Almanya, rüzgâr enerjisinde önemli bir yeniliğe imza atarak düşük rüzgâr hızlarında dahi elektrik üretimi yapabilen yeni nesil bir türbin teknolojisi geliştirdi. Fraunhofer Uygulamalı Polimer Araştırma Enstitüsü (Fraunhofer IAP) ile BBF Group’un ortak çalışması sonucunda ortaya çıkan bu hafif yapılı türbin, yalnızca 2,7 metre/saniye gibi düşük rüzgâr hızlarında enerji üretmeye başlayabiliyor. Bu gelişme, hem Almanya’da hem de düşük rüzgâr potansiyeline sahip diğer bölgelerde sürdürülebilir enerji üretimi açısından büyük bir adım olarak değerlendiriliyor.
Almanya, rüzgar enerjisinde verimliliği böyle artıracak
Yeni tasarım, klasik küçük ölçekli türbinlerde ortalama 4 m/s olan çalışma eşiğini yaklaşık yüzde 30 oranında aşağıya çekerek düşük rüzgâr alan bölgelerde de elektrik üretimini mümkün hale getiriyor. Laboratuvar testlerinde, türbinin 10 m/s hızda 2,5 kW güç ürettiği ve yüzde 53’lük bir verim oranına ulaştığı açıklandı. Bu değer, Betz yasasının belirlediği teorik maksimuma oldukça yakın. Testlerde rotorun 450 devir/dakika hızına eriştiği de belirtildi.
Projenin en dikkat çeken yönlerinden biri, rotor kanatlarında kullanılan yenilikçi malzemeler. Kanatlar, içi boş bir kompozit yapıdan üretilerek geleneksel modellere kıyasla yaklaşık yüzde 35 daha hafif hale getirildi. Bu hafiflik, hem verimliliği artırıyor hem de kurulum ve bakım maliyetlerini ciddi biçimde azaltıyor. Üretimde iki kabuklu bir tasarım tercih edilirken, Automated-Fibre-Placement (AFP) yöntemiyle otomatik olarak yerleştirilen fiber şeritler kullanıldı. Ayrıca kalıpların büyük ölçekli 3D yazıcılarla üretilmesi, üretim sürecini hızlandırarak yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik sağladı.
Araştırmacılar, rotorun esnek katmanlı yapısının güçlü rüzgâr koşullarında kendiliğinden hızını düşürerek türbini koruma altına aldığını belirtiyor. Bu pasif güvenlik mekanizması sayesinde karmaşık elektronik fren sistemlerine olan ihtiyaç azalıyor ve sistemin genel güvenilirliği artıyor.
Projede geliştirilen beş prototip türbin, BBF Group’a teslim edilerek farklı çevresel koşullarda test edilmeye başlandı. Maksimum 10 metre yükseklikte çalışacak şekilde tasarlanan bu türbinler, saha testleriyle performans, dayanıklılık ve enerji verimliliği açısından değerlendiriliyor. Elde edilen bulgular, seri üretim öncesinde modelin daha da optimize edilmesi için kullanılacak.
Fraunhofer ekibi, gelecekte rotor kanatlarını tamamen geri dönüştürülebilir tek malzemeli (monomaterial) bir yapıda üretmeyi hedefliyor. Bu yaklaşım, türbin ömrünün sonunda malzeme geri kazanımını kolaylaştırarak çevresel etkiyi azaltacak. Proje bu yönüyle, sürdürülebilir üretim tekniklerinin enerji teknolojileriyle entegre edilmesi açısından örnek bir çalışma olarak öne çıkıyor.
Fraunhofer IAP Direktörü Prof. Dr. Alexander Böker, projeyle ilgili açıklamasında “Rüzgâr enerjisini düşük rüzgâr bölgelerinde de ekonomik hale getirmeyi amaçlıyoruz. Hafif yapı teknolojileri sayesinde gelecekte küçük rüzgâr türbinlerinin çok daha yaygın kullanılabileceğine inanıyoruz” dedi.
Uzmanlara göre, bu yenilikçi sistemin ticarileşmesi halinde, rüzgâr potansiyeli sınırlı ülkelerde bile yenilenebilir enerji yatırımlarının artması mümkün olacak. Özellikle enerjiye erişimin kısıtlı olduğu kırsal alanlarda mikro şebeke sistemleri ve bağımsız enerji çözümleri için önemli bir alternatif sunabilir. Fraunhofer IAP ve BBF Group’un ortak geliştirdiği bu hafif türbin teknolojisi, rüzgâr enerjisinin coğrafi sınırlamalarını ortadan kaldırarak küresel ölçekte yenilenebilir enerji dönüşümüne yeni bir ivme kazandırma potansiyeline sahip.