Türbinler için en iyi yerler, rüzgarın en az engellendiği, genellikle bir mülkün en yüksek noktası olan yerlerdir. Türbin rotorunun alt kısmı, 500 fitlik bir yarıçap içindeki en yüksek rüzgar engelini (çatı, olgun ağaç vb.) en az 30 fit aşmalıdır. Bunu yapmak, türbinin tutarlı, hızlı rüzgar hızlarına ulaşmasını sağlar ve stresli hava türbülansını önleyerek türbinin ömrünü uzatır.
Bir rüzgar türbini, rüzgarın en iyi olduğu yere yerleştirilmelidir; çok kısa bir kuleye yerleştirmek gölgeye güneş panelleri yerleştirmek gibidir. İkisi de pek işe yaramaz. Bu bölüm, paranızın karşılığını en iyi şekilde veren kule yüksekliği ve konumuna karar vermenize yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
Türbin yüksekliği için pratik kural, en az 10 metre (30 fit) artı 150 metre (500 fit) yarıçapındaki en yüksek engelin (ağaçlar, ev vb.) üzerindeki bir türbin kanatçığı uzunluğu ve en az 19 metre (60 fit) kule yüksekliğidir. Engel birkaç ağaçtan (örneğin bütün bir ağaç hattından) daha fazlaysa, aşağıda açıklanacağı gibi 165 metrede bile daha fazla mesafe gerekir.
Bu, bir rüzgar türbini için gerçekten mutlak bir minimum olarak kabul edilmelidir; bir engelin 10 metre üzerinde hala bir miktar türbülans olacaktır ve ek boşluk oldukça arzu edilir. Engellerin yüksekliğindeki değişiklikleri de aklınızda bulundurun. Örneğin, 60 fit yüksekliğe kadar büyümesi beklenen ağaçlarınız varsa, 100 fitlik bir kule kullanmanız önerilir. Benzer şekilde, 20 metrelik bir kule yalnızca arazi çok çok düz olduğunda ve etrafta hiçbir engel olmadığında, örneğin deniz kenarında veya etrafında açık bir alan olan bir uçurumun tepesinde veya tundrada kullanılmalıdır. Çoğu durumda 20 metre bir kule başlangıçta yalnızca biraz para tasarrufu sağlarken, uzun vadede enerji üretimini kısa vadede satacaktır.
Kuralın ötesine geçmek gerekirse, bir ağaç da dahil olmak üzere herhangi bir engelin üzerinden geçen hava akışı, engelin iki katı yüksekliğinde, arkasındaki engelin yüksekliğinin 20 katına kadar uzanan türbülanslı hava "kabarcığı" oluşturma eğilimindedir. Yani, 10 metre yüksekliğindeki eviniz 200 metre ötedeki havayı rahatsız eder. 35 metre ağaçların bulunduğu o ağaç hattı, 35 metre uzaklıkta 70 metre yüksekliğe kadar havayı rahatsız eder! Yukarıdaki şekil bunu göstermektedir. Rüzgar türbininizi engellerin rüzgarüstüne veya yeterince rüzgaraltına yerleştirin. Şekilden, engellerin rüzgarüstüne bir yere öncelik verilmesi gerektiğini fark edin, ancak türbinin rüzgaraltındaki yüksek yapıların da şekilde gösterildiği gibi kanatlardan geçen rüzgarı etkileyebileceğini unutmayın.
Rüzgar türbinleri söz konusu olduğunda, bir tepenin, vadinin veya uçurumun dibi bir rüzgar türbini yerleştirmek için kötü bir yerdir. Rüzgar, düz bir tepenin dibinde hızını düşürme eğilimindedir, ardından tepeye doğru çıktıkça hızlanır ve tepenin tepesindeki rüzgar hızının yaklaşık iki katına ulaşır. Aşağıdaki şekil bunu göstermektedir. Eviniz tepeler varsa bu etkiyi kendi lehinize kullanabilirsiniz.
Düz olmayan engeller, örneğin bir uçurum (yani manzarada ani bir yükseliş) için işler daha da zorlaşır: Keskin kenarlar, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi türbülans yaratır. Uçurumun tepesindeki hava akışı, bölgedeki ortalama rüzgar hızından daha güçlü olabilir, ancak uçurumun kenarına yakın bir yerde çok türbülanslı olabilir ve bu da onu bir türbin için kötü bir yer haline getirir. Mülkünüzde bir uçurum kenarı varsa ve onu türbininizi yerleştirmek için kullanmak istiyorsanız, türbülanslı havanın üzerine çıkmak için yine de 20 metre yüksekliğinde bir kule kullanmalısınız. Rüzgarın uçurumun kenarında her zaman sert esiyor gibi görünse bile.
Bir uçurum nesnesinin rüzgâr altı tarafı (hakim rüzgarların rüzgar altı tarafı) çok kötü bir rüzgar türbini yeri oluşturur. Uçurum nesnesi, rüzgar altı tarafında büyük türbülans yaratacak ve ortalama rüzgar hızı da hızla düşecektir. Bu, rüzgar türbininin elde edebileceği enerji klamaz.
Aslında, türbülanslı havanın hangi yükseklikte bittiğini ve düzgün, laminer hava akışının hangi yükseklikte başladığını görsel olarak bulmanın ucuz bir yolu var. Rüzgarlı bir günde, tercihen rüzgar hakim yönden geldiğinde, önerilen rüzgar türbini konumunuzda bir uçurtma uçurun. Hava akışını görselleştirmek için, uçurtmanın ipine her 5 metrede bir bağlanmış bant şeritleri kullanın (ev geliştirme mağazaları çok az paraya floresan renklerde plastik işaretleme bantları satar). Çılgınca çırpınan bant türbülansı, düzgünce uzatılmış bant ise düzgün havayı gösterir. Yüksekliği hesaplarken uçurtmanın ipinin açısını hesaba kattığınızdan emin olun.
Rüzgardaki enerji, rüzgar hızının küpüyle (P ~ v3) artar ve rüzgar hızı yükseklikle artar. Rüzgar hızında sadece %26'lık bir artış, rüzgarda iki kat daha fazla güç anlamına gelir ve rüzgar türbininiz neredeyse iki katı kadar güç üretir. Rüzgar hızını iki katına çıkarırsanız neredeyse sekiz kat daha fazla güç elde edebilirsiniz! Bu nedenle, kule yüksekliğine yapılacak küçük bir ek yatırım, artan enerji üretimi sayesinde buna değebilir. Konumunuzun yıllık ortalama rüzgar hızını biliyorsanız (hava durumu verilerinden, rüzgar atlasından, yerel hava istasyonundan vb.) üreticinin verilerini kullanarak rüzgar türbininin düzgün, laminer bir hava akışına yerleştirildiğinde üreteceği enerji hakkında iyi bir fikir edinebilirsiniz. Hava durumu verileri genellikle yerden 10 metre yükseklikteki rüzgar hızlarını bildirir, bunu türbin göbeği yüksekliğindeki rüzgar hızına çevirdiğinizden emin olun. Kule yüksekliğindeki değişikliklerin engelsiz bir alandaki rüzgardaki gücü nasıl etkilediğine dair hızlı bir fikir edinmek için aşağıdaki şekle bakın.
dünya Rüzgar Enerjisi Birliği, çeşitli engelleri (örneğin, bir sıra ağaç) takmanıza, yüksekliklerini ve rüzgar türbinine olan mesafelerini ayarlamanıza ve bunun rüzgar hızı ve enerjisi üzerinde nasıl bir etki yaratacağını görsel olarak göstermenize olanak tanıyan çok güzel, etkileşimli bir hesap makinesi yaptı. Hesap makinesi, engelin arkasındaki çeşitli mesafelerde ve yüksekliklerde rüzgar hızının yüzdesini gösterir. Ancak engellerin etkisinin sadece rüzgar hızlarını azaltmak olmadığını, aynı zamanda havayı döndürerek türbülans yarattığını unutmayın. Türbülans, rüzgar türbinleri söz konusu olduğunda bir enerji hırsızıdır.
Eğer destek telleri için yeterli alanınız varsa, rüzgar türbininiz için eğimli bir kule kullanmanızı öneririz. Ekonomiktirler, en ucuz kule türünden (sabit destekli kule) sadece biraz daha pahalıdırlar ve türbinin yere kurulmasına izin verirler. Bakım, kuleyi aşağı eğerek yerde de yapılabilir. Bu, vinç masraflarından tasarruf sağlar ve işin tehlikeli yüksekliklerde yapılması gerekmediği için kurulum ve bakımı çok daha güvenli hale getirir.
Uygun rüzgar enerji türbini yerleşiminin bir diğer yönü de işgal edilen binalardan uzaklıktır. Tüm rüzgar türbinleri bir miktar ses üretir. Bazı rüzgar türbinleri diğerlerinden daha sessizdir ve özellikle ürettikleri sesin frekans içeriği değişir, ancak sessiz bir türbin bile ses üretir. Bazı insanlar bu sesi rahatlatıcı bulur, çünkü onlara enerji ürettiklerini söylerken, diğerlerini tamamen çileden çıkarır. Bu nedenle rüzgar türbininizi evinizden biraz uzağa yerleştirmek iyi bir fikirdir, minimum mesafe için 35 metre iyi bir sayıdır. Bu, daha yakın bir mesafenin yapılamayacağı anlamına gelmez, ancak türbinin sesinin sizi nasıl etkileyeceğini dürüstçe değerlendirmeniz gerekecektir. Genellikle, sakin havaya yerleştirilen bir rüzgar türbini, rüzgar sert esmeye başlamadığı sürece türbülanslı havadaki aynı türbine göre daha sessiz olacaktır. Bu noktada çoğu türbin durma modunda çalışır ve havanın düzgün bir şekilde akması yerine kanatlar boyunca dönmesine neden olur ve bu da duyulabilir sesi artırır. Bu olduğunda, yakın mesafede olduğunuzda rüzgarın üzerinden duyulabilir (ve rüzgar altı sesi rüzgar üstünden daha uzağa taşınır). Ayrıca, ihtiyaç duyulan kablolamanın uzunluğu ve çapı artacağından, çok fazla mesafe diye bir şey de vardır. Bakırın sürekli artan fiyatıyla, türbininizi kurmanız daha pahalı hale gelir (uzun mesafeler için alüminyum tel bir seçenek olabilir - akılda tutulması gereken bir şey).
Dikey Rüzgar Türbinleri Türbülansdan etiklenirmi
Bu arada, aynı yerleştirme kuralları Dikey Eksenli Rüzgar Türbinleri (veya VAWT'ler) için de geçerlidir. Normal pervane tipi türbinler Yatay Eksenli Rüzgar Türbinleridir (veya HAWT'ler). Şu anda, birçok yeni dikey eksen tasarımı dilimlenmiş ekmekten sonraki en iyi şey olarak tanıtılıyor; satış elemanları size "türbülanslı havada çalışıyorlar" ve "uzun bir kuleye ihtiyaçları yok" diyecektir. Ne yazık ki, bu doğruysa hiçbiri. Diğer rüzgar türbinleri gibi yakıta ihtiyaç duyarlar ve bu yakıt rüzgardır. Ayrıca işlerini yapmak için güzel, temiz, laminer hava akışına ihtiyaç duyarlar. Çok yönlü oldukları için hızla değişen rüzgar yönlerine biraz daha az duyarlıdırlar (ancak bir HAWT, yalpalayarak rüzgar yönünü aynı kolaylıkla takip edecektir). Aldanmayın: Eğer bulunduğunuz yerdeki rüzgar sürekli yön değiştiriyorsa, bu genellikle çok fazla türbülans olduğu anlamına gelir ve hiçbir rüzgar türbini (bir VAWT dahil) böyle bir yerde iyi performans göstermeyecektir.
Rüzgarüstü ve rüzgaraltı, hakim rüzgar yönüne göredir; rüzgarın çoğu zaman nereden estiği. Bir rüzgar atlası bazen hakim rüzgar yönünüzün ne olduğunu ve varsa bir tane olup olmadığını söyleyebilir. Bazı yerlerde kural kitabını okumayan rüzgarlar vardır ve orada birden fazla yönden esme olasılığı eşittir.
Herhangi bir rüzgar, türbinin dönmesi açısından işe yaramaz, bir rüzgar türbini aynı yönde düzgün hareket eden havaya ihtiyaç duyar. Girdaplar ve girdaplar, kısaca 'türbülans', bir rüzgar türbini için iyi bir enerji oluşturmaz. Rotor, türbülanslı rüzgardan enerji çıkaramaz ve türbülans nedeniyle sürekli değişen rüzgar yönü, türbininizin aşırı aşınmasına ve erken bozulmasına neden olur. Bu, türbininizi güçlü rüzgarları yakalayacak kadar yükseğe ve türbülanslı havanın üzerine yerleştirmek istediğiniz anlamına gelir. Kule fiyatı yükseklikle hızla arttığından, pratik ve uygun fiyatlı olanın bir sınırı vardır.
Bu nedenle aşırı binaların olduğu şehir içinde , ağaçlık bölgede rüzgara engel kısıtlamaları, olan bölgeler rüzgar türbini kurma konusunda daha pahalıya mal olur . Ayrıca daha yüksek rüzgar türbin direkleri/kuleler alternatörü yerden yükseğe kaldırdığı ve sesi önemli ölçüde azalttığı için daha az ses anlamına da gelebilir. Ses, türbinden (yerden yükseklik dahil) her iki katına çıktığında dört kat azalır, bu nedenle daha yüksek kuleler evde oturanlar ve komşuları için daha iyidir.
İmar yetkilileri için, güçlü rüzgarların önemi, türbinin görünürlüğü konusunda endişe duyan komşulara bir jest olarak kule yüksekliğinden ödün verilemeyeceği anlamına da gelir. Daha kısa bir rüzgar türbin direği kullanarak bir türbini komşulardan "gizlemek" neredeyse her zaman onu rüzgardan da gizlemek anlamına gelir.
Ayrıca iki daha kısa kurulum, tek ve daha uzun bir kurulum için kabul edilebilir bir alternatif oluşturmaz. Tek başına bir kule, bir sistemin toplam maliyetinin %50'sini veya daha fazlasını oluşturabilir, bu nedenle birden fazla daha kısa türbin (birden fazla kulede) sahibine tek ve daha uzun bir sistemden çok daha fazla maliyet çıkarır.
Ayrıca, bir türbinin jeneratör boyutunun (kilovat veya kW olarak ölçülen üretim kapasitesi) kule yüksekliğiyle çok az ilgisi olduğunu veya hiçbir ilgisi olmadığını akılda tutmak önemlidir. Bazen imar yönetmelikleri, örneğin 2 kW'lık bir türbinin her zaman 12 metre k bir kuleye karşılık geldiğini düşünerek, kule yüksekliklerini türbinin kapasitesinin boyutuna göre yanlışlıkla sınırlar. Durum böyle değildir. Uygun kule yüksekliği, çevredeki araziye, ağaçlara ve binalara ve rüzgar kaynağına bağlı olarak bir türbine eşleştirilir. Bu nedenle, varsa kule yüksekliği kısıtlamaları, bir sistemin üretim kapasitesine karşılık gelecek şekilde tasarlanmaktan ziyade yalnızca ses ve güvenlik endişelerini yansıtmalıdır. Aslında çoğu zaman, yerleşik ses ve geri çekilme gereksinimleri, küçük rüzgar sistemleri için yönetmeliklerde yükseklikten bahsetme ihtiyacını bile ortadan kaldırır.