Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİTYE 8. ENERJİ KONGRESİ SİNOP VE ÇEVRESİNDE RÜZGÂR ENERJİSİ POTANSİYELİ Şermin TAĞIL A.Ü. D.T.C.F. Coğrafya Böl. Özet: Enerji talebi, birçok ülkede olduğu gibi, ülkemizde de her geçen gün artmaktadır. Bu nedenle ihtiyaç duyulan enerjinin zamanında, yeterli ve güvenilir olarak sağlanması için çözümler aranmaktadır. Söz konusu çözüm önerileri üretilirken ihtiyaç duyulan enerjinin, mümkün olduğunca yerli üretim olanakları ve enerji kaynakları kullanılarak sağlanmalı ve enerji, ekonomi ve çevre üçgeni dikkate alınmalıdır. Bu bağlamda, su, güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynakları dikkate değer bir öneme sahiptir. Bu çalışmada Sinop ve çevresinde rüzgâr enerjisinin kullanılabilirliği ortaya konmaya çalışılmıştır. Çalışmada saatlik rüzgâr verileri kullanılmıştır. Avrupa Rüzgâr Atlası nın hazırlanmasında kullanılan WA S P (Wind Atlas Analysis and Application Program) bilgisayar paket programı ile analizler yapılmıştır. Sonuçlar değerlendirilerek önerilerde bulunulmuştur. 1. Giriş İklimin canlı ya da cansız coğrafi çevre üzerine birçok etkisi vardır. Son yıllarda gündeme gelen doğal enerji kaynaklarının varlığı üzerinde de iklimin etkisi söz konusudur. Nitekim bir yerdeki güneş ve rüzgâr enerjisinin varlığı ve kullanılabilirliği iklimin etkisi altındadır. Günümüzde iklimin insan yaşamı üzerindeki en önemli etkilerinden biri olan enerji boyutu ihmal edilmiştir. Oysa insanoğlu bir iklim unsuru olan rüzgârın enerji üretimi amaçlı kullanımını Ortaçağ ın başında keşfetmiştir. Bu dönemde Irak, İran, Mısır ve Uzak Doğu da yel değirmenlerinin kullanımına başlanmıştır. Daha sonra yel değirmenleri, Ortadoğu uygarlıklarından, Haçlı seferleri nedeniyle, Avrupa ya yayılmıştır. Sanayi döneminin başlarına kadar kullanıma sahip olan yel değirmenleri, kömür, petrol ve doğal 135
gaz gibi fosil yakıtların kullanımı ile terkedilmiştir. 1973 petrol krizinden sonra yenilenebilir enerji kaynakları gündeme gelmiştir. 1980 yılında petrol fiyatlarının düşmesi yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi tekrar azaltmış olmakla birlikte, 1990 larda çevre problemlerinin gündeme gelmesi ve artan çevre bilinci nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları tekrar önem kazanmıştır. Günümüzde yenilenebilir enerji kaynakları içinde güneş, rüzgâr, jeotermal, biokütle ve küçük çaplı hidroelektrik santralleri yer almaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarına olan bu ilgi rüzgâr enerjisi ile ilgili teknolojinin de çok hızlı bir şekilde gelişmesine neden olmuştur. Beurskens, (1997) a göre rüzgâr enerjisi üretiminde ilk dört sırada ABD, Almanya, Hindistan ve Danimarka yer almaktadır. Rüzgâr türbinleri Türkiye ile iklim ve coğrafi koşullar açısından, benzerlik gösteren İspanya, Fransa ve Yunanistan gibi Akdeniz ülkelerinde de kurulmuştur. Ülkemizde de bu konuda çeşitli kamu kurum ve kuruluşları ile bazı üniversitelerde çalışmalar yapılmaktadır. EİE İdaresi tarafından rüzgâr potansiyelini yüksek olduğu tahmin edilen bölgelerde ölçüm çalışmaları başlatılmıştır. Bu amaçla ölçüm yapılan yerlerden biri de Sinop tur. Ültanır (1996) tarafından da Sinop rüzgâr enerjisi üretimine uygun yerler sınıfında yer almıştır. Bu nedenlerden dolayı, rüzgâr enerjisi bakımından potansiyel bir bölge olarak belirlenmiş olan Sinop bu çalışmaya konu edinilmiştir. Çalışma alanı, Karadeniz Bölgesi nin Batı Karadeniz Bölümü nde yer almaktadır (Şekil 1). Boztepe Yarımadasını içine alan çalışma alanı, batıdan 15 20 m yükseklikteki Sinop tombalası ile Sinop Yarımadasına bağlanmaktadır (Akkan, 1975). Karışık bir volkanik seriden oluşan Boztepe Yarımadası fosil aşınım yüzeyi karakterindedir. Başlangıçta yüzeyi tamamen kaplayan örtü, zamanla akarsular ve diğer etkenlerle ortadan kaldırılmıştır. Bunun sonucu olarak, Boztepe Yarımadasının üzerinde 200 m yi aşan tanık tepeler meydana gelmiştir (Akkan, 1975). Yarımadanın kuzey kıyılarında 15 20 m yükseklikteki abrazyon platformları yer almaktadır. Sinop kenti Boztepe Yarımadasını karaya bağlayan, uzunluğu 1,5 km. olan; genişliği en dar yerinde 300 m. yi geçmeyen denizden 15 20 m. yükseklikteki bir tombala üzerinde kurulmuştur. Sinop tombalası, batıdan tedrici bir yükselmeyle Sinop Yarımadasına bağlanmaktadır. Tombala genç tektonik hareketlerle yükselmiş ve bugünkü durumunu kazanmıştır. Bu çalışmada bir iklim unsuru olan rüzgârın enerji potansiyelinin ortaya konması amaçlanmaktadır. Sinop ta rüzgâr enerjisi potansiyelini belirleyebilmek için saatlik rüzgâr rasatları uygun istatistik yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. 136
Şekil 1: Sinop un lokasyonu ve topografyası. 2. Yöntem Çalışmada Sinop meteoroloji istasyonunun 1990 1996 yılları arasındaki 10 m deki saatlik rüzgâr verileri kullanılmıştır. İlk olarak, 30 o lik yönler dikkate alınarak hâkim rüzgâr yönü belirlenmiştir. Daha sonra, 24 saate ait rüzgâr hız verileri saatlik ve aylık olarak değerlendirilmiştir. Buna bağlı olarak, gün ve yıl içinde hangi dönemin enerji üretimine uygun hızlara sahip olduğu saptanmıştır. İkinci olarak, rüzgâr atlası istatistikleri elde etmek Riso Meteoroloji Laboratuarı nda (Danimarka) hazırlanmış olan WA S P (Wind Atlas Analaysis and Aplication Program) paket programı kullanılmıştır. WA S P istatistik analizi yaparken dört farklı girdi bilgisini değerlendirmektedir (Tablo 1). Bunlar saatlik rüzgâr verileri, yakın çevre engelleri, bölgenin pürüzlülük ve topografya bilgileridir. Rüzgâr verisi olarak, daha önce de söz edildiği gibi, DMİ den alınan saatlik 10 m rüzgâr verileri değerlendirilmiştir. 30 o lik yönlere göre rüzgâr hız sınıflarının esiş sayısı elde edilmiştir. 137
Tablo 1: WA S P ın ana menüsü (Mortensen vd.,1993) RÜZGÂR VERİSİ WA S P ENGEL PÜRÜZLÜLÜK OROGRAFYA ATLAS Tablo 2: Engel geçirgenliği (Dündar, 1997). Engel Türü Geçirgenlik (p) Katı (Duvar) 0 Çok Yoğun <=0.35 Yoğun 0.35-0.50 Açık >0.50 Yakın çevre engel bilgileri, meteoroloji istasyonunun yakın çevresi gezilerek elde edilmiştir. Engeller Tablo 2 dikkate alınarak gruplandırılmıştır. Geçirgenlik binalar için 0 ağaçlık alanlar için 0,50 alınmaktadır. Eğer binalar arasındaki aralık binaların üçte biri kadarsa geçirgenlik 0,33 alınmalıdır (Dündar, 1997). Engelin rüzgâr hızı üzerine olan etkisini belirlemek amacıyla engel yüksekliği, uzunluğu ve geçirgenliği dikkate alınmıştır. Çevre pürüzlülük çalışmaları, 1:25000 haritaları dikkate alınarak yapılmıştır. Meteoroloji istasyonu merkez olmak üzere, her 30 o lik sektör içinde pürüzlülük yüksekliği ve pürüzlülük uzunluğu belirlenmiştir. Pürüzlülük elemanları olarak çimlerden ağaçlara ve hatta binalara kadar birçok doğal ve yapay arazi yapıları değerlendirilmiştir. Topografya bilgileri olarak da Şekil 1 deki Sinop ve yakın çevresine ait olan 1:25000 ölçekli harita tanımlanmıştır. WA S P programı üç değişik sonuç vermektedir. Bunlar; noktasal analiz sonuçları, kütüphane dosyası ve kaynak dosyasıdır. Bu çalışmada noktasal analiz sonuçları ve kaynak dosyası değerlendirilmiştir. Sinop un 10 m ve 50 m deki noktasal analizleri yapılmıştır. Daha sonra, yakın çevre engelleri kaldırılarak olması gereken gerçek hızlar hesaplanmıştır. Bu amaçla yapılan çizelgelerde yeryüzü şekillerinin rüzgâr hızını azaltıcı ya da artırıcı etkisi yüzde (%) olarak belirlenmiştir. Yaratılan yön değişimi ise derece olarak verilmiştir. 138
- işareti saat yönünün tersine olan sapmayı vermektedir. A ve k weibull parametreleri de verilmiştir. Bu parametreler yardımı ile güç ve hız hesaplamaları yapılabilmektedir. Frekans sütununda hesaplanan rüzgâr hızının, P sütununda da enerji yoğunluğunun yönlere bağlı değişim oranı verilmiştir. Kaynak dosyası ise standart yüksekliklerdeki enerji yoğunluğunu ve A ve k weibull parametrelerini vermektedir. Bu bilgiler yardımı ile 10 ve 50 m de ki güç ve hız haritaları çizilmiştir. Hız haritaları çizilirken u : A. F u (k) formülü kullanılmıştır (Troen and Petersen, 1989). Formülde u: ortalama rüzgâr hızını; A-k: Weibull parametrelerini ve F u (k): k' ya bağlı bir fonksiyonu ifade etmektedir. Bu haritaların türbin kurulması aşamasında uygun yerin seçiminde yardımcı olacağı düşünülmektedir. Üretilebilecek enerji miktarını örnekleyebilmek amacıyla Vestas V39 türbin modeli WA S P a tanımlanarak bir yılda üretilecek enerji miktarı hesaplanmıştır. Vestas V39 türbini üç kanatlı 39.6 m rotar çaplı; sürtünme alanı 1195 m 2 olan bir türbindir. 40.5 m gövde yüksekliğine sahip olan bu türbinin enerji üretimine başladığı değer 4.0 m/sn, enerji üretiminin son bulduğu değer ise 25.0 m/sn dir. Optimum enerji üretme sınırı ise 16.0 m/sn dir. 3. Rüzgâr Hızı ve Yönü Sinop ta hâkim rüzgâr yönü 150 o dir. Sadece, Haziran ve Ağustos aylarında 300 o ; Temmuz ayında 330 o dir (Şekil 2). Şekil 1 incelendiğinde Sinop un doğusu Boztepe yarımadanın yüksek düzlükleri ile sınırlıdır. Batısı ise Küre Dağlarının etekleri ile çevrelenmektedir. Reliefin bu durumu, rüzgârın WNW SSE doğrultulu relief geçidine kanalize olmasına neden olmaktadır. Diğer bir deyişle, Sinop 0 tombalası rüzgârın kanalize olmasında 330 20 30 etkilidir. Hâkim rüzgâr sektörünün 300 10 60 oluşumunda etkili bulunan bir diğer etmen 270 0 90 sirkülâsyon şartlarıdır. Yaz aylarında Sinop, Asor yüksek basıncından doğan kuzey ve kuzeybatılı hava kütlelerinin 240 210 120 150 etkisi altında kalmaktadır. Kış aylarında da 180 aynı hava kütlelerinin etkisi olmakla Şekil 2: Sinop ta hâkim rüzgâr yönü birlikte, bazı aylarda Sibirya Termik (1990-1996 / %). yüksek basıncından kaynaklanan hava 139
kütlelerinin Karadeniz e inme eğiliminde olusu nedeniyle güney ve güney doğulu hava akımları etkili olmaktadır. Sonuç olarak; relief ve sirkülâsyon şartları hâkim rüzgâr yönünü belirlemektedir. m/sn 4,0 3,0 2,0 1,0 150 150 150 150 150 300 330 300 150 150 150 150 O Ş M N M H T A E E K A A Y L A R Şekil 3: Sinop ta aylık ortalama rüzgâr hızları ve hâkim rüzgâr yönleri. Sinop un saatlik rüzgâr hız ölçümlerine göre ortalama rüzgâr hızı 2.9 m/sn dir. Mevsimlere bağlı rüzgâr hız değişimi incelendiğinde, kış aylarında yüksek olan rüzgâr hızının ilkbaharda düştüğü ve en düşük değerini 2.6 m/sn ile Mayıs ayında aldığı görülmektedir (Şekil 3). Bu aydan sonra tekrar yükselmekte ve Temmuz ayında 3.1 m/sn ye ulaşmaktadır. Temmuz ayından sonra azalmaya başlayan rüzgâr hızı, Ekim (2.7 m/sn) ayından sonra ise tekrar yükselmektedir. Kısaca, geçiş mevsimleri olan ilkbahar ve sonbaharda rüzgâr hızı yaz ve kışa göre düşüktür. Gün içinde de 13:00 17:00 saatleri arası, rüzgâr hızının en fazla olduğu dönemdir. En yüksek hız değeri ise saat 15:00 e (3.7 m/sn) aittir. Şekil 4 incelendiğinde; saat 01:00 den saat 09:00 a kadar düşük değerde olan rüzgâr hızı bu saatten sonra yavaş yavaş artarak 13:00-17:00 arasında günün en yüksek değerine ulaşmakta ve daha sonra tekrar yavaş bir tempo ile azalarak 19:00-23:00 arasında tekrar düşmektedir. Rüzgâr hızının gün içindeki bu değişiminin, basıncın gün içindeki değişimine bağlı olduğu söylenilebilir. Günlük basınç gradyanı, günün en sıcak zamanı olan öğlen en yüksek seviyesindedir. Bu nedenle, öğleden sonra rüzgâr hızlı esmektedir. Günün en soğuk olduğu gece ve sabah ise basınç gradyanın azalması nedeniyle rüzgâr hızı azalmaktadır. 140
m/sn 4,0 3,0 2,0 1,0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 S A A T L E R Şekil 4: Sinop ta saatlik ortalama rüzgâr hızları. 4. Sinop ta WA S P Hesaplama Sonuçları Sinop istasyonunun saatlik rüzgâr hızlarının yönlere göre dağılımının analizi yapılarak Tablo 3 oluşturulmuştur. Ortalama rüzgâr hızı 2.9 m/sn, enerji yoğunluğu 56 W/m 2 dir. Hâkim rüzgâr yönü % 20.4 frekansla 150 o dir. Bunu % 16.3 ile 300 o izlemektedir. Rüzgâr hızının hız sınıflarına göre yönlere dağılımı incelendiğinde yüksek rüzgâr hızlarının dört yönde toplandığı (0 o, 30 o, 300 o ve 330 o ) görülmektedir. Tablo 3 : Sinop ta saatlik rüzgâr verileri özeti. SEKTÖR FREKANS <1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 >17 A K 0 7.7 160 184 176 119 81 82 72 51 31 32 11 2 0 0 3.9 1.37 30 6.8 142 158 169 135 107 93 72 40 34 40 9 2 0 0 4.2 1.49 60 6.1 223 209 221 149 77 39 33 23 11 14 1 0 0 0 3.0 1.35 90 2.3 239 237 248 188 64 9 7 2 2 4 0 0 0 0 2.6 1.73 120 6.7 186 281 238 172 89 24 6 1 1 1 0 0 0 0 2.7 1.80 150 20.4 224 331 241 123 60 15 5 1 0 0 0 0 0 0 2.3 1:65 180 4.4 390 340 171 67 26 5 1 0 0 0 0 0 0 0 1.7 1.49 210 4.6 306 307 210 115 43 12 2 0 1 2 2 0 0 0 2.1 1.38 240 6.4 339 303 199 80 29 18 13 8 6 5 1 0 0 0 2.0 1.14 270 2.8 319 293 187 115 46 21 8 8 3 0 0 0 0 0 2.1 1.32 300 16.3 104 128 126 119 116 114 96 73 52 57 13 0 0 0 5.2 1.84 330 15.5 144 136 135 150 121 100 79 51 34 36 13 1 0 0 4.5 1.61 Toplam 200 228 186 128 82 56 43 29 20 21 6 1 0 0 3.1 1.23 Sinop istasyonunun WA S P programıyla standart yükseltilerdeki noktasal analiz sonuçları elde edilmiş olmakla birlikte, anlatımı kolaylaştırabilmesi amacıyla 10 ve 50 m deki noktasal analiz sonuçları ayrıntılı olarak incelenmiştir. İlk olarak, yakın çevre engelleri 141
dikkate alınarak gerçek rüzgâr hızları hesaplanmıştır. 10 m deki WA S P noktasal analiz sonuçlarına göre ortalama rüzgâr hızı 2,7 m/sn; enerji yoğunluğu 49 w/m 2 dir (Tablo 4). 10 m için yakın çevre engellerinin rüzgâr hızı üzerinde azaltıcı etkisinin en yüksek olduğu yön 150 o (% 57.4) dir. Topografyanın rüzgâr hızları üzerinde azaltıcı etkisinin en fazla olduğu yönler ise % 48.6 ile 90 o ve 270 o 'tir. Topografyanın rüzgâr yönü üzerindeki saptırıcı etkisi de 18 o ile -29 o arasında değişmektedir. Yönlere göre enerji dağılımı incelendiğinde, en yüksek frekansın % 63,2 ile 0 o olduğu görülmektedir. Tablo 4: Sinop istasyonunun 10 m noktasal analiz sonuçları. Sektör Engel Topografya A k Frekans P ( % ) ( % ) ( o ) ( % ) ( % ) 0-16.9 5.9 18 5.8 1.85 17.9 63.2 30-13.4-2.9-29 4.1 1.64 8.5 13.1 60-47.4-36.0-25 1.7 1.87 5.7 0.5 90-54.4-48.6-6 1.2 1.99 5.3 0.2 120-43.6-39.3 9 1.6 2.04 5.9 0.4 150-57.4-19.2 18 1.6 1.80 6.7 0.6 180-48.4 5.9 18 2.6 1.89 17.9 5.5 210-50.5-2.9-29 1.6 1.46 8.5 1.0 240-37.1-36.0-25 1.7 1.93 5.7 0.5 270-43.0-48.6-6 1.5 1.97 5.3 0.3 300-23.6-39.3 9 3.3 1.89 5.9 3.6 330-14.7-19.2 18 4.5 1.81 6.7 11.2 2.9 1.19 50 m için hesaplanan WA S P noktasal analiz sonuçlarına göre ortalama rüzgâr hızı 6,2 m/sn; enerji yoğunluğu ise 318 W/m 2 ye yükselmektedir. Topografyanın rüzgâr hızı üzerinde azaltıcı etkisi düşmekle birlikte varlığı devam etmektedir. Buna göre 270 o ve 90 o yönleri, rüzgâr hızı üzerinde % 23.6 etki frekansı ile ilk sırada yer almaktadır. Topografyanın rüzgâr yönü üzerindeki saptırıcı etkisi m11 arasında değişmektedir. Enerji yoğunluğunun en fazla olduğu yön ise, 10 m de olduğu gibi, 0 o (% 17,8) dir (Tablo 5). 142
Tablo 5: Sinop istasyonunun 50 m noktasal analiz sonuçları. Sektör Engel Topografya A k Frekans P ( % ) ( % ) ( o ) ( % ) ( % ) 0 0.0 5.6 6 8.4 1.87 10.8 17.8 30-0.6 5.1-6 8.2 1.86 10.5 16.2 60-3.1-13.2-11 6.2 1.91 7.7 4.8 90-0.8-23.6-4 5.6 1.93 6.7 3.1 120-1.0-20.7 4 5.2 1.94 6.6 2.5 150-0.5-13.3 11 6.3 1.90 7.7 5.3 180-1.1 5.6 6 8.1 1.87 10.8 15.9 210-0.8 5.1-6 7.8 1.79 10.5 14.7 240-0.2-13.2-11 5.5 1.90 7.7 3.6 270 0.0-23.6-4 5.7 1.92 6.7 3.3 300 0.0-20.7 4 6.6 1.90 6.6 5.1 330 0.0-13.3 11 7.1 1.89 7.7 7.5 6.9 1.75 Sinop ta WA S P paket programı ile, Avrupa Rüzgâr Atlası standart yüksekliklerinden olan, 10 ve 50 m yüksekliklerdeki düzeltilmiş noktasal analiz sonuçları hesaplanmıştır (Tablo 6, 7). Buna göre 10 m deki 2.7 m/sn rüzgâr hızı, yakın çevre engelleri kaldırıldıktan sonra, 4.4 m/sn ye çıkmıştır. EİE İdaresi tarafından 1996 1997 yılları arasında yapılan bir yıllık ölçüm sonuçlarına göre de Sinop un ortalama rüzgâr hızı 4.8 m/sn dir. Bu da WA S P ın düzeltilmiş analiz neticelerinin gerçeğe yakın sonuçları verdiğini göstermektedir. 50 m de, yakın çevre engellerinin etkisi çok az olduğundan, düzeltilmiş noktasal analiz sonuçlarıyla aynıdır (6,2 m/sn). Aynı yükseltilerdeki düzeltilmiş enerji yoğunlukları ise 10 m de 49 W/m 2 den 109 W/m 2 ye; 50 m de ise 318 W/m 2 den 324 W/m 2 ye yükselmiştir ve düzeltilmiş analiz sonuçlarına göre enerji yoğunluğunun yönlere dağılımı incelendiğinde, 0 o ve 180 o ilk sıralarda yer almaktadır. Tablo 6: Sinop istasyonu için 10 m düzeltilmiş analiz sonuçları. Sektör Engel Topografya A k Frekans P ( % ) ( % ) ( o ) ( % ) ( % ) 0 0.0 5.9 18 7.0 1.85 17.9 49.4 30 0.0-2.9-29 4.8 1.64 8.5 9.0 60 0.0-36.0-25 3.3 1.87 5.7 1.6 90 0.0-48.6-6 2.7 1.99 5.3 0.8 120 0.0-39.3 9 2.8 2.04 5.9 0.9 150 0.0-19.2 18 3.9 1.80 6.7 3.2 180 0.0 5.9 18 5.0 1.89 17.9 18.0 210 0.0-2.9-29 3.3 1.46 8.5 3.6 240 0.0-36.0-25 2.7 1.93 5.7 0.9 270 0.0-48.6-6 2.7 1.97 5.3 0.8 300 0.0-39.3 9 4.3 1.89 5.9 3.7 330 0.0-19.2 18 5.2 1.81 6.7 8.1 4.4 1.47 143
Tablo 7: Sinop istasyonu için 50 m düzeltilmiş analiz sonuçları. Sektör Engel Topografya A k Frekans P ( % ) ( % ) ( o ) ( % ) ( % ) 0 0.0 5.6 6 8.4 1.87 10.8 17.5 30 0.0 5.1-6 8.3 1.86 10.5 16.2 60 0.0-13.2-11 6.3 1.91 7.7 5.2 90 0.0-23.6-4 5.6 1.93 6.7 3.1 120 0.0-20.7 4 5.3 1.94 6.6 2.5 150 0.0-13.3 11 6.4 1.90 7.7 5.3 180 0.0 5.6 6 8.2 1.87 10.8 16.2 210 0.0 5.1-6 7.9 1.79 10.5 14.8 240 0.0-13.2-11 5.6 1.90 7.7 3.5 270 0.0-23.6-4 5.7 1.92 6.7 3.3 300 0.0-20.7 4 6.6 1.90 6.6 5.0 330 0.0-13.3 11 7.1 1.89 7.7 7.3 7.0 1.75 5. Rüzgâr Hızının Alansal Değişimi Rüzgâr hızının zamansal değişimi kadar alansal değişimi de önemlidir. Nitekim rüzgâr türbinlerinin kurulması sırasında seçilecek alanların, gürültü kirliliğini önlemek için, mümkün olduğu kadar yerleşimlerden uzak; fakat enterkonnekte şebekeye bağlantının kolay olduğu alanlar olmasına dikkat edilmelidir. Şimdiye kadar rüzgâr hızının zamansal değişimi ve yükseltiye bağlı değişimi verilmiştir. Bu bölümde, rüzgâr hızının alansal değişimi üzerinde durulacaktır. Haritalama, standart yükseklik olarak ele alınmış olan 10 ve 50 m de yapılmıştır. Sinop ta rüzgâr hızının alansal değişimini ortaya koyabilmek için Şekil 5 ve 6 hazırlanmıştır. 10 m deki rüzgâr hızının alansal değişimi incelendiğinde 3.0 m/sn ile 8.0 m/sn arasında rüzgâr hızlarına rastlanmaktadır (Şekil 5). 10 m de meteoroloji istasyonunun WA S P programına göre düzeltilmiş yıllık ortalama rüzgâr hızı 4.0 m/sn dir. Sinop ve çevresinde 4.0 m/sn ile 5.0 m/sn arasındaki rüzgârlar geniş yayılım alanlarına sahiptir. Bunu, 5.0 m/sn ile 6.0 m/sn arasındaki rüzgârlar izlemektedir. Şekil 6 da 50 m de rüzgâr hızının alansal değişimi verilmektedir. Sinop ve yakın çevresinde yıllık ortalama rüzgâr hızı 50 m de 5.2 m/sn ile 8.0 m/sn arasında değişmektedir. Meteoroloji istasyonunun 50 m deki rüzgâr hızı 6.2 m/sn dir. Şekil 5, incelendiğinde rüzgâr hızının Boztepe yarımadası yamaçlarına ve batıya doğru arttığı görülmektedir. 6.0 m/sn ile 7.0 m/sn arasındaki rüzgâr hızları geniş alanlarda gözlenmektedir. Bunu 7.0 m/sn ile 8.0 m/sn arasındaki rüzgârlar izlemektedir. 144
m/sn 8.0 7.0 6.0 m. 5.0 4.0 3.0 Şekil 5: Sinop ve yakın çevresinin reliefi ile 10 m de rüzgâr hız değişimi. m/sn 8.0 7.0 m. 6.0 5.2 Şekil 6: Sinop ve yakın çevresinin reliefi ile 50 m de rüzgâr hız değişimi. 145
Kısaca araştırma alanı genelinde yükseltinin arttığı, topografya ve yakın çevre engellerinin etkisinin azaldığı ve bakı şartlarının elverişli olduğu, yüksek rüzgâr hızına sahip alanlar bulunabilmektedir. Gerçekte, türbin kurulması için uygun olacağı düşünülen yerlerde de en az bir yıl rüzgâr hızı ve rüzgâr yönü ölçümleri yapılmalıdır. Bir yıl içinde yapılan hız ölçüm sonuçları meteoroloji istasyonunun rasat dönemi sonuçları ile ilişkilendirilmelidir. 6. Sonuç ve Öneriler 1) Sinop ta hâkim rüzgâr yönü % 20.4 frekansla 150 o dir. Bu yönü 300 o (% 16,3) izlemektedir. Sinop un sahip olduğu bu özellikte, içinde bulunduğu tombalanın etkisi büyüktür. 2) Günlük rüzgâr hızları incelendiğinde yüksek rüzgâr hızlarına basınç gradyanının arttığı saat 13:00 17:00 arasında rastlanılmaktadır. Günün en yüksek değeri ise saat 15:00 e aittir. 3) Araştırma alanında Kış ve yaz aylarında yüksek olan rüzgâr hızı ilkbahar ve sonbahar aylarında en düşük değerini almaktadır. 4) WA S P paket programı ile yapılan hesaplamalarda, ölçüm noktası çevresinde bulunan yakın çevre engellerinin rüzgâr hızı üzerine olan etkisi yer yüzeyinden yükseldikçe azalmaktadır. Buna bağlı olarak rüzgâr hızı ve rüzgâr enerji yoğunluğu artmaktadır. 5) WA S P a göre; enerji yoğunluğunun en yüksek değerde olduğu yönler sırasıyla 0 o ve 180 o dir. 6) Enerji yoğunluğu dikkate alındığında (Ambrosini,G. vd. 1992; Dündar, 1997) ise Sinop 324 W/m 2 ile iyi, sınıfına girmektedir. P<100 W/m 2 : zayıf 100 W/m 2 <=P<300 W/m 2 : iyiye yakın 300 W/m 2 <=P < 700 W/m 2 : iyi P>= 700 W/m 2 : çok iyi 7) WA S P paket programı ile araştırma alanına 40.5 m gövde yüksekliğine sahip olan Vestas V39 adlı türbin modeli uygulandığında 1.123 GWh/y enerji üretilebileceği tahmin edilmektedir. 8) Eldeki verilere göre araştırma alanında, Sinop doğusundaki 150 m' yi aşan yükseklikte bir plato manzarası gösteren Boztepe Yarımadasının yüzeyinin, rüzgâr tarlalarının kurulması aşamasında en uygun yer olması olasılığı yüksektir. Yukarıdaki değerlendirmeler doğrultusunda araştırma alanında ve Türkiye de alternatif enerji kaynaklarından biri olan rüzgâr enerjisinden yararlanabilmek için aşağıdakiler önerilebilir: 146
a) Araştırma alanında rüzgâr türbinleri kurulmadan önce en az bir yıl -rüzgâr hızı haritalarından da yararlanarak- belirlenecek olan birkaç noktada rüzgâr hızı ölçümleri yapılmalıdır. Böylelikle rüzgâr enerjisi üretimine en uygun yer belirlenmiş olacaktır. Yeni ölçüm sonuçları, 1990 1996 rasat dönemi rüzgâr hızı ölçümlerinin kullanıldığı bu araştırmanın sonuçları ile ilişkilendirilmelidir. Bu ilişkilendirme ile ölçüm yapılan yerlerin enerji üretim verimliliği ortaya konmuş olacaktır. b) Avrupa ülkelerine ait rüzgâr atlas istatistikleri hesaplanarak, Avrupa rüzgâr atlasları oluşturulmuştur. Bu atlaslarda, Türkiye gösterilmemektedir. Türkiye de belirlenen bazı merkezler için rüzgâr atlas istatistikleri hesaplanmalıdır. Böylelikle, rüzgâr enerjisinin Türkiye deki potansiyeli ve bununla beraber Avrupa Rüzgâr Atlası nda Türkiye nin yeri belirlenmiş olacaktır. c) Türkiye de, rüzgâr enerjisinden yaralanılabilecek alanların üretilebileceği enerji miktarları hesaplanmalıdır. Bir yerin yaklaşık enerji üretiminin bilinmesi, bu konu ile ilgilenen özel ve kamu kurum-kuruluşlarına yol göstermesi açısından önemlidir. Kaynakça: AKKAN, E. (1975) Sinop Yarımadasının Jeomorfolojisi, A.Ü. DTCF Yayın No: 261, Ankara. ALTUNTAŞOĞLU, Z.T. (1997) Wind Energy Potential of Some Sites in Turkey, Wind Energy Investment in Turkey, TWEA, 3 - April, s. 37-43, Ankara. ADEBROSİNİ, G., BRTANO, B. vd. (1992) Wind Energy Potential in Emilia Romagna, Italy, J. Of Wind Energineering and Industrial Aerodynamics, 39, 211-220. BARTHELMIE, R.J. (1993) Prospects for Offshore Wind Energy: the State of the Art and Future Opportunities, Wind Engineering, Vol. 17, No. 2, pp. 86-99. BARTHELMIE, R.J. and PALUTIKOF, J.P. (1996) Coastal Wind Speed Modelling for Wind Energy Applications, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 62, pp. 213-236. BEURSKENS, I. J. (1997) The Implementation of Wind Energy Projects, Wind Energy Investment in Turkey, TWEA, 3 - April, pp. 10-23, Ankara. DÜNDAR, C. (1997) Bandırma, Bodrum, Bozcaada ve Çeşme Bölgeleri İçin Rüzgâr Enerjisi Potansiyellerinin Belirlenmesi, Hacettepe Üniv. Fen Bil. Enst. Çevre Bilimleri Anabilim Dalı Yüksek Mühendislik Tezi, Ankara. EROL, O. (1991) Genel Klimatoloji, 4. Baskı, Ocak, Ankara. GARRAD, A. (1991) Wind Energy in Europe: A plan of Action, Summary report of Wind Energy in Europe, The European Wind Energy Association. İNANDIK, H. (1957) Sinop-Terme Arasındaki Kıyıların Morfolojik Etüdü, Türk Coğrafya Dergisi, Yıl: XIII, Sayı:17, Ankara. KOÇMAN, A. (1993) Türkiye İklimi, Ege Üniv. Edebiyat Fak., Yayınları No. 72, İzmir. 147
KONAKLIOĞLU, T. (1984) Güneş ve Rüzgâr Enerjisinden Yararlanma Biçimleri ve Ülkemizde Bu konuda Yapılan Çalışmalar, EİE Bülteni, 112, Haziran, s. 7-17, Ankara. MENDİLCİOĞLU, M. (1997) Turkish Wind Energy Association, Wind Energy Investment in Turkey, TWEA, 3 - April, pp. V- VII, Ankara. MORTENSEN, N.G., LANDBERG, L. TROEN, I. and PETERSEN, E.L. (1993) Wind Atlas Analysis and Application Program (WA S P), Vol. 1: Getting Started, Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark. MUTLUER, M. (1990) Gelişimi, Yapısı ve Sorunlarıyla Türkiye'de Enerji Sektörü, Ege Coğrafya Dergisi, Sayı:5, s. 284-215, İzmir. PETERSEN, E.L, TROEN, I. and MORTENSEN, N.G. (1988) The European Wind Energy Resources, Proceeding of EC Wind Energy Conference and Exhibition, 6-10 June, Denmark. SPERA, D.A. (1994) Wind Turbine Technolgy, New York. TAĞIL, Ş. (1998) Dikili-Bergama Yöresinde İklim Özellikleri ve Rüzgâr enerjisinden Yararlanma Olanakları, Ege Üniv. Edebiyat Fak. Yüksek Lisans Tezi, İzmir. TAĞIL, Ş. (1999) Dikili- Bergama Çevresinde Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli, Kaynak Elektrik, Uluslar arası Enerji, Elektrik,Elektronik ve Otamasyon Mühendisliği Dergisi, Mayıs, s.115-132. TROEN, I and PETERSEN, E.L. (1989) European Wind Atlas, Commission of the European Communities, Directorate - General for Science, Brussels, Belgium. TWIDELL, J.W. and WEIR, A.D. (1986) Renewable Energy Resources, chapt. 9, Power from the Wind, p. 228-252. ÜLTANIR, M.Ö. (1996) Şimdi Rüzgâr Çiftliği Zamanı, Enerji Dergisi, 5, Mayıs, s. 48-57. 148