İstanbul Teknolojik Araştırma Geliştirme Ltd

wind turbine without propeller

ARGELERİ VE KÜÇÜK ÖLÇEKLİ DENEMELERİ BİTMİŞ BU İNOVASYONUMUZUN, ULUSAL PATENT MÜRACAATLARI YAPILMIŞ, ORTA ÖLÇEKLİ ÇALIŞAN TEST MODELLERİ İMALATINA BAŞLANMIŞTIR.

A- without propeller,

B- high efiicient,

C- low cost and easy to manufacture

D- Unused energy stored as pressured hydrolic and continue to produce energy during low-wind or no-wind periods

Bu buluş, rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi üretmekte gerçek bir devrimdir. Aşağıda ayrıntılı olarak teknolojimizin fark ve üstünlükleri yarı akademik bir üslupla anlatılmaya çalışılmaktadır.

Our motto is “technology is the correct one if it's simple and natural”

TECHNICAL DESCRIPTION;

Current wind turbines has got horizontal or vertical axis subtypes to convert mechanical energy to electrical energy. There a lot of design, application and patents on vertical axis wind turbines. Savanois, Darrieus and H-type

En yaygın düşey akslı türbinler savanois tipi, Darrieus tipi ve - H - tipi türbinleridir. Bu türbinler; yön seçmeme, makine aksamlarının aşağıda olması gibi üstünlüklerine rağmen, verim düşüklüğü ve fırtınalara mukavemetsizlikleri dolayısıyla yaygın değildir. Rüzgâr karşılama yüzeylerinin rüzgârla aynı istikamette dönerek hareket etmesi nedeni ile rüzgâr etkin hızları önemli ölçüde düşer. Düşey akslı bu türbinler bu sebeplerle Dünya’da Kanada ve Kaliforniya da birkaç ciddi uygulama dışında çok az tercih edilmişlerdir. Tekniğin bilinen durumlarında çok yaygın olarak, kule, makine dairesi (nacelle) ve üç kanatlı pervanesi olan yatay akslı türbinler kullanılmaktadır. Yüksek teknolojili, akıllı ve sade sistemler olmalarına, pervane çapı kadar büyük rüzgâr enerjisi süpürme alanına sahip olmalarına rağmen, bazı problemleri nedeniyle azametlerine ve tesis maliyetlerine yaraşır ölçüde ve düzenli elektrik enerjisi üretemezler. Tekniğin bilinen durumlarındaki pervaneli rüzgâr türbinlerinde tespit edilen problemler maddeler halinde şunlardır.

1-) Çok büyük kanat, makine dairesi ve kulenin üretimindeki kalıplar, vinçler, donanımlar ve atölyeler de çok büyük olduğu için, İmalatı zor ve pahalıdır.

2-) Büyük türbin parçalarının ülkeler arası nakli ve yolu iyi olmayan kırsal alanlara nakli zor ve pahalıdır.

3-) Büyük ölçekli ve ağır parçaların taşındığı rüzgârlı bölgelerde montajı da zor ve pahalıdır.

4-) Tüm teknik donanımlar kulenin tepesinde olduğu için tamir, bakım ve parça değişimleri zor ve pahalıdır.

5-) En çok ihtiyacı olan geri kalmış ve fakir ülkeler, bu türbinleri yüksek teknolojili olduğu için üretemiyorlar. Çünkü pervane ve makine dairesi yön sensörleri ile rüzgâr yönüne servo kontrollü hidrolik motorlarla döndürülürler. Kanat karşılama açıları ve kanat pich açıları kontrolleri de mikro işlemcilerle denetlenir. Son zamanlarda rotor milleri çok kutuplu düşük turlu özel alternatörlere direk bağlanmakta ve dişli kutusundan tasarruf edilmektedir. Kanatlarında kaldırma ve sürükleme güçlerinin (lift and drag forces) maksimize edilmesinde havacılık endüstrisinde kullanılan naca profilleri kullanılması, Alternatörlerin şebeke bağlantı ve yüke iştiraki elektronik kontrolleri vs, gibi birçok ileri teknoloji kullanmaları, temiz enerjinin dünyada çok yaygınlaşmasının önünde büyük problem teşkil etmektedir.

6-) Performans katsayısı düşüklüğü problemi: Pervane süpürme alanından geçen rüzgâr enerjisinin, pervane kanatları tarafından ne oranda yakalanarak mekanik enerjiye çevrildiğini gösteren katsayıya performans katsayısı denir. Birçok türbin pervanesinin performans katsayısının hala 0.1 ile 0.3 arasında olması, pervane süpürme alanından geçen rüzgarın taşıdığı kinetik enerjinin en az %70 inin boşa gitmesine neden olmaktadır. Bu problem, hem rüzgâr enerji birim maliyetini, hem de türbinin kendini geri ödeme (amortisman) süresini artırmaktadır.

7-) Kapasite faktörü problemi: Yıl boyunca türbinin ürettiği toplam elektrik enerjisinin, toplam zamana bölümü ile elde edilen bu oran, tesisin kurulu kapasitesinin hangi oranda kullanılabildiğini gösteren çok önemli bir çarpandır. Birçok rüzgâr enerji tesisinin kapasite faktörü, hala % 15 - % 45 arasındadır. Performans katsayısının ortalaması olan 0.2-ile, kapasite faktörü ortalaması olan 0.3-ün çarpımından çıkan 0.2x0.3=0.06 rakamı, yıllık toplam efektif verimin %6 civarında olduğunu gösterir. Daha somut bir ifade ile pervaneli rüzgâr türbinleri ortalama bir yılda toplam 365x0.06=yaklaşık 22 gün, süpürme alanından geçen rüzgâr kinetik enerjisinin tamamını yakalamış ve kurulu gücü kadar kesintisiz elektrik enerjisi üretmiş ve diğer 343 gün tamamen kapalı kalmış demektir.Halen kurulmuş olan ve kurulacak olan pervaneli rüzgâr türbinlerinin çok büyük bölümü bu durumdadır.

8-) Büyük bölümü (Cut-in speed) 3.5 ila 5 m/sn. rüzgârda çok az enerji üretmeye başlarlar. Verimli oldukları rüzgâr hızları yüksektir.Bu problem, hem üretilen enerji birim maliyetini artırır, hem de tesisin amorti süresini uzatır. Bu yüzden rüzgâr hızı az ve orta şiddette olan çok sayıda rüzgâr sahası fizıbıl olmadığı gerekçesi ile atıl durumdadır.

9) Hızlı rüzgârlarda, üretime ara verme (Cut-out speed) problemi, de toplam kapasite faktörünü düşürür.

10-) Güç üretiminin tamamen rüzgâr hızına endeksli olma problemi: Rüzgâr enerjisi süreklilik bakımından zaten tercih edilmeyen bir enerjidir.Rüzgâr hızı fazla iken, fazla mekanik enerjiyi rezerve edebilen ve rüzgâr hızı düştüğünde ya da rüzgâr hiç esmediğinde rezerve ettiği mekanik enerjiyi kullanabilen bir teknoloji ve sistemleri yoktur. O nedenle de kesintisiz güç kaynakları gibi rezerve enerjisi bitene kadar kesintisiz ve düzenli elektrik enerjisi üretemezler.

11-) Her rüzgâr türbini kendi jeneratörü ile müstakilen enerji üretir ve interkonnekte sisteme enerji şarjını kendi transformatörüyle yapar.Tekniğin bilinen durumlarında birçok türbin mekanik enerjilerini asla birleştiremezler.Tek büyük jeneratör ve tek büyük trafo kullanarak toplam maliyet düşürme imkânları yoktur. Örneğin; aynı rüzgâr sahasındaki 50 adet 1MW rüzgâr türbini mekanik enerjilerini bir merkezde toplayıp, 50MW lık tek ve büyük bir elektrik jeneratörüyle üretim yapıp tek bir transformatörle elektrik şebekesine bağlanamazlar.

12) 20MW. lık büyük güçlü tek ünite rüzgâr türbini üretimi bilinen tekniklerle hala çok zordur.

13-) Pervaneli bilinen türbin sistemi teknolojik gelişmelere çok açık değildir.Zaten yüksek teknolojidir ve yıllardır prensip değişmemiştir. Bu güne kadar ancak detayda performans ve kalite artırmaya yönelik küçük iyileştirmeler yapılabilmiştir.

14-) Pervanelerin enerji üretimi için, daima rüzgâr esiş yönüne döndürülme problemleri vardır.

15-) Türbülanslarda enerji üretemezler ve kanatların kuleye çarparak parçalanma riskleri ve problemleri vardır.

16-) Arka arkaya dizilmiş türbinlerde öndeki türbin, arkadaki türbinin enerji üretimini türbülatif etkiler nedeniyle kayda değer biçimde azaltır. Bunu en aza indirmek için rüzgâr yönü sık değişmiyorsa yan yana türbinler arası mesafe 2xD (D= pervane çapı), ön sıra ile arka sıra arası mesafe de 7xD kadar açıklık olmalı, rüzgâr yönünün sık değiştiği durumlarda bu mesafe 10xD ye kadar çıkar.Bu nedenle rüzgâr sahasına çok sayıda rüzgar türbini tesis edilemez ve rüzgar sahasını ekonomik kullanamazlar.

17-) Yakınlardaki yerleşim birimlerine ses kirliliği yaparlar.

18-) Pervane kanat uç hızları saatte100KM.nin üstünde olduğu için, bölgedeki kelebek, arı ve kuşlara, çarparak ölümlerine neden olurlar.

19-) Anahtar teslimi KW başına tesis maliyeti fiyat ortalaması 900 -1500 euro/KW. Tır. Bu nedenle birçok ülkede iş adamları için rüzgâr türbin tesis yatırımları teşvik olmazsa hala fizibl değildir.

Sonuç olarak bilinen teknikte, rüzgârı orta ve zayıf olan rüzgâr sahalarından fakir ülkeler de dâhil bütün dünya yararlanamıyor.Daha ucuza ve fazla yararlanabilmesi için tekniğin bilinen durumunda köklü değişiklikler yapılması gerektiği rakamlarla ortadadır.Daha düşük teknoloji ile kolay imal edilebilen, daha kolay taşınan ve kolay monte edilebilen, daha ucuza malolan, daha pratik, daha çok ve kesintisiz enerji üretecek bir yenilik yapılması gerektiği 19 madde ile tespit edilen teknik problemlerden anlaşılmaktadır.

Gerçekleştirilen bu buluşla, rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi üretimi teknolojilerinde, enerji rezervasyonunda, kesintisiz enerji üretiminde vs. yeni mantıklarla, yeni konstrüksiyonlarla, devrimsel, radikal çok sayıda değişiklik gerçekleşmiştir.Birçok şey ters yüz edilmiş ve yeni nesil rüzgâr enerji üretim teknolojileri serilerinin de önü açılmıştır. Gerçekleştirilen bu buluşla, yine tekniğin bilinen durumunda tespit edilen 19 problemin büyük bölümü tamamen ortadan kalktığı gibi ayrıca birçok üstünlük ve avantajlar elde edilmiştir.

Bu buluşla, önceki tekniğin problemlerinin çözümleri ve sağlanan ilave avantajlar sırasıyla şöyledir:

1- Pahalı ve zor imal edilen büyük kule, küçük parçalardan ve yerinde kaynatılarak çok kolay imal edilebilir hale gelmiştir.Büyük pervane yerine rüzgâr hızı arttıkça orantısal ve mekanik olarak rüzgâr alın yüzeyini küçültebilen düz yüzeyler oluşturulmuştur. Pervanenin görevini, rüzgârı karşılayan alanlarını otomatik olarak regüle edebilen, bütünleşmiş hücreli bu basit mekanizmalar yapmaktadır. Böylece rüzgâr enerjisini toplayan bütünleşmiş hücreli yüzeyler de, küçük parçalardan, ucuza, çok kolay ve yerinde imal edilebilmektedir.

2- Büyük parça olmadığı için nakliyesi de çok ucuz ve kolay hale gelmiştir. Küçük parçaların, yolu olmayan dağların tepelerine katır sırtında ucuza ve kolayca nakli mümkün hale gelmiştir.

3- Rüzgârlı bölgelerde küçük parçalarla montaj da çok kolay ve ucuz hale gelmiştir.

4- Kule tepesindeki makine dairesindeki (nacelle) cihaz ve jeneratör vs. tüm donanımlar, gerçekleştirilen bu buluşla toprak seviyesine taşındığı için, her türlü tamir, bakım, parça değiştirme vs. ucuz ve kolay hale gelmiştir. 

5- Rüzgâr enerjisini yakalama, rezerve etme ve elektrik enerjisine dönüştürme mantığı tamamen değiştiği için, pervane ve tüm donanımları, pich kontrol sistemi, fren sistemi gibi birçok imalatı ileri teknoloji isteyen mekanizmalara ihtiyaç kalmamıştır.Böylece, en çok ihtiyacı olan geri kalmış ve fakir ülkelerin kolaylıkla üretebileceği düşük teknoloji haline gelmiştir. 

6- Pervane yerine kullanılan bütünleşmiş hücreli regüler alın yüzeylerle, en düşük hızlı rüzgârda en büyük alın yüzey, en hızlı rüzgârda en küçük alın yüzey otomatik sağlanmıştır. Böylece çok düşük rüzgâr hızlarında en büyük rüzgâr karşılama yüzeyi ile yüksek mekanik verim, en yüksek rüzgârlarda da normal üretim verimi otomatik sağlanmıştır. Böylece birçok üstünlüğe ilaveten, performans katsayısı da çok yükselmiştir.

7- Yüksek hızlı rüzgârlarda enerji üretimine ara vermeyip mekanik enerji rezervasyonu ve normal düzeyde enerji üretimi devam ettiği için kapasite faktörü çok yükselmiştir.

8- Enerji üretmeye başlama rüzgâr hızı eşiği (Cut-in speed) 2 ila 2.5mt/sn. lere çekilmiştir.Böylece daha düşük güçlü rüzgarlardan daha verimli enerji üretimi sağlanmış ve tesisin amorti süresi çok kısalmıştır.

9- Yüksek güçlü rüzgârlarda (Cut-out speed) tamamen devreden çıkmayıp, enerji üretmeye devam edebilmeleri sağlanmıştır.Böylece toplam verim ve kapasite faktörü yükselmiştir.

10- Enerji üretimi tamamen rüzgâr hızına endeksli olmaktan kurtarılmıştır. Rüzgâr mekanik enerjisi direk jeneratöre verilmeyip, önce yüksek verimde basınçlı hidrolik enerjiye çevrilmiştir. Sonra da yüksek basınçlı hidrolik enerjinin, büyük miktarlarda rezerve edilebilmesi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Bu yüksek basınçlı hidrolik enerji rezervasyon teknolojimiz, rüzgardan verimli mekanik enerji üreten sistemle entegre edilmiştir.Böylece elektrik enerjisi üretimi, daima büyük miktarlı bu hidrolik enerji rezervasyonundan olduğu için, rüzgâr hızı çok düşünce veya tamamen kesilince, kesintisiz güç kaynaklarında olduğu gibi, kesintisiz elektrik enerjisi üretimi sağlanmıştır.Böylece rüzgârdan elde edilebilecek maksimum teorik güç olan (% 59.3) betz katsayısı sınırları, bu buluşla efektif toplam güç üretimine rezervin girmesi nedeni ile bağlayıcı olmaktan çıkmıştır.Rezerv kapasitesini büyük sınırlarda büyütmenin önündeki tüm teknik engeller de, devrimsel bir şekilde kaldırılmıştır.

11- Aynı rüzgâr sahasındaki çok sayıda rüzgâr jeneratörünün mekanik enerjilerini hidrolik enerji rezerv sisteminde tek merkezde kolaylıkla birleştirmek çok kolay hale gelmiştir. Böylece çok sayıda rüzgâr jeneratörünün rezervli hidrolik enerjileri toplanarak, büyük bir hidrolik motor jeneratör grubuna verilerek, kesintisiz elektrik enerjisi üretimi sağlanmış ve toplam tesis maliyeti çok düşmüştür.

12- Bu buluşla, tek ünitede 20 MW. Gibi büyük güçlü ve kesintisiz rüzgâr türbinleri, kolay imal edilebilmektedir.

13- Bu buluşla, yeni bir mantık, yeni bir konstrüksiyon, yeni hidrolik açınımlarla sınırsız faydalı modele ve yeniliklere kapılar açılmıştır.

14- Bu buluş, sistemin rüzgâr yönüne çevrilme zorunluluğunu ve çevirme mekanizmalarının tamamını kaldırmıştır.

15- Her yöne ve her çeşit hava hareketinden, hatta türübülanstan bile mekanik enerji üretimi sağlanmıştır.

16- Arka arkaya dizilmiş türbinlerde birbirini etkileme oranı düşürülmüş ve rüzgâr sahası çok daha ekonomik hale gelmiştir.

17- Yakınlardaki yerleşim birimlerine ses kirliliği yok denecek kadar azalmıştır.

18- Pervane olmadığı için, sistemde kelebek, arı, kuşlara, vs. çarpacak yüksek hızlı bir parça da kalmamıştır.

19-Toplam anahtar teslimi tesis maliyeti bu kadar üstün özelliklere rağmen,300 ila 500 Euro/KW gibi, yaklaşık üçte bire düşmüştür. Bu nedenle birçok iş adamı için rüzgâr türbin tesis yatırımları hiçbir teşvik olmazsa bile çok fizibl hale gelmiştir. Yenilenebilir enerjileri fakir ülkelerin bile kullanabilmesinin önündeki mali problemler de ortadan kalkmıştır.

Rüzgâr enerjisi düzenli olmadığı için zaten fazla tercih edilmeyen bir enerjidir.Ayrıca tesis maliyetlerinin hala yüksek olması, yüksek teknoloji ile üretilmeleri ve her yerde kurulamayışları, yaygınlaşmasının önündeki diğer engellerdir.Ne yazık ki insanlık yenilenebilir enerjilere her zamankinden daha muhtaçtır.Yenilenebilir olmayan enerjiler üretme kredi ve lüksümüzü kaybettik.Bu buluşu gerçekleştirirken tekniğin bilinen durumları taranmış ve bilinen teknolojilere ait hiçbir uygulama ve bilgi kalıbı kullanılmamıştır.

Böylece dünyanın birçok yerinde uygulanabilir, fizibl, düşük teknolojili, yüksek verimli, yenilenebilir ve kesintisiz rüzgar enerji türbinleri kurulabilecektir.

Bu teknolojimizi, bir an evvel önce ülkemize sonra da insanlığa kazandırmak istiyoruz. Bunun için ciddi görüşmelere açığız.

Çünkü dünyanın yenilenebilir enerjilere ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. İnsanlık yenilenebilir olmayan enerji üretme kredisini fazlası ile kullanmıştır. Artık doğadan ve doğal olmayan enerji üretme lüksümüz kalmamıştır.

Telephone:

+90 (216) 388 67 42

Fax.:

+90 (216) 388 67 43

e-mail:

info@turkrd.com

Web:

www.turkrd.com
www.turkrd.net

Adress:

Eski Bağdat cd. Gençarslan ap. No:9 D:8 Altıntepe-İstanbul-Türkiye