüzgar Gücünün Genişletilmesi: Amerikalıların bunu satınalmaya gücü yeter mi?, Araştırma Raporu No. 6, Yenilenebilir Enerji Projesi, Washington, DC.
  5. BTM Danışmanlık (1999) ?Küresel Rüzgar Enerjisi Başlangıçları?, COP4'de sunulan rapor, Buenos Aries, Kasım 1998.