Elektrik ihtiyacını yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılamak isteyenler için küçük ölçekli rüzgâr türbinleri de seçenekler arasında bulunuyor. Özellikle 1 kW gücündeki ev tipi sistemler, bireysel elektrik üretimi için kullanılabiliyor.
Ancak bu türbinlerin ne kadar elektrik sağlayacağı, teknik özelliklerinin yanı sıra kurulduğu bölgenin rüzgâr koşullarına da bağlı. Bir evin tüketimini karşılamak için gereken kapasite ise sanıldığından yüksek olabiliyor.
Ev Tipi 1 kW Rüzgâr Türbini Ayda Ne Kadar Elektrik Üretiyor?
Rüzgâr türbinlerinde belirtilen 1 kW değeri, cihazın belirli koşullarda ulaşabildiği nominal gücü ifade ediyor. Türbinin günün her saatinde bu kapasiteyle çalışması mümkün değil. Rüzgârın hızı düştüğünde üretilen elektrik miktarı azalırken, yeterli hava akımının bulunmadığı zamanlarda üretim tamamen durabiliyor. Bu nedenle sistemlerin performansı aylık veya yıllık kilovatsaat (kWh) üzerinden hesaplanıyor.
Doğru konumlandırılmış 1 kW kapasiteli bir rüzgâr türbini, elverişli koşullarda aylık yaklaşık 200 kWh elektrik sağlayabiliyor. Yıllık üretim ise 2.400 kWh seviyesine ulaşabiliyor. ABD’de ortalama bir hanenin yılda yaklaşık 10.500 kWh elektrik tükettiği dikkate alındığında, bu kapasitedeki bir türbin toplam ihtiyacın yüzde 23’üne yakınını karşılayabiliyor.
Elektrik üretiminde en önemli faktörlerden biri bölgenin ortalama rüzgâr hızı. Küçük ölçekli rüzgâr sistemleri için yıllık ortalamanın saatte 14 mil, yani yaklaşık 22,5 kilometre veya üzerinde olması önemli.
Bununla birlikte yalnızca rüzgârlı günlerin sayısı değil, hava akımının yıl boyunca ne kadar düzenli olduğu da üretim miktarını belirliyor. Rüzgâr hızının sık sık düştüğü bölgelerde türbinin yıllık toplam üretimi de düşük kalıyor.
Türbinin bulunduğu çevre de performans üzerinde doğrudan etkili. Yüksek binalar, ağaçlar, tepeler ve diğer büyük yapılar rüzgârın önünü kesebiliyor. Bu engeller nedeniyle oluşan türbülans, elektrik üretimini azaltmanın yanı sıra türbinin mekanik parçalarında aşınmayı hızlandırabiliyor. Özellikle binaların birbirine yakın olduğu şehir içi bölgelerde uygun kurulum noktası bulmak zorlaşıyor.
Verimli bir sistem için türbinin yalnızca açık bir alana yerleştirilmesi de yeterli değil. Kurulumda rotor kanatlarının en alt seviyesinin, yaklaşık 91 metre yarıçapındaki engellerden en az 9 metre yüksekte bulunması öneriliyor.
Bu şartın sağlanabilmesi için birçok yerleşim alanında yüksek taşıyıcı kulelere ihtiyaç duyuluyor. ABD’deki bazı yerel imar kuralları yapı yüksekliğini yaklaşık 10,7 metreyle sınırlandırdığı için gerekli izinlerin de kurulumdan önce kontrol edilmesi gerekiyor.
Çatıya monte edilen kompakt türbinlerde farklı sorunlar ortaya çıkabiliyor. Türbinin dönüşü sırasında oluşan titreşim, bağlantı noktalarından binanın taşıyıcı yapısına aktarılabiliyor. Bunun sonucunda konut içerisinde gürültü ve titreşim hissedilebiliyor. Ayrıca çatı çevresindeki düzensiz hava akımı, türbinin açık arazide ve daha yüksek bir noktada göstereceği performansa ulaşmasını engelleyebiliyor.
Elektrik tüketimi düşük olan küçük evler, kırsal yapılar veya sabit konumda kullanılan karavanlar için 1 kW gücündeki sistemler değerlendirilebiliyor. Ancak ortalama bir Amerikan konutunun elektrik ihtiyacının büyük bölümünü karşılamak için 5 kW ile 15 kW arasında kapasiteye sahip rüzgâr türbinlerine ihtiyaç duyulabiliyor. Gerekli güç, hanenin toplam tüketimine ve bölgedeki rüzgâr potansiyeline göre değişiyor.
Kurulum maliyetleri de sistem seçiminde önemli bir yer tutuyor. ABD’de konut tipi rüzgâr enerjisi sistemlerinin kurulumu 20 bin ile 50 bin dolar arasında maliyet oluşturabiliyor. Benzer miktarda elektrik üretimi üzerinden değerlendirilen daha küçük ölçekli güneş paneli kurulumları için ise 2.500 ile 3.500 dolar arasında maliyet örnekleri bulunuyor. Bu tutarlar, sistemin kapasitesine, kullanılan ekipmanlara, montaj koşullarına ve uygulanabilecek teşviklere göre farklılaşıyor.
Rüzgâr türbininin mevcut elektrik şebekesine bağlanması durumunda invertör kullanılması gerekiyor. Bu ekipman, üretilen elektriğin şebekeyle uyumlu şekilde kullanılmasını sağlıyor. Şebekeye bağlı sistemlerde rüzgâr estiği sürece dışarıdan alınan elektrik miktarı azaltılabiliyor. Şebekeden bağımsız kurulumlarda ise üretilen enerjiyi depolamak için batarya ve şarj kontrol cihazı gerekiyor.
Kurulum öncesinde arazinin rüzgâr potansiyelinin ayrıntılı biçimde incelenmesi önem taşıyor. Bölgesel rüzgâr haritaları genel koşulları gösterse de türbinin kurulacağı noktadaki binalar, ağaçlar ve arazi yapısı üretim üzerinde farklı sonuçlar doğurabiliyor. Hâkim rüzgâr yönü, ortalama hızlar, yerel imar düzenlemeleri ve elektrik şebekesine bağlantı koşulları da değerlendirmeye dahil ediliyor.
Yerleşim alanlarında rüzgâr türbinlerine alternatif olarak çatı veya arazi üzerine yerleştirilen güneş panelleri kullanılabiliyor. Konutun yalıtımının iyileştirilmesi de toplam elektrik ihtiyacını azaltabilecek uygulamalar arasında bulunuyor. Açık arazilerde ve düzenli rüzgâr alan kırsal bölgelerde ise türbin kapasitesi ile yıllık tüketimin birlikte hesaplanması gerekiyor.
