2.1 Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yenilenebilir enerji dünya var oldukça devam edeceği düşünülen bitmeyen bir enerjidir. Çevreye zararının olmaması dışa bağımlı olmaması gibi nedenlerden dolayı oldukça önemlidir. Bazılarının eldesi oldukça kolay fakat bazılarının eldesi oldukça zordur. Rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, jeotermal enerji, biokütle enerjisi, hidrojen enerjisi ve dalga enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarına örnektir. 2.1.1 Rüzgâr Enerjisi Rüzgâr gücü kullanımı, Asya’dan Avrupa’ya 10.yuzyıl civarında geçmiştir. Rüzgâr enerjisi, rüzgârı oluşturan hava akımının sahip olduğu hareket(kinetik) enerjisidir. Rüzgâr gücünden yararlanılmaya başlanması çok eski dönemlere dayanır. Daha sonra tahıl öğütme, su pompalama, ağaç kesme işleri için kullanılmıştır. Günümüzde ise elektrik üretmek amacıyla kullanılmaktadır. Fosil nükleer ve diğer yöntemlerde atmosfere zararlı gazla salınmakta bu gazlar havayı ve suyu kirletmektedir. Rüzgârdan enerji elde edilmesi sırasında ise doğaya hiçbir salınım yapılmamaktadır. Rüzgâr enerjisi temiz bir enerji kaynağıdır ve rüzgâr türbinleri ile sağlanmaktadır. Yarattığı tek kirlilik gürültüdür. Fakat pervanelerin yarattığı ses günümüzde oldukça azaltılmıştır. 2.2 Rüzgâr Gücünden Enerji Eldesi Bir doğa olayı olan rüzgârdan enerji eldesi rüzgâr türbinleri sayesinde elde edilir. Rüzgâr türbinleri normal seviyede esen rüzgârdan bile büyük enerjiler üretebilir. 2.2.1 Rüzgâr Türbinleri İlk rüzgâr türbini 1881 yılında Danimarkalı bir grup bilim adamı tarafından yapıldı. Daha sonra Danimarka hükümetinin de desteğiyle ilk rüzgâr gücünden enerji üreten rüzgâr türbini santralini yaptılar. 1918 yılına gelindiğinde 120 adet rüzgâr türbini vardı. Bu türbinlerin gücü 20 ila 30 KW arasında değişmekteydi. Şekil 1 de ilk rüzgâr türbininin fotoğrafı gösterilmiştir. Rüzgâr türbinleri 3 ana bölümden oluşur. Bunlar pervane kanatları, şaft ve jeneratördür. Pervane kanatları rüzgâr çarptığı zaman döner ve enerji üretimi başlar. Yaklaşık bir kanat boyu 35 metredir. Pervane kanatları sayesinde kinetik enerjiden elektrik enerjisi oluşur. Bu devasa yapının diğer bir bölümü ise şafttır. Şaftın dönmesiyle motor içinde bir hareket oluşur ve motorun çıkışında elektrik enerjisi üretilmiş olur. Jeneratör ise oldukça basit bir çalışma prensibine sahiptir. Jeneratörün içerisinde mıknatıslar vardır ve bu mıknatısların ortasında da ince tellerle sarılmış bir bölüm vardır. Pervane şaftı döndürdüğü zaman motor içindeki bu sarım bölgesi etrafındaki mıknatısların ortasında dönmeye başlar. Bu olayların sonucunda alternatif akım(AC) oluşur. Rüzgâr türbinlerinin çalışma prensibi ve yapısı Şekil 2’deki fotoğrafta özetlenmiştir. Şekil 2: Rüzgâr Türbinlerinin İç ve Dış Yapısı Rüzgâr türbinleri fırtına gibi istenmeyen durumlar için bir takım güvenlik önlemleri ile üretilmektedir. Rüzgârın şiddetine göre açı kontrolü yapılmaktadır. Bu sayede açı kontrolü yapılarak pervane kanatlarının dönmesi yavaşlatılmaktadır. Genel olarak 50.000 rüzgâr türbini, yıllık 50 milyar kilovat/saat enerji üretir. Bu oldukça büyük bir rakamdır. 2 MW enerji üreten 125 metrelik bir rüzgâr türbininin ağırlığı yaklaşık 416 tondur. Rüzgâr türbinlerinin montajı Şekil 3’deki gibidir. 6 Şekil 3: Rüzgâr Türbinlerinin Montajı 2.3 Türkiye’de ve Dünyada Rüzgâr Gücü 1980 sonrasındaki gelişmelerle Avrupa’da ve ABD’de rüzgâr santralleri enerji, ekonomi ve çevre açısından çağdaş mühendislik ürünleri haline gelmişlerdir. 1999 başı verilerine göre, dünya rüzgâr enerjisi kurulu gücü 9.839 MW’a ulaşmıştır. 2013 yılı verilerine göre dünyadaki rüzgâr enerjisi kurulu gücünü gösteren tablo Şekil 4’de gösterilmiştir. Şekil 4: Dünyadaki Rüzgâr Enerjisi Kurulu Gücü 7 Dünya ülkeleri arasındaki Türkiye’nin rüzgâr enerjisi kurulu gücü Şekil 5’deki tabloda gösterilmiştir. Şekil 5: Dünya Ülkeleri Arasındaki Türkiye’nin Kurulu Rüzgâr Gücü Sıralaması Avrupa ülkelerindeki rüzgâr enerjisi kurulu gücü Şekil 6’daki haritada gösterilmiştir. Şekil 6: Avrupa’da Rüzgâr Enerjisi Kurulu Gücü 8 Türkiye’de 1955 sonrası alternatif enerji kurulu gücü şekilde 7’deki grafikte gösterilmiştir. Şekil 7: Türkiye’de 1955 Sonrası Alternatif Enerji Kurulu Gücü Türkiye’de rüzgâr enerjisi kurulu gücünün illere göre sıralaması Şekil 8’deki grafikte verilmiştir. Şekil 8: Türkiye’de İllere Göre Toplam Kurulu Güç Türkiye’de rüzgâr enerjisi ile ilgili yapılan ilk çalışmalar 1960’larda Ankara Üniversitesi, 1970’lerde Ege Üniversitesi, daha sonraki yıllarda ODTÜ ve İTÜ kapsamında sürdürülmüş olup, bugün daha çok üniversiteye yayılmış durumdadır. Son dönemlerde TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (MAM) bünyesinde de bazı çalışmalar yapılmıştır. Üç yıllık rüzgâr hızı ortalamalarına göre, Kocadağ (8,5 m/s) ile en yüksek ortalama rüzgâr hızına sahiptir. Bunu sırasıyla Gökçeada (6,8 m/s), Akhisar (6.78 m/s) ve Belen (6.5m/s) izlemektedir. Kocadağ için yıllık rüzgâr gücü yoğunluğu 1995 yılında 775 W/m2’dir. Bu değerler Gökçeada, Akhisar ve Belen için; sırasıyla 457, 450 ve 343 W/m2’dir. 9 2.4 Rüzgâr Enerjisindeki Meslek Profilleri Rüzgâr enerjisi ülkenin ekonomisine katkısı oldukça büyüktür. Rüzgâr enerjisi içerisinde birçok meslek profili barındırır. Örnek verecek olunursa mühendisler (Kimya, elektrik, mekanik, malzeme, inşaat, çevre vb.) taşıma, kaldırma, montaj ile ilgili uzmanlaşmış teknik personel, meteorologlar, Programcılar, teknisyenler ekonomistler, finansörler enerji politikası uzmanları, hukukçular sağlık ve güvenlik uzmanları işçiler (nitelikli, niteliksiz). 2.5 Rüzgâr Enerjisi ve Çevre 1 MW enerji üreten rüzgâr türbininin çevreye yaydığı ses 300 m uzaklıkta 45 dB’dir. Rüzgâr enerjisi temiz bir enerji kaynağıdır çevreye herhangi bir salınım yapmaz. Yerel bir enerji kaynağıdır dışa bağımlı değildir. Ucuz bir enerji kaynağıdır. Yüksek istihdam yaratır. Yatırım alanının sadece %1’ini kullanır. Kalan diğer alanda tarım ve hayvancılık yapılabilir. Rüzgâr enerjisinin avantajları olduğu biri birde dezavantajları vardır. Görüntü ve gürültü kirliliği yaratabilir. Radyo ve televizyon frekanslarını bozabilir. Kuş göç yolları üzerine kurulduğunda kuşlara zarar verebilir.