Rüzgar Türbinlerinde Kapasite Faktörü ve Türbin Sınıfı ĠliĢkisi



Benzer belgeler
Kırıkkale Üniversitesi ne Kurulacak Olan Rüzgar Türbini İçin Enerji ve Maliyet Analizinin Yapılması

RETScreen International ve ALWIN Yazılımları Kullanılarak Rüzgar Enerji Santrali Proje Analizi

ENERJĐ ELDESĐNDE ORTALAMA RÜZGAR HIZI ÖLÇÜM ARALIĞI ve HELLMANN KATSAYISININ ÖNEMĐ: SÖKE ÖRNEĞĐ

TÜRKİYE NİN GÜNEY, GÜNEYBATI VE BATI BÖLGELERİNDEKİ RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ

ORTALAMA RÜZGAR VERİLERİ ÜZERİNDEN RÜZGAR ENERJİSİ SANTRALLERİ İÇİN ÖN FİZİBİLİTE YAPILMASI: GEDİZ ÜNİVERSİTESİ 100 kw RES UYGULAMASI

Yenilenebilir Enerji Kaynaklarına Geçiş Sürecinin Planlanmasında Doğrusal En İyileme Tekniğinin Kullanılması

Su Yapıları II Aktif Hacim

Balıkesir Üniversitesi Çağış Kampüsü rüzgar enerjisi potansiyelinin araştırılması

Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Bornova ĐZMĐR Bornova ĐZMĐR

Küçük Ölçekli Rüzgar Türbinlerinin İzmir Bölgesindeki Yıllık Üretimlerinin Belirlenmesi

RÜZGAR ÇİFTLİĞİ POTANSİYELİNİN GÜVENİLİRLİĞE DAYALI TEORİK DAĞILIMI

İnönü Bulvarı No:27, 06490, Bahçelievler / Ankara-Türkiye hasan.tiryaki@euas.gov.tr, mehmet.bulut@euas.gov.tr. ikocaarslan@kku.edu.

RÜZGÂR TÜRBİNLERİNDE MİL MOMENTİ VE GÜÇ

NL lmk : NU t k : Y t lmk : TEF t : E ijmlk : Q t mlk :

DEĞİŞKEN HIZLI RÜZGÂR TÜRBİNİ SİSTEMLERİNİN ÇIKIŞ (GÜÇ) KARAKTERİSTİĞİNİN MODELLENMESİ

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ GÖKÇEADA NIN ELEKTRİK ENERJİSİ İHTİYACININ RÜZGAR ENERJİSİ İLE KARŞILANMASI

TÜRKİYE ELEKTRİK PİYASASİNDA RÜZGAR ENERJİSİ

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

KahramanmaraĢ Sütçü Ġmam Üniversitesi Ana Kampüste Rüzgar Enerji Potansiyeli AraĢtırması ve Değerlendirmesi

eyd Ekonomik Yaklaşım Derneği / Association

KONYA İLİ SICAKLIK VERİLERİNİN ÇİFTDOĞRUSAL ZAMAN SERİSİ MODELİ İLE MODELLENMESİ

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ

PNÖMATİK TAŞIMA SİSTEMLERİ VE OPTİMUM TAŞIMA HIZININ BELİRLENMESİNDE KULLANILAN EŞİTLİKLER

Mehmet KURBAN, Yeliz MERT KANTAR, Fatih Onur HOCAOĞLU

Abs tract: Key Words: Fırat SALMANOĞLU Numan S. ÇETİN

DEĞĠġKEN KATKILI BĠREYSEL EMEKLĠLĠK PLANLARI VE OPTĠMAL YATIRIM STRATEJĠSĠ

TİCARİ NÜKLEER SANTRAL MODELLERİNİN YAKIT MASRAFLARINA GÖRE ELEKTRİK ÜRETİM MALİYETLERİNİN DEĞERLENDİLİRMESİ

TÜRKİYE EKONOMİSİ İÇİN TÜKETİM FONKSİYONU TAHMİNİ ( )

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARINDAN 500 kw A KADAR LİSANSSIZ ENERJİ ÜRETİMİ VE FİZİBİLİTE ANALİZİ

GEFRAN PID KONTROL CİHAZLARI

MIT Açık Ders Malzemesi İstatistiksel Mekanik II: Alanların İstatistiksel Fiziği 2008 Bahar

Ayhan Topçu Accepted: January ISSN : ayhan_topcu@hotmail.com Ankara-Turkey

ONDOKUZ MAYIS ÜNĐVERSĐTESĐ YERLEŞKESĐ RÜZGAR ENERJĐSĐ POTANSĐYELĐNĐN DÖNEMSEL DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

RÜZGAR ENERJİSİ TEKNOLOJİSİ

YER ALTI DOĞAL GAZ DEPOLAMA ŞİRKETLERİ İÇİN TARİFE HESAPLAMA USUL VE ESASLARI. BİRİNCİ KISIM Amaç, Kapsam, Dayanak, Tanımlar ve İstenecek Veriler

Burr Dağılımı Kullanılarak Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Tahmini

ÖZET WORKFORCE PLANNING FOR SEASONAL DEMANDS ABSTRACT

FİZİK-II DERSİ LABORATUVARI ( FL 2 4 )

SIVILAŞTIRILMIŞ DOĞAL GAZ DEPOLAMA ŞİRKETLERİ İÇİN TARİFE HESAPLAMA USUL VE ESASLARI


KÜÇÜK ÖLÇEKLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN İZMİR BÖLGESİNDEKİ YILLIK ÜRETİMLERİNİN BELİRLENMESİ

Hidrograf Analizi. Hiyetograf. Havza Çıkışı. Havza. Debi (m³/s) Hidrograf. Zaman (saat)

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi * Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Anabilim Dalı * Elektronik Laboratuarı I

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI

Anahtar Kelimeler: Temiz enerji, rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri, enerji üretimi

GEDİZ ÜNİVERSİTESİ HİBRİT ENERJİ SANTRALİ ve 100 kw RÜZGAR TÜRBİNİ UYGULAMASI

ORTALAMA GEÇMİŞ RÜZGAR VERİLERİ ÜZERİNDEN RÜZGAR ENERJİSİ SANTRALLERİ İÇİN ÖN FİZİBİLİTE YAPILMASI : GEDİZ ÜNİVERSİTESİ

Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech. 3(1): 73-78, 2013

1) Çelik Çatı Taşıyıcı Sisteminin Geometrik Özelliklerinin Belirlenmesi

Bölüm 9 FET li Yükselteçler

Türkiye de Rüzgar Enerjisi. Hakan Şener AKATA ETK Uzm. Yard.

= ae ), Nelder (1966) in geliştirdiği

RÜZGÂR TÜRBİNİ TAHMİNİ YILLIK ENERJİ ÜRETİM HESAPLAMA YÖNTEMLERİ ve ARAZİYE UYGUN RÜZGÂR TÜRBİNİ SEÇİMİ

YAPAY SİNİR AĞLARI İLE NİĞDE BÖLGESİNİN ELEKTRİK YÜK TAHMİNİ

ISI TRANSFERİ BAHAR 2010

GÜÇ SİSTEMLERİNDE KADEME DEĞİŞTİRİCİ TRANSFORMATÖRLERİN KAOTİK OSİLASYONLARI

Çift Üstel Düzeltme (Holt Metodu ile)

Türkiye Cumhuriyet Merkez Bankası Sayı: / 24 Mayıs 2010 EKONOMİ NOTLARI

BİRİM KÖK TESTLERİNDE YAPISAL KIRILMA ZAMANININ İÇSEL OLARAK BELİRLENMESİ PROBLEMİ: ALTERNATİF YAKLAŞIMLARIN PERFORMANSLARI

Ege Denizi Rüzgar Atlası ve Deniz Üstü Rüzgar Ölçümleri

DOĞAL GAZ DEPOLAMA ġġrketlerġ ĠÇĠN TARĠFE HESAPLAMA USUL VE ESASLARI. BĠRĠNCĠ KISIM Amaç, Kapsam, Dayanak, Tanımlar ve Ġstenecek Veriler

YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DOĞALGAZ TÜKETİM TAHMİNİ

Abstract: Key Words: Serdar GÜLTUTAN ÖZET

Rüzgar Enerjisi Potansiyelinin Belirlenmesi: Tınaztepe Yerleşkesi Örneği. Determination of the Wind Energy Potential: Tinaztepe Campus Case Study

Araştırma Makalesi / Research Article. Rüzgâr Verilerinin Enerji Üretimi Amaçlı Değerlendirilmesi

Eş Zamanlı Yazılımlarda Güvenilirlik Analizi : Literatür Taraması

Zonguldak-Ulus Orman İşletme Müdürlüğü Göknar, Kayın ve Karaçam Ağaç Türleri için Kütük Çapı ve Boyu ile Göğüs Çapı

EKONOMÝK GÖSTERGELERÝN VE DIÞ ORTAM SICAKLIÐININ ETKÝLERÝ

Doç. Dr. Raşit ATA. ÖĞRENİM DURUMU Derece Üniversite Bölüm / Program Yıllar Lisans Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği

Box-Jenkıns Modelleri ile Aylık Döviz Kuru Tahmini Üzerine Bir Uygulama

TÜRK STANDARDI TURKISH STANDARD

Türkiye çin Pencerelerden Geçen Güne I ınımının Analizi

EŞANLI DENKLEMLİ MODELLER

RÜZGAR ENERJİSİ. Cihan DÜNDAR. Tel: Faks :

ANALİTİK HİYERARŞİ PROSES YÖNTEMİ İLE RÜZGAR TÜRBİN SEÇİMİ. Selçuk Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, KONYA

6.2. Güç Denklemleri: Güç, tanım olarak transfer edilen enerji veya yapılan işin oranıdır. Matematiksel olarak, W P = (6.1) t

Politeknik Dergisi, 2016; 19 (4) : Journal of Polytechnic, 2016; 19 (4) : TOKAT

İŞSİZLİK VE İNTİHAR İLİŞKİSİ: VAR ANALİZİ Ferhat TOPBAŞ *

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ. UĞUR BİCAN Elektrik Mühendisi EMO Ankara Şubesi Enerji Komisyonu

Enerji tasarrufu için yer altına gömülü çelik borularda yalıtımın ekonomik faydaları

YAPAY SİNİR AĞLARI VE ARIMA MODELLERİNİN MELEZ YAKLAŞIMI İLE ZAMAN SERİLERİNDE ÖNGÖRÜ

MANİSA / KIRKAĞAÇ RÜZGÂR POTANSİYELİNİN İNCELENMESİ. N. Sinan KÖKSAL

The Nonlinear Models with Measurement Error and Least Squares Estimation

Table 1. Reservoir/Well/Fluid Data Reservoir Thickness, h, Well radius, r w,, ft Fluid viscosity, μ, 0.8 cp Formation volume factor, B o,

FİZİK II LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

YELİ EMO SAMSUN ŞUBESİ EYLÜL MUSTAFA ÇALIŞKAN Makine Yüksek Mühendisi EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şube Müdür V.

Rüzgar Enerjisi Kullanılarak Gebze de Bir Evin Elektrik İhtiyacının Karşılanması Wind Energy Usage in a House in Gebze

GEÇİŞ EKONOMİLERİ VE TÜRK TARIM SEKTÖRÜNDE ETKİNLİK VE TOPLAM FAKTÖR VERİMLİLİĞİ ANALİZİ ( )

BÖLÜM-8 HİDROGRAF ANALİZİ 8.1 GİRİŞ 8.2 HİDROGRAFIN ELEMANLARI

YELİ VE MEVCUT YATIRIMLAR

FİZİK II LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

Modern endüstri tesislerinde yer alan en önemli

TÜRKİYE'DE ŞEKER FİYATLARINDAKİ DEĞİŞİMİN OLASI ETKİLERİNİN TAHMİNİ: BİR SİMÜLASYON DENEMESİ

3 kw OTONOM BİR RÜZGAR TÜRBİNİ KURULUMU VE ENERJİ ELDESİ

FORECASTING TOURISM DEMAND BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS AND TIME SERIES METHODS: A COMPARATIVE ANALYSIS IN INBOUND TOURISM DEMAND TO ANTALYA

Bölüm 3 HAREKETLİ ORTALAMALAR VE DÜZLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

Manisa Bölgesinde Verimlilik Amaçlı Ölçülen Rüzgar Yönlerinin Fizibilite Değerlendirmesi

Kabul Edilmiş Makale/Accepted Manuscript

Türkiye de Enerji Üretiminde Fosil Yakıt Kullanımı ve Co2 Emisyonu İlişkisi: Bir Senaryo Analizi

Transkript:

6 h Inernaional Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 11, Elazığ, Turkey Rüzgar Türbinlerinde Kapasie Fakörü ve Türbin ı ĠliĢkisi N.S. Çein 1, H. Çelik, K. BaĢaran 3 1 Ege Üniversiesi, Izmir/Türkiye, numan.sabi.cein@ege.edu.r. Dokuz Eylül Üniversiesi, Izmir/ Türkiye, hakan.celik@deu.edu.r 3 Adnan Menderes Üniversiesi, Aydın/ Türkiye, kbasaran@adu.edu.r Capaciy Facor in Wind Turbines and Turbine- Class Relaionship Absrac In his sudy, i was analized he performance of he wind rubunes has he, MW around he region of Izmir- Menemen depends on he wind cracerisics. For his purpose, he daas of Menemen meeorology saion for he year of 8 were used. The daas ha go in he shape of serial of he ime per hour on he heigh of 1 meers been carried/moved o he 8-1 heigh by using Hellman correlaion. Laer, wih he daas of he wind ha were raed as on he basis of monhly & annual average daas been examined by using Rayleigh prospec dispersal funcion wih comparisons and he wind characerisic of he region Menemen been came ou. I was calculaed he differen capaciy facors and oal annual producion of energy for he differen ribune classes according o he sandar of IEC 641-1. In he power of, MW on he heigh of 8 m 1 m and in six differen classes wind ribunes been analized wih comparing each oher.as such way, i was searched he accordance of he ribune classes wih ribune performance. Keywords Wind Turbine, Capaciy Facor, IEC 641-1, Menemen F I. GIRIġ osil yakıların çevre üzerindeki negaif ekilerinin arması Türkiye nin de içinde olduğu pek çok ülkeyi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmiģir. Günümüzde, emiz, yerel ve yenilenebilir enerji yalnızca Türkiye de değil büün dünya da gelecek yaģamın orak anaharı olarak görülmekedir. Türkiye coğrafi pozisyonu gereği soğuk Avrupa rüzgarları ve sıcak Asya ve Afrika sisemlerinin ekisinde olup aynı zamanda çok geniģ bir sıcaklık ve iklim farklılığına sahipir[1]. Türkiye rüzgar kaynaklarının dağılımını beliren Türkiye Rüzgar Enerjisi Poansiyeli Alası (REPA) [] bilgilerine göre; yıllık oralamalarda Türkiye nin en iyi rüzgar kaynağı alanları Ege ve Marmara sahilleri olarak görülmekedir. Özellikle Ege Denizi nin kuzeydoğusunda Ģiddeli rüzgarlar bulunmakadır. Rüzgar hızları açısından Türkiye nin coğrafi bölgelerine bakıldığında 1m yükseklike yapılan yıllık oralama rüzgar hızları Ģu Ģekildedir; Marmara 3.3m/s, Güney Doğu Anadolu.7m/s, Ege.6m/s, Akdeniz.m/s, Karadeniz.4 m/s, Ġç Anadolu.m/s, Doğu Anadolu.1m/s, Türkiye oralaması.m/s [3]. Zengin bir rüzgar poansiyeline sahip olan Ege Bölgesi nde bazı nokalarda yapılan ölçümlerde yıllık oralama Ģu rüzgar hızlarına raslanmıģır; Akhisar.88m/s, Bababurnu.96m/s, Belen 6.97m/s, Daça.63m/s, Foça.73m/s, Gelendos.m/s, Gelibolu 6.8m/s, Gökçeada 7.3m/s, Söke 4.1m/s [4]. Ege bölgesi içinde, Ġzmir ili 11.81 MW eorik kapasiesi ile rüzgar enerjisi açısından oldukça zengin olup, bu poansiyel ile üreilecek oplam enerji mikarı, kapasie fakörü %3 alındığında, 31 Milyar kwh/yıl olduğu hesaplanmıģır[]. Yapılan lieraür aramasında Türkiye de Rüzgar enerjisi üzerine yapılan araģırma ve bilimsel yayınların özellikle li yıllardan sonra hızı kazandığı görülmekedir. Türkiye nin rüzgar poansiyeli ve genel enerji durumu[6], Türkiye nin Küahya[7], Gökçeada[8], Ġzmir[9], Anakya[1], Maden-Elazığ[11], Uludağ[1], gibi değiģik bölgelerinde rüzgar enerjisi poansiyeli ve değerlendirilmesi araģırmaları ve rüzgar enerjisinin eknoekonomik analizi üzerine araģırmalar yapılmıģır[13]. Bununla birlike Rayleigh, Weibull olasılık yoğunluk fonksiyonlarını kullanarak rüzgar karakerisiği ve isaisiği ile ilgili yapılan çalıģmaların yanında [14], Rüzgar Türbinleri ile rüzgar karakerisikleri arasındaki iliģkiyi inceleyen yayınlar da bulunmakadır [1]. Bu çalıģmada Ege Bölgesinin kıyı Ģeridinde yer alan Menemen-Ġzmir bölgesi rüzgar karakerisiği incelenmiģir. ÇalıĢmada, Menemen Meeoroloji Ġsasyonunun (Enlem:38 36' K Boylam:7 4' D) 1m yükseklike yapığı 8 yılı saalik rüzgar verileri kullanılmıģır. Menemen rüzgar karakerisiğine bağlı olarak incelenmek üzere dünyanın önde gelen rüzgar ürbini üreicisi; Furhlander[16] ve Wind o Energy[17] firmalarına ai. MW gücünde yüksek güçlü ürbinler seçilmiģir. Seçilen rüzgar ürbinleri IEC 641-1 [18] sandardı ile belirlenen I,II,II sınıflarına göre kaegorize edilmiģir. Türbin sınıflarının kapasie fakörüne ve yıllık enerji üreimlerine ekisi karģılaģırılarak ürbin sınıfı ve ürbin performansları arasındaki iliģki incelenmiģir. II. RÜZGAR KARAKTERISTIĞI Rüzgar hızları zemine yakın yerlerde yükseklikle değiģmekedir. Herhangi bir yükseklike ölçülen rüzgar hızı ile baģka bir yükseklikeki rüzgar hızı ahmin edilebilmekedir. Bunun için en yaygın olarak kullanılan bağını Hellmann bağınısıdır [19]. 131

Olasılık Yoğunluk Fonksiyonu Oralama. Rrüzgar Hızı (m/s) N.S. ÇETİN, H. Çelik and K. Başaran V W H VWref H ref Formül (1) de; VWref ref (1) V W hesaplanması isenen rüzgar hızı, ölçüm yapılan yükseklikeki referans rüzgar hızı, H ölçüm yapılan referans yükseklik, H rüzgar hızı hesaplanması isenen yüksekliği gösermekedir. Hellmann sabii olarak bilinen ise rüzgar hızının ölçüldüğü yere bağlıdır[9]. Bu çalıģmada Hellmann sabii. olarak kabul edilmiģir. Yüksekliğe bağlı yıllık bazda rüzgar hızı oralamaları ġekil 1. de göserilmiģir. Buna göre;1m de 3.33m/s, 8m de,6m/s ve 1m de,9m/s olarak hesaplanmıģır. 6 4 3 1 Yıllık Oralama Rüzgar Hızları 1 3 4 6 7 8 9 1 Yükseklik (m) ġekil 1: Yüksekliğe bağlı yıllık oralama rüzgar hızları. Menemen Meeoroloji isasyonunun yapmıģ olduğu 8 yılı saalik rüzgar ölçümlerinin aylık oralamaları 1m, 8m ve 1m için hesaplanmıģ ve ġekil. de göserilmiģir. 8 7 6 4 1m 8m 1m Rüzgar gücü ifadesi formül () ile göserilmiģir[11,1]. P( V ) 1 3 AV () PV rüzgardan elde edilen gücü (Wa), 1. (kg/m 3 ) hava yoğunluğunu, A (m ) süpürme alanını, V (m/s) rüzgar hızını gösermekedir. Rüzgar gücü bağınısından rüzgar enerjisinin rüzgar hızının küpüyle oranılı olduğu görülmekedir. Buna göre Aralık, Ocak, ġuba ve Mar aylarında en yüksek rüzgar gücüne ulaģılmakadır. A. Rayleigh Dağılımı Rüzgar hızının dağılımın belirlenmesinde kullanılan farklı yönemler vardır. Rayleigh dağılımı en yaygın kullanılan dağılımlardan birisidir. Rayleigh dağılımı ek paramereli olduğu için esnekliği az faka paramerelerinin hesaplanması daha kolaydır []. Bir çok alanda yapılan rüzgar hızı ölçümleri, yıllık rüzgar hızı esme sayısı değerlerinin Rayleigh dağılım fonksiyonuna büyük ölçüde uyduğunu gösermiģir[1]. Rayleigh modeli Weibull modelinin özel ve basileģirilmiģ bir halidir. Bu modelde Weibull modelindeki Ģekil fakörü k nın ye eģi olabileceği kabul edilir. Rayleigh modelinde olasılık yoğunluk fonksiyonu ve kümülaif dağılım fonksiyonunu Ģu Ģekildedir []; k v v fr( v) exp vm 4 v m v FR ( v) 1 e xp 4 v m Denklem (3) ve (4) e göre; f () v olasılık dağılım fonksiyonu, R F () R v kümülaif dağılım fonksiyonu v Oralama rüzgar hızı (m/s), k Ģekil parameresini m (3) (4) v Rüzgar hızı (m/s), gösermekedir. Hesaplamalarda k= olarak alınmıģır. 3 1,16,14,1 Gerçek Değer 8m Rayleigh Dağılım 8m OCA ġub MAR NĠS MAY HAZ TEM AGU EYL EKM KAS ARA ġekil : Yüksekliğe bağlı aylık oralama rüzgar hızları. Aylık oralamalar bazında rüzgar hızlarına bakıldığında Aralık, Ocak, ġuba ve Mar aylarında en yüksek rüzgar hızlarına ulaģıldığı görülmekedir. Bahar ve yaz aylardaki rüzgar hızları bu aylara göre göreceli olarak daha düģük düzeyde kalmakadır. Buna göre en yüksek rüzgar hızlarının görüldüğü ay Ocak ayı olup en düģük rüzgar hızlarının ölçüldüğü ay Mayıs ayıdır.,1,8,6,4,, 1 3 7 9 11 13 1 17 19 1 3 13

Yıllık Esme Süresi (saa/yıl). Yıllık Esme Süresi (saa/yıl). Olasılık Yoğunluk Fonksiyonu. Rüzgar Türbinlerinde Kapasie Fakörü ve Türbin ı İlişkisi ġekil 3: 8m Yükeseklik için gerçek değer ve Rayleigh dağılımı.,16,14,1,1,8,6,4,, 1 3 7 9 11 13 1 17 19 1 3 Gerçek Değer 1m Rayleigh Dağılımı 1m ġekil 4: 1m Yükseklik için gerçek değer ve Rayleigh dağılımı. Bir yıllık rüzgar hızları esme sürelerinin dağılımları, gerçek değer ve Rayleigh dağılımları 8m ve 1m yükseklik için ġekil. ve 6. da göserilmiģir. 3 3 1 1 1-3-4-6 7-8 9-1 11-1 13-14 1-16 17-18 Gerçek 8m Rayleigh 8m ġekil : 8 m Yükseklik için yıllık rüzgar hızı esme süreleri. 3 Gerçek 1m Rayleigh 1m Rüzgar Türbini Generaör Siemleri-Bölüm 1 Güvenlik KoĢulları nı 1994 yılında, ikinci sürümünü de 1997 yılında yayınladı[3,4]. Bazı önemli değiģikliklerle gözden geçirilmiģ olarak ve yeni numarası IEC 641-1 ile 1999 yılında yeniden yayınlandı. Son olarak; rüzgar ve ürbülans sınıfları ve modeller, yük durum anımlamaları, yük analizleri, konrol, mekanik sisem ve konum değerlendirmeleri gözden geçirilerek IEC 641-1 sandardı yılında yayınlanmıģır[]. Bu sandarda göre günümüzde rüzgar ürbinleri asarım ve rüzgar koģulları açısından dör sınıfa ayrılmıģır. lar rüzgar hızları ve ürbülans verilerine göre anımlanmıģır[6]. Rüzgar hız paramereleri her bir sınıf için Tablo 1. de verilmiģir. Hesaplamalarda hava yoğunluğu 1. kg/m 3 kabul edilmiģir. Tablo 1: Rüzgar Türbin ları için Rüzgar Hızı Paramereleri. Paramereler I II III IV Referans Rüzgar Hızı, U ref (m/s) 4, 37, 3 Yıllık Oralama Rüzgar Hızı, U ave (m/s) 1 8, 7, 6 yıl içinde görülebilecek en yüksek 7 9,, 4 hız, 1,4U ref (m/s) 1 yıl içinde görülebilecek en yüksek, 44,6 39,4 31, hız, 1,U ref (m/s) A I 1 a,18,18,18,18 B I 1 a,163,163,163,163 Türbin sınıflarına bakıldığında rüzgar hızının belirleyici olduğu görülmekedir. ı I olan ürbinlerin yüksek rüzgar hızlarına daha dayanıklı olduğu ve sınıf arıkça yüksek rüzgar hızlarına olan dayanımın azaldığı görülmekedir. Rüzgar enerjisi projelerinin baģarısı, rüzgar çifliklerinin yerleģimi ve ürbin ipi seçimi rüzgar kaynaklarına bağlıdır. IEC 641-1 sandardının amacı bir kurulum prookolü ürbin sınıflandırma siemi ile ürbin güveliğini ve konuģlanmasını sağlamakır[7]. 1 1 1-3-4-6 7-8 9-1 11-1 13-14 1-16 17-18 ġekil : 8 m Yükseklik için yıllık rüzgar hızı esme süreleri. III. RÜZGAR TÜRBINLERI A. Rüzgar Türbinlerinin landırılması Uluslararası Elekroeknik Komisyonu (IEC) 1988 yılında çalıģmaya baģladığı ilk uluslararası sandar olan IEC 14-1 B. Seçilen Türbinlerin Teknik Özellikleri Bu çalıģmada Fuhrlander ve Wind o Energy firmalarının,mw gücünde aynı çap ve süpürme alanına sahip faka farklı sınıfa alı farklı modeli incelenmiģir. Türbinler IEC 641-1 sandardına göre Ia-b, IIa-b, IIIa-b Ģeklinde üreici firmalar arafından sınıflandırılmıģır. Türbinler üreim sınıflarına göre I,II,III sınıflarına ayrılarak her bir sınıf kendi içerisinde ve genel değerlendirme içerisinde incelenmiģir. Türbinlere ai eknik veriler üreici firma kaaloglarından elde edilmiģir. Tablo. de;, MW gücündeki ürbin modelleri, sınıfları, roor çapları, nominal hızları, devreye girme ve devreden çıkma hızları göserilmiģir. Tablo : Hesaplamada kullanılan ürbinlerin eknik özellikleri. 133

Türbin Çıkış Gücü (kw) Kapasie Fakörü Türbin Markası Model ı IEC 614-1 Roor Çapı (m) Devreye Girme Hızı (m/s) Nominal Hızı (m/s) Devreden Çıkma Hızı (m/s) N.S. ÇETİN, H. Çelik and K. Başaran fakörü hem üreiciler hem de kullanıcılar acısından bilinmesi gereken önemli bir performans parameresidir. Kapasie Fakörü belirli bir zaman diliminde üreilen enerjinin o zaman diliminde üreilebilecek maksimum enerjiye bölümüdür ve Ģu Ģekilde ifade edilir [19,9]; FUHRLAN DER WIND TO ENERGY FUHRLAN DER WIND TO ENERGY FUHRLAN DER WIND TO ENERGY FL (A) 1a 8 4 14, W 8 1a 8 4 14, FL (B) a 9 4 13 W 9 a 9 4 13 FL (C) 3a 1 3, 11, W 1 3a 1 3, 11, Türbinlerin sınıflarıyla diğer özellikleri karģılaģırıldığında; roor yarıçaplarının genel olarak ürbin sınıfıyla uyumlu olduğu, roor yarıçapların 8 ve 1m arasında değiģiği ve buna bağlı olarak süpürme alanlarının da değiģiği, ürbinlerin 3,-4m/s rüzgar hızı aralığında devre ye girdiği, nominal hızlarının 11,-14,m/s rüzgar hızları arasında değiģiği, devreden çıkma hızlarının genel olarak m/s olduğu görülmekedir. ġekil. de ı I-II-II olan Wind o Energy (W) ve Furhlander (FL) marka ve modellere ai ürbin güç eğrileri görülmekedir. 3... 1. 1. W8 FL (A) W 9 FL (B) W 1 FL (C) SINIF I-II-III C E ou f () Er Formülde (); C Kapasie Fakörü, E 876 P ürbinin f yıllık üreebileceği maksimum enerji, r P Türbin çıkıģ gücü, E ou ürbinin üreiği gerçek enerji mikarını gösermekedir. Türkiye için rüzgar ürbinleri için hesaplanan kapasie fakörünün % ve üzerinde olması yaırım için uygun görülmekedir[3].,3,,,1,1, FL 8m Gerçek 8m Rayleigh 1m Gerçek 1m Rayleigh W 1 FL (B) W 9 FL (A) Türbin Modelleri ġekli 6. 8m ve 1m yükseklik için kapasie fakörü W 8 1m ve 8m hub yükseklikleri için yapılan kapasie fakörü hesaplamaları ġekil 6. da göserilmiģir. 8m yükseklik için yapılan hesaplamalarda büün modellerin kapasie fakörlerinin 1m yüksekliğe göre daha düģük oranda çıkığı görülmekedir. Rüzgar ürbinlerinin kapasie fakörlerine ürbin sınıfları açısından bakıldığında ürbin sınıfı ve kapasie fakörü arasında belirgin bir iliģki olduğu söylenebilir. Gerek 1m gerekse 8m yükseklik için en iyi kapasie fakörü sınıfı III olan ürbinlerde olduğu görülmekedir. Daha sonra sınıf II ve sınıf I gelmekedir. 1 3 7 9 11 13 1 17 19 1 3 ġekil : Türbinlere ai güç eğrileri. IV. KAPASITE FAKTÖRÜ V. YILLIK ENERJI ÜRETIMI Türbinlerin bir yıllık enerji üreimlerinin hesaplanmasında ürbin güç eğrilerinden yararlanılmıģır. Güç eğrilerinden ürbinlerin devreye girme (cu in) ve devreden çıkma (cu ou) hızları ve hangi rüzgar hızında ne kadar enerji üreikleri belirlenmiģir[1]. Rüzgar ürbinlerinin eknik özellikleri ve eknik performansları göz önüne alındığında, ürbinlerin kapasie fakörlerinin yüksek rüzgar poansiyeline sahip bölgelerden, direk ekilendiği görülmekedir. Bu da ürbin yaırımlarının daha kısa sürede geri ödenmesine olanak sağlar[8]. Kapasie E T P (6) ou Formülde (6) belirli bir hızdaki rüzgarın esme süresini, P ise belirli bir hızda esen rüzgara karģılık ürbin çıkıģ gücünü 134

Yıllık üreilen Enerji (kwh) Rüzgar Türbinlerinde Kapasie Fakörü ve Türbin ı İlişkisi gösermekedir. Rüzgar ürbinlerinden beklenen yapılan yaırım maliyelerini en kısa süre geri kazanıp üreiği enerjiyi kâra dönüģürmesidir. Bu amaçla seçilen bölgenin rüzgar karakerisiği çok(büyük) önem aģımakadır. IEC 641-1 sandardına göre ürbin lar açısından bakıldığında genel olarak en yüksek enerji üreiminin sınıf III e, daha sonra sınıf II ve sınıf I de gerçekleģiği görülmekedir. 7.. 6.... 4.. 3.... 1.. FL (C) W 1 FL (B) Türbin Modelleri W 9 FL (A) 1m 8m W 8 ġekli 7: Türbinlerin yüksekliğe bağlı yıllık enerji üreimleri. VI. SONUÇLAR Menemen Ġlçesi Ege Bölgesinin yüksek rüzgar hızlarına sahip bölgeleri kadar olmasa da 1m yükseklik için Ege Bölgesi oralaması olan,6m/s yıllık rüzgar oralamasının üzerinde bir poansiyele sahipir. Menemen bölgesinin yıllık oralama rüzgar hızlarının; 1m de 3.33m/s, 8m de,6m/s ve 1m de,9m/s olduğu hesaplanmıģır. Aylık ölçümlerde; Aralık, Ocak, ġuba, Mar aylarının en yüksek rüzgar poansiyeline sahip aylar, Mayıs ve Eylül aylarının ise yılın en düģük rüzgar oralamasına sahip olduğu aylar olduğu görülmüģür. IEC 641-1 sandardına göre ürbinler dör sınıfa ayrılmakadır. Bu sandara belirleyici olan unsur, ürbin güvenliği açısından rüzgar hızlarıdır. Seçilen. MW gücündeki ürbinlerin gruplandırılmasında üç sınıf oraya çıkmıģır. Tablo 1. e göre ürbin sınıfı ve yıllık oralama rüzgar hızı arasındaki; sınıf I için 1m/s, sınıf II için 8.m/s, sınıf III için 7.m/s olarak göserilmiģir. Bu açıdan Menemen bölgesi rüzgar karakerisiğine en uygun olan ürbin sınıfı III ür. Türbin yarıçapları ve sınıfları arasındaki iliģkiye bakıldığında; I deki ürbinler 8m, sınıf II de 9m, sınıf III e 1m roor yarıçaplarına sahip oldukları görülmekedir (Tablo ). arıkça roor yarıçapı da büyümekedir. Türbinlerin devreye girme hızları 3,-4 m/s aralığında ve devreden çıkma hızları m/s de olmakadır. Türbinlerin düģük hızlarda devreye girme ve düģük hızlarda nominal güce ulaģmaları, performanslarını ekileyen fakörlerin baģında gelmekedir. Bu özellik, sınıfı III olan ürbinlerde görülmekedir (Tablo ). Kapasie fakörü, ürbinlerin seçiminde önemli bir fakördür. Rüzgar karakerisiğine bağlı olarak yüksek kapasie fakörüne sahip ürbin seçimi doğru bir ercihir. ġekil 6 ya bakıldığında ürbin sınıfları ve kapasie fakörü arasındaki iliģki görülmekedir. Buna göre en yüksek kapasie fakörleri sınıfı III olan ürbinlere aiir. Kapasie Fakörü değiģimi yüksekliğe bağlı olarak, yükseken düģüğe sınıf III, II, I seklinde olduğu görülmekedir. Kapasie faköründe diğer bir belirleyici unsurunda yükseklik olduğu görülmekedir. Kapasie Fakörü hesaplamasında Rayleigh dağılımının gerek 8m ve gerekse 1m yükseklik için gerçek değerlerden daha düģük olduğu görülmüģür ( ġekil 6). ġekil 7 de ürbinlerin yıllık enerji üreimleri ile sınıfları arasındaki iliģki görülmekedir. ı III olan rüzgar ürbinleri yıllık en yüksek enerji üreimine sahipir. Bu sonuçlar ıģığında Menemen bölgesi rüzgar karakerisiğine bağlı olarak, MW gücündeki en uygun ürbinlerin sınıfı III e ai olduğu belirlenmiģir. IEC 641-1 sandardına göre ifade edilen ürbin sınıfları ile bölgesel rüzgar karakerisiğinin iliģkili olduğu ve ürbin performansının belirlenmesinde ürbin sınıflarının bir paramere olarak kullanılabileceği görülmüģür. REFERANSLAR [1] E. Erdoğdu, On he wind energy in Turkey, Renewable and Susainable Energy Rewiews, vol.13, pp.1361-1371, 9. [] Elekrik ĠĢleri Eü Ġdaresi, hp://www.eie.gov.r/ (EriĢim 11..1) [3] R.T. Oğulaa, Energy Secor and wind energy poenial in Turkey, Renewable and Susainable Energy Rewiews, vol.7,pp 469-484, 3. [4] M. Bilgili, B. ġahin, and E., Wind energy densiy in he souhern, souwesern, and wesern region of Turkey, Thermal Science and Technology,vol.3,pp 1-1, 1. [] M. BOZTEPE, Ġzmir Ve Çevresinde Yenilenebilir Enerji Kaynakları Poansiyeli ve Kullanımı, TMMOB Ġzmir Ken Sempozyumu. 8-1/1/9 Tepekule Kongre Merkezi-Ġzmir. [6] Ö. Güler, Wind energy saus in elecical energy producion of Turkey, Renewable and Susainable Energy Rewiews, vol.13, pp 473-478, 9. [7] R. Köse, M. A. Ögür ve O. ErbaĢ ve A. Tuğcu, The Analiysis of wind daa and wind energy poenial in Kuahya, Turkey. Renewable and Susainable Energy Rewiews, vol.8, pp. 77-88, 4. [8] N. Eskin, H. Arar ve S. Tolun wind energy poenial of Gökçeada Island in Turkey. Renewable and Susainable Energy Rewiews, vol.1, pp. 839-81, 8. [9] A. Özdamar, N. Özbaa, A. Akın, ve E.D. Yıldırım, An applicaion of combined wind and solar energy sysem in Ġzmir. Renewable and Susainable Energy Rewiews,vol. 9, pp. 64-637,. [1] M. Bilgili, B. ġahin, ve A. Kahraman, Wind energy poenial in Anakya and Ġskenderun regions Turkey. Renewable Energy, vol. 9, pp. 1733-174, 4. [11] E.K. Akpınar, ve S. Akpınar, Deerminaion of he wind energy poenial for Maden-Elazığ, Turkey. Energy Conversion and Managemen vol.4, pp. 91-914,4. [1] A. Uçar, ve F. Balo, Invesigeion of wind characerisic and assessmen of wind generaion poenialiy in Uludağ-Bursa, Turkey. Vol.86, pp. 333-339, 9. 13

N.S. ÇETİN, H. Çelik and K. Başaran [13] O. Araslan, Technoeconomic analiysis of elecric generaion from wind energy in Küahya Turkey. Energy, vol. 3, pp.1-131, 1. [14] E.K. Akpınar, ve S.Akpınar, A saisical analysis of wind speed daa used in insallaion of wind energy conversion sysems. Energy Conversion and Managemen, vol.46, pp. 1-3,. [1] T.S.J. Chang, Y.T. Wu, H.Y. Hsu, C.R. Chu, C.M. Liao, Assessmen of wind characerisics and wind urbine characerisics in Taiwan. Renewable Energy,vol. 8, pp. 81-871, 3. [16] hp://www.fuhrlaender.de/ (EriĢim Tarihi: 6.4.1) [17] hp://www.we-rosock.de/en/sar/ [18] hp://www.iec.ch/ (EriĢim Tarihi: 6.4.1) [19] E.K. Akpınar, ve S.Akpınar, An assessmen on seasonal analysis of wind energy characerisics and wind urbine characerisics. Energy Conversion and Managemen, vol. 46, pp. 1848-1867,. [] M.Kurban, Y.M. Kanar, ve F.O. Hocaoğlu, Rüzgar enerjisi poansiyelinin araģırılmasında Weibull ve Rayleigh dağılımlarının kullanılması, Sakarya Üniversiesi Fen Bilimleri Dergisi, cil 1, sayı 1, pp. 14-1, 6. [1] A. Özdamar, Rüzgar enerjisi ve rüzgar ürbinlerine genel bakıģ. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu Ġzmir, 18- Ocak 1. [] A. N. Çelik. A saisical analysis of wind power densiy based on he Weibull and Rayleigh models a he souhern region of Turkey. Renewable Energy, vol. 9, pp. 93-64, 3. [3] T. Buron, D. Sharpe, N. Jenkins, and E. Bossanyi, Wind Enegy Handbook, 1, UK, Page 9-1. [4] C.H.J. Sork, C.P. Buerfield, W. Holley, P.H. Madsen, and P.H. Jensen, Wind Condiions for wind urbine design proporsals for revision of he IEC 14-1 sandard, Journal of Wind Engineering and Indusrial Aerodynamics, vol. 74-76, pp. 443-44, 1998. [] K.Freudenreich and K. Argyriadis, The Load Level of Modern Wind Turbines according o IEC 614-1, Journal of Physics: Conference Series 7, pp.1-11, 7. [6] E. Hau. Wind Turbines, New York: Springer Berlin Heilderberg. [7] M. Nielsen, H.E. Jorensen and S.T. Frandsen, Wind and wake models for IEC 614-1 sie assessmen, Europen s premier wind energy even (ewec), pp. 1-6, 9. [8] Ö. Özgener, Türkiye de ve Dünya da rüzgar enerjisi kullanımı., DEÜ Mühendislik Fakülesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, Cil: 4 Sayı: 3,pp 19-173.. [9] A. ġenkal, N.S. ÇETĠN, Türkiye de Kurulu Olan Büyük Güçlü Rüzgar Sanrallerinin Kapasie Fakörlerine Genel Bir BakıĢ, Ege Bölgesi Enerji Forumu, Denizli, 1-13 Ekim 9. [3] F. Köse, ve M. Özgören, Rüzgar Enerjisi Poansiyeli Ölçümü ve Rüzgar Türbini Seçimi. Mühendis ve Makine, Cil: 46, Sayı 1, pp. -3. 136