Şehirlerde kentsel rüzgar türbini kurulumu, özellikle güneş panellerinin aktif olmadığı gece saatlerinde kesintisiz bir enerji kaynağı sunma potansiyeliyle büyük ilgi görüyor.
Ancak bu ideal senaryonun önünde, bilimsel verilerle desteklenen ciddi fiziksel engeller bulunuyor.
En önemli zorluklardan biri, rüzgar hızının yükseklikle dramatik bir şekilde değişmesi anlamına gelen 'rüzgar kayması' olayı.
2024 verilerine göre, tipik bir çatı seviyesinde, yani yaklaşık 10 metre yükseklikte ortalama rüzgar hızı 4.3 m/s iken, büyük türbinlerin kurulduğu 150 metre yükseklikte bu hız 9.5 m/s'ye ulaşmaktadır.
Bu, iki kattan fazla bir hız artışı demek.
ŞEHİRLERE RÜZGAR TRÜBİNİ KURMAK VERİMLİ Mİ?
Donanım Haber'den Cem Sünbül'ün haberine göre, rüzgar hızındaki bu değişim, enerji üretimi açısından devasa farklar yaratır.
Çünkü fizik biliminde rüzgar gücü, hızın küpüyle doğru orantılıdır (Güç Küp Kanunu).
Buna göre, rüzgar hızını iki katına çıkarmak, elde edilen enerjiyi iki katına değil, sekiz katına ($2^3=8$) çıkarır.
Üç katına çıkarmak ise 27 katına ($3^3=27$) yüksel.
Bu durum, şehir içindeki binalar ve ağaçlar nedeniyle yerde ve alçak seviyelerde yaşanan küçük hız kayıplarının dahi enerji üretiminde felakete yol açabileceği anlamına gelir.
Şehir ortamındaki türbülanslı hava akışı, küçük rüzgar türbini kurulumlarını büyük ölçüde verimsizleştiriyor.
Elektrik ve doğalgaza zam yok, ama kural değişiyor!
RÜZGAR TRÜBİNİ KURULURKEN HANGİ HATALAR YAPILIYOR?
Uzmanlar, kentsel rüzgar enerjisi projelerinde karşılaşılan dört temel hatayı tespit etti.
Birincisi, yerel rüzgar potansiyelini aşırı iyimser tahmin etmek; internet haritalarından yola çıkmak yerine mutlaka yerinde rüzgar ölçümü yapılması gerekiyor.
İkincisi, türbini doğrudan çatıya kurmaktır; bu, türbinin çalışırken ürettiği titreşim ve gürültüyü doğrudan bina iskeletine ileterek yaşam kalitesini olumsuz etkiler.
Üçüncüsü, türbini kısa direk kullanarak, verimsiz ve türbülanslı hava katmanında bırakmak.
Dördüncüsü ise yüksek nominal güce sahip ancak küçük pervaneli türbinlerin, güçlü işlemcisi olan ama yetersiz soğutmalı bir bilgisayar gibi, kağıt üzerinde yüksek, pratikte ise düşük verim sunması.
YENİ NESİL TÜRBİN TEKNOLOJİLERİ HANGİ YENİLİKLERİ GETİRİYOR?
2024 ve 2025'teki teknolojik gelişmeler, bu geleneksel sorunlara çözüm arayışını hızlandırdı.
Birmingham Üniversitesi tarafından yapay zeka ile tasarlanan Birmingham Blade adlı türbin, geleneksel tasarımlara göre yedi kat daha verimli çalışarak özellikle şehir koşullarına adapte oldu.
Ayrıca rüzgarın hangi yönden estiğinden bağımsız olarak enerji üretebilen Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri (VAWT) de popülerlik kazanıyor.
Bıçaksız türbinler (örneğin Katrick Technologies'in geliştirdiği sistemler) ise rüzgarda salınarak enerji üreterek gürültü ve bakım sorunlarını azaltmayı hedefliyor.
Sürtünmeyi sıfıra indiren Manyetik Levitasyon (Maglev) teknolojisi de düşük rüzgar hızlarında çalışabilen türbinler için umut vadediyor.
Dev yenilenebilir enerji hamlesi! Sivas'tan Van'a kadar 16 farklı alanda yatırım
RÜZGAR ENERJİSİ EKONOMİK DEĞİL Mİ?
Kentsel rüzgar türbinlerinin ekonomik uygulanabilirliği halen tartışmalı.
2024 araştırmalarına göre, küçük şehir içi rüzgar türbinlerinin kapasite faktörleri (yani potansiyel üretimlerinin ne kadarını kullandıkları) yüzde 5 ila yüzde 30 arasında değişiyor.
Bu durum, bazı zamanlarda neredeyse hiç çalışmadıkları anlamına gelir.
Yatırım maliyetleri, türbinin kendisi dışında kurulum, yapısal güçlendirme ve elektrik bağlantıları gibi ek kalemlerle oldukça yüksek.
Ancak Norveçli World Wide Wind şirketinin karşıt dönen pervanelere sahip yüzer VAWT sistemleri gibi yenilikler, geleneksel büyük türbinlere kıyasla iki kattan fazla güç üretme iddiasıyla sektörü ileri taşır.
KIYI ŞEHİRLERİNE HANGİ ENERJİ SİSTEMLERİ KURMAK FAYDALI OLUR?
Şehir içindeki rüzgar enerjisi çözümleri, özellikle kıyı şehirlerinde ve hibrit sistemlerle birleştirildiğinde daha mantıklı hale geliyor.
İstanbul veya İzmir gibi kıyı kentlerinde deniz rüzgarı daha stabil ve güçlü.
Ayrıca güneş paneli + rüzgar türbini + batarya kombinasyonu olan hibrit sistemler, bir enerji kaynağı eksik kaldığında diğerinin devreye girmesi prensibiyle güvenilirliği artırır.
Bahreyn World Trade Center gibi mimari entegrasyon örnekleri, estetik ve enerji üretimini birleştirerek şehir silüetine değer katıyor.
RÜZGAR ENERJİSİ GELECEKTE NASIL DEĞİŞECEK?
2025 ve sonrası için kentsel rüzgar türbini pazarında heyecan verici öngörüler mevcut.
3D baskı teknolojisi ile her bölgenin rüzgar şartlarına göre kişiselleştirilmiş türbinler üretilmesi bekleniyor.
Yapay zeka, rüzgar tahmini ve enerji üretimini optimize ederek verimlilik sorununu çözmede kritik rol oynuyor.
Ayrıca güneş, rüzgar ve batarya sistemlerinin birbiriyle iletişim kurarak en verimli çalışma modunu otomatik ayarladığı akıllı hibrit sistemler yaygınlaşacak.
ABD Enerji Bakanlığı'nın dahi çatı tipi küçük türbinler için yeni finansman programları başlatması, sektörün ciddiye alındığının önemli bir işareti.
