Rüzgar türbini çalışma prensibi

Rüzgar türbinlerinde kullanılan kanatlar, rüzgarın etkisiyle hareket ederek jeneratörün   milini döndürürken  milin hareketi sayesinde jeneratör, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Kanatların tasarımı rüzgar türbinlerinin enerji verimliliğini önemli ölçüde etkiler. Rüzgar türbinlerindeki enerji  verimliliğinin yanı sıra dayanıklılı , maliyet  ve gürültü  seviyesinin  düşük olması da önemlidir.

Günümüzde kullanılan  rüzgar türbinlerinin  kanatlarının şekli uçaklarınkine hayli benzer, Yani kanadın kanadın kavisli tarafında – daha uzun mesafe katetmeleri gerektiğinden –daha hızlı hareket eder.Bu nedenle kanadın kavisli tarafındaki  basınç, düz tarafındakinden daha düşüktür. Bu basıncın düşük olduğu tarafa doğru bir kuvvetin ortaya çıkmasına neden olur.Bu kuvvet de kanatları döndürür.

Günümüzde kullanılan rüzgar türbinlerinde çoğunlukla üç kanat, bulunur. Geçmişte ise, farklı sayılarda kanadı olan rüzgar türbinleri kullanılmıştı. Kanat sayısının fazla olması ortaya çıkan torkun artmasına neden olur. Ancak kanat sayısının fazla olması durumunda  ağırlıktaki ve sürtünmedeki artış nedeniyle kanatların dönüş hızı  azalır.Bu da rüzgar türbinlerinin enerji verimini düşürür. Bu nedenle tek kanatlı rüzgar türbinlerinin en verimli türbin tasarımı olduğu düşünülür. Ancak tek kanatlı rüzgar türbinlerinde kanatların dönüş hızının artması nedeniyle denge ve gürültü problemleri ortaya çıkabilir.

Rüzgar türbinlerindeki kanatların genellikle çift yerine tek sayıda olması  tercih edilir.Çift sayıda kanadı olan rüzgar türbinlerinde  dönüş esnasında kanatlardan biri en tepe noktadayken  biri en alt konumda – türbini  ayakta tutan kule ile aynı hizada – bulunur. Bu  durumda  rüzgar  tepedeki  kanada  alttaki   kanada  uyguladığından  daha  fazla  güç  uygular .Çünkü kulenin ayağı havanın alttaki kanat  etrafındaki hareketini etkiler. Bu durum kanatların  dikey konumda ileri- geri hareket etmesine  dolayısıyla türbinde denge ve dayanıklılık problemlerinin ortaya çıkmasına neden olur.

Tek sayıda kanadı olan rüzgar türbinlerinin  mekanik özellikleri ise, dönen bir çarkta olduğu gibi dengelidir. Dolayısıyla 3 kanatlı  rüzgar türbinleri  enerji  verimliliği, dayanıklılık  ve denge  yönünden  avantajlıdır.