How do wind turbines work? - Rebecca J. Barthelmie and Sara C. Pryor

Çeviri: Alperen Özkan Gözden geçirme: Gözde Alpçetin

Every 24 hours, wind generates enough kinetic energy

Her 24 saatte bir, rüzgar insanlığın her gün kullandığından

to produce roughly 35 times more electricity than humanity uses each day.

yaklaşık 35 kat daha fazla elektrik üretmeye yetecek kadar

kinetik enerji üretir.

And unlike coal or oil, this resource is totally renewed each day.

Kömür veya petrolün aksine, bu kaynak her gün tamamen yenilenir.

So how can we harness this incredible amount of energy,

Peki bu inanılmaz miktarda enerjiyi nasıl kullanabiliriz

and is it possible to create a world powered entirely by wind?

ve tamamen rüzgar ile çalışan bir dünya oluşturmak mümkün mü?

The basic principle of wind energy is simple.

Rüzgar enerjisinin temel prensipi basit.

A series of sails or blades mounted around a rotor catch the wind

Rotorun etrafına monte edilmiş bir dizi yelken veya kanatlar rüzgarı yakalar

and translate its kinetic energy into rotational energy.

ve kinetik enerjisini rotasyonel enerjiye çevirir.

Traditional windmills use that rotational energy to grind wheat or pump water.

Geleneksel yel değirmenleri, bu rotasyonel enerjiyi

buğday öğütmek veya su pompalamak için kullanır.

But in modern wind turbines, it turns a generator that creates electricity.

Ama modern rüzgar türbinleri elektrik üreten bir jeneratöre dönüşüyor.

This conversion from wind to rotational energy to electricity

Rüzgardan rotasyonel enerjiye, oradan da elektriğe olan bu dönüşüm,

has defined wind turbines since their invention in the late 19th century.

19. yüzyılın sonlarındaki icatlarından bu yana rüzgar türbinlerini tanımladı.

And there are three primary factors that determine just how much energy

Ne kadar enerji üretebileceklerini belirleyen 3 ana faktör vardır:

they can produce: the size and orientation of the blades,

kanatların boyutu ve yönleri,

the blade’s aerodynamic design, and the amount of wind turning the rotor.

kanadın aerodinamik tasarımı ve rotoru döndüren rüzgarın miktarı.

First up, blade orientation.

İlk olarak, kanat yönü.

Wind turbines can be designed with their rotor

Rüzgar türbinleri, rotorları dikey veya yatay olacak şekilde tasarlanabilir.

on a vertical axis or a horizontal axis.

Vertical blades can pick up wind coming from any direction,

Dikey kanatlar her yönden gelen rüzgarı alabilirler

but with much less efficiency than horizontal axis rotors.

ama yatay eksenli rotorlardan çok daha az bir verim alırlar.

Horizontal designs allow blades to capture the wind’s full force

Yatay tasarımlar, rüzgarın yönünü takip ederek ve ona doğru dönerek

by tracking the wind’s direction and turning to face it.

kanatların rüzgarın tüm gücünü yakalamasına sağlar.

This turning process is called yawing,

Bu dönme işlemine sapma hareketi denir

and older windmills achieved it through manual monitoring.

ve eski yel değirmenleri bunu manuel olarak başarmıştır.

Today, wind sensors and computer systems automatically adjust the blades

Bugün, rüzgar sensörleri ve bilgisayar sistemleri otomatik olarak kanatları

with expert precision to capture as much energy as possible.

uzman hassasiyeti ile toplayabileceği en fazla enerjiyi toplaması için ayarlar.

Outside rotor orientation,

Rotor yönü dışında,

the blades themselves need to be shaped to maximize efficiency.

kanatların kendileri de verimliliği maksimize etmek için şekillendirilmelidir.

While early designs used flat blades,

İlk tasarımlarda düz kanatlar kullanılırken

modern blades are curved like airplane wings.

modern kanatlar uçak kanatları gibi kavislidir.

Wind travels faster over the curved surface,

Rüzgar, kavisli yüzeyde daha hızlı hareket eder

creating a low-pressure pocket above the blade that forces it upwards.

ve kanadın üzerinde onu yukarı doğru zorlayan düşük basınçlı bir cep oluşturur.

Since the amount of lift depends on the angle

Kaldırma miktarı, rüzgarın kanatlara göre

at which the wind is moving relative to the blade,

hareket ettiği açıya bağlı olduğundan

modern blades also incorporate a twist,

modern kanatlar, kanadın ne kadarının rüzgarı kesebileceğini

optimizing how much of the blade can cut into the wind.

optimize eden bir bükülme içerir.

Made of fiberglass and resin layers, these blades are strong enough

Fiberglas ve reçine katmanlarından yapılmış olan bu kanatlar,

to operate through rain, lightning, and blistering sunlight for over 20 years.

yağmur, yıldırım ve kavurucu güneş ışığında

20 seneden fazla çalışabilecek kadar güçlüdür.

Even with aerodynamic blades and a horizontal rotor,

Aerodinamik kanatlar ve yatay rotorla bile

a wind turbine can only capture wind if it's in a windy environment.

bir rüzgar türbini ancak rüzgarlı bir ortamda ise rüzgarı yakalayabilir.

Wind speeds typically increase the higher into the atmosphere you travel.

Rüzgar hızları genellikle atmosferde yukarı çıktıkça artar.

So today, most turbines are well over 100 meters tall,

Bu nedenle günümüzde çoğu türbin, 100 metreden daha uzun

with equally large rotor diameters.

ve rotor çapları da eşit derecede büyük olur.

A turbine of this height and size can capture a huge amount of wind,

Bu boyda ve yükseklikte olan bir türbin devasa miktarlarda rüzgarı yakalayabilir

generating enough electricity every year to power 750 American homes.

ve her yıl 750 Amerikan evine güç sağlayabilecek kadar elektrik üretebilir.

A wind farm of 200 similarly sized turbines

200 tane benzer boyutta türbinlerin bulunduğu bir rüzgar çiftliği

could power over 150,000 American homes— or twice as many European homes—

150,000′den fazla Amerikan evine veya iki katı fazla Avrupalı evine

for an entire year.

bir yıl boyunca güç sağlayabilir.

Offshore wind farms contain an even greater number of even larger turbines.

Kıyıdan uzak rüzgar çiftlikleri, daha da fazla sayıda büyük türbin içerir.

In 2019, the largest wind turbine ever built

2019 yılında, şimdiye kadar yapılmış en büyük rüzgar türbini

began operating off the coast of the Netherlands.

Hollanda kıyılarında çalışmaya başladı.

With a rotor diameter of 220 meters, just one of these turbines

220 metrelik rotor çapıyla bu türbinlerin sadece bir tanesi

can meet the annual power needs of 16,000 European households.

Avrupa’da 16.000 hanenin yıllık elektrik ihtiyacını karşılayabilmektedir.

Despite its amazing potential, wind energy still faces challenges.

Şaşırtıcı potansiyeline rağmen, rüzgar enerjisi hala zorluklarla karşılaşıyor.

Wind may be a free and unlimited fuel,

Rüzgar bedava ve sınırsız bir yakıt olabilir

but no matter how large or efficient a turbine is

ama bir türbin ne kadar büyük ve verimli olursa olsun

there's a mathematical limit to how much wind it can convert into electricity.

ne kadar rüzgarı elektriğe dönüştürülebileceğinin

matematiksel bir sınırı vardır.

German physicist Albert Betz calculated

Alman fizikçi Albert Betz,

that since some wind must remain to keep the blades spinning,

kanatların dönmesini sağlamak için bir miktar rüzgar kalması gerektiğinden

a turbine can only ever capture 59.3% of the wind’s energy.

bir türbinin rüzgar enerjisinin yalnızca %59,3′ünü yakalayabileceğini hesapladı.

Additionally, some people feel turbines disrupt natural scenery,

Ek olarak, bazı insanlar türbinlerin doğal manzarayı bozduğunu düşünüyor

and wind energy’s intermittent availability

ve rüzgar enerjisinin aralıklı kullanılabilirliği

can make it difficult to integrate into electrical grids.

elektrik şebekeleri ile entegre etmeyi zorlaştırabilir.

But even with these challenges, modern wind turbines have made wind energy

Ama bu zorluklarla bile modern rüzgar türbinleri rüzgar enerjisini

the most efficient and inexpensive source of electricity.

en verimli ve ucuz elektrik kaynağı yaptı.

Wind turbines already provide essential energy for communities around the world.

Rüzgar türbinleri şimdiden dünyanın dört bir yanındaki topluluklar için

gerekli enerjiyi sağlıyor.

And for many farmers, hosting a wind turbine

Birçok çiftçi için rüzgar türbini sahibi olmak

can be a reliable source of additional income.

güvenilir bir ek kazanç kaynağı olabilir.

With continued improvements in wind forecasting,

Rüzgar tahminlerinde,

elektrik şebeke altyapısında ve enerji depolamada devam eden iyileştirmeler ile

electrical grid infrastructure and energy storage,

wind power might blow away all our energy problems.

rüzgar gücü tüm enerji sorunlarımızı ortadan kaldırabilir.