Mühendislik harikası rüzgâr türbinlerinin neredeyse hepsi üç kanatlı olarak tasarlanır. Peki neden iki ya da dört değil de üç kanat tercih edilir?
Rüzgâr gücüyle hareket ederek jeneratörün rotor milini döndüren kanatlar, havanın kinetik enerjisini mekanik enerjiye, sonrasında da elektrik enerjisine dönüşmesini sağlar.
Üç kanatlı tasarım, enerji verimliliğini artırmada oldukça önemlidir. Verimliliğin yanı sıra maliyet, gürültü seviyesinin düşük olması ve dayanıklılık faktörleri de dikkate alınmıştır.
Kanatların bir tarafı düzdür, öteki tarafı ise dışa doğru kavislidir.
Tayyare kanatlarına benzer bir yapıları vardır. Bu aerodinamik tasarım yardımıyla rüzgâr, kanadın kavisli kısmında daha uzun mesafe kaydederek daha süratli hareket eder. Kavisli kısımdaki tazyik düz taraftakine gore daha çok olur, bu da kuvveti artırarak kanatların daha iyi dönmesini sağlar.
Bu sistemler her 120 derecelik dönüş ile elektrik üretimi için lüzumlu torku oluşturur.
Üçten fazla kanat olursa kanatlara daha çok rüzgâr çarpar fakat dönme sayısına bir tesiri olmaz. Sayı arttıkça her kanat aşağısındaki kanadın rüzgârını engeller. Dönüş hızının yavaşlamasına neden olacağı için elektrik üretimi de daha azca olur. Bu da enerji verimliliğini düşürür.
Fazla kanat verimsizse peki neden tek kanat ya da iki kanat tercih edilmiyor?
Tek kanat olsaydı daha süratli bir dönüş sağlanırdı fakat bu, denge ve gürültü problemlerine neden olurdu.
İki kanat aslına bakarsak daha verimlidir fakat bu türbinlerde dengeyi sağlamak ve elektrik üretmek için hususi amortisörler ve hususi olarak tasarlanmış hub gerekmektedir. Bu durum maliyeti artırdığı için tercih edilmez.
Ek olarak çift sayı yerine tek sayı tercih edilmesi de önemlidir.
Çift sayıda olursa dönüş esnasında kanatlardan biri en tepedeyken, biri en alt konumda (türbinin direğiyle aynı hizada) bulunur. Bu şekilde bir durumda tepedeki kanada alttaki kanattan daha çok rüzgâr gücü uygulanır.
Şu sebeple rüzgâr türbininin ayağı, havanın alttaki kanat etrafındaki hareketini negatif etkisinde bırakır. Kanatlar dikey konumda ileri-geri hareket ederek türbinin dengesini bozardı. Tek sayıda olunca bir çarkta olduğu şeklinde denge sağlanır.
Özetle; üç kanatlı tasarım yardımıyla enerji verimliliği, dayanıklılık, denge, gürültü seviyesi en verimli haline getirilir.
Kaynaklar: TÜBİTAK, Mühendistan
İLGİLİ HABER
Elektrik İthal Etmek Zorunda mıyız? İşte Dört Bir Yanında ‘Yeller Esen’ Türkiye’nin Rüzgar Türbini Haritası…