IV. ULUSAL HAVACILIK VE UZAY KONFERANSI 12-14 Eylül 2012, Hava Harp Okulu, İstanbul BODRUM BÖLGESİNİN RÜZGÂR KAYNAKLARININ ARAŞTIRILMASI NETİCESİNDE RÜZGÂR TÜRBİNLERİNİN MUHTEMEL YERLERİNİN BELİRLENMESİ VE YERLEŞTİRİLMESİ Semih Özdede 1, Dilek Funda Kurtuluş 2 ODTÜ Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü Ankara Bedri Kurtuluş 3 Muğla Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Muğla ÖZET Rüzgâr kaynakları araştırılması, verimli bir şekilde rüzgâr türbinlerinin yerlerinin belirlenmesi ve noktasal olarak yerleştirilmesinde önemli yer tutmaktadır. Bu makalede, Bodrum bölgesinin rüzgâr kaynaklarının araştırılması orta ölçekli modelleme ile yapılmıştır. Meteoroloji Genel Müdürlüğü nden alınan meteorolojik verileri Windographer programı ile yorumlanıp daha sonra profesyonel olarak kullanılan rüzgâr analizi ve uygulaması programı WindSim ile simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Simülasyonda, 2009 yılı Aralık ayı meteorolojik verileri temel alınmıştır. Rüzgârın yönü ve büyüklükleri saat başı zaman aralıkları girilerek kullanılmıştır. Bu kompleks özellikteki alan 20,6km 27,2km iz düşüme ve bölgelere bağlı değişken yüksekliklere sahiptir. Bu topografyayı; şehir içi, şehrin çevresindeki yerleşimler, dağlar, tepeler, farklı boyutlardaki adalar ve kıyı kesimleri oluşturmaktadır. Gerçekçi bir mühendislik yaklaşımı için bu yapıları göz önüne alarak bölgesel pürüzlülük uzunluklarını göz önüne almak gerekmektedir. Akış karakteristiğini değiştiren bu engeller topografya üzerinde atmosferik sınır tabakanın özel profillerde oluşmasında rol oynamaktadır. Dikey olarak değişen hız profili, rüzgâr türbinlerinin yerinin tayininde de önemli bir ölçüt olarak kullanılmaktadır. Bu nedenlerden Bodrum bölgesinin topoğrafya değişimi de göz önüne almak için pürüzlülük uzunluğu haritası oluşturulmuştur. WindSim programında oluşturulan yapılı sayısal ağ, bilgisayar kapasitesine bağlı olarak uzaysal yönlerde belli çözünürlüklerde atılmıştır. Buna ek olarak karanın olduğu bölgelerde sayısal ağ yoğunluğu arttırılıp daha iyi sonuç elde etmek amaçlanmıştır. Sınır tabaka ise, topografya yüzeyinden belli bir yükseklik seçilmiş ve belli büyüme oranı ile oluşturulmuştur. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) çözümü yapan WindSim 5.1 programı ile zamana bağlı ve sınır şartları değişken problem olarak tanımlanmıştır. Analizde RANS k-epsilon türbülans modelini kullanılmıştır. Analiz sonucunda Bodrum bölgesinde yer referanslı belli yükseklikteki ortalama rüzgâr hızları bulunmuştur. Rüzgâr türbinlerinin muhtemel yerlerinin seçiminde yapılması gereken orta ölçekteki simülasyon gerçekleştirilmiş ve bölgenin rüzgar kaynakları haritası çıkarılmıştır. 1 Y. Lisans Öğrencisi, ODTÜ Havacılık ve Uzay Müh. Böl., E-posta: semih.ozdede@metu.edu.tr 2 Doç. Dr., ODTÜ Havacılık ve Uzay Müh. Böl., E-posta: dfunda@ae.metu.edu.tr 3 Yrd. Doç. Dr., Muğla Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Böl., E-posta: bkurtulus@mu.edu.tr
GİRİŞ Rüzgâr enerjisi doğada genişçe yayılmış, bolca ve serbest bir şekildedir. Rüzgâr türbinleri bu enerjiyi elektrik enerjisine çevirmek için gerekli çok disiplinli sistemlerdir. Dünyanın her bölgesinde rüzgâr tarlalarını yoğun olarak göremesek de ülkelerin enerji ihtiyaçları arttıkça yeni kaynaklara bu seçenek de eklenmektedir. Yenilenebilir enerjiler yeni çıkan yasalar ile de yatırımcılara teşvik edilmektedir. Türkiye de gelecek on yılın sonunda rüzgâr enerjisinden 20GW kurulu güç hedeflendiği düşünüldüğünde, farklı bölgelerdeki rüzgâr kaynaklarının araştırılmasının yaygınlaşması önemli rol oynamaktadır. Bundan dolayı sahanın rüzgâr kaynaklarının araştırılması için yapılan orta ölçekli ve mikro ölçekli çalışmalar ön fizibilite yapılması için çok önemlidir. Genelde rüzgâr kaynakları araştırmaları çözünürlükleri göz önüne alınarak ikiye ayrılır. Bunlardan birincisi büyük ölçeklidir ve daha çok rüzgâr haritalarının oluşturulması ve o bölgenin yapısı ile enerji potansiyeli hakkındadır. Mikro ölçekli araştırmalar ise genelde daha çözünürlüklü ve detaylı çalışmalardır. Bu çalışmalar ile rüzgâr türbinlerinin tam olarak yerlerinin tayin edilmesine ve rüzgâr tarlası yerleşim tasarımlarına ışık tutar. Ayrıca bu tasarım rüzgâr türbini sistemlerinin verimli olarak çalışması için önem teşkil etmektedir [6]. Bu araştırmalarının yanında orta ölçekteki rüzgâr kaynakları araştırması da popüler olan yöntemlerdendir. Bu yöntem, gerçek saha ölçümlerindeki değerler kadar olmasa da ön fizibilite araştırmalarında çok verimlidir. Sayısal ağ ölçeklendirilmesi araştırmanın diğer önemli bir adımdır. Stabil sınır tabakaların kullanılması ve pürüzlülük parametrelerinin probleme katılması akışın doğru çözülebilmesi için çok önemlidir. Bu nedenle orta ölçekli araştırmalarda biraz daha kaba sayısal ağ olmasının yarattığı hataların bilinmesi ve önemsenmesi gerekmektedir [8]. Bu makalede, Türkiye nin Eğe Bölgesine bağlı olan Muğla şehrinin Bodrum ilçesinin rüzgâr kaynakları analizi yapılmıştır. Şekil 1 de coğrafi konumu konumu gösterilmiştir. Şekil 1: Bodrum un Coğrafi Konumu WindSim programı, Norveç te merkezi bulunan WindSim AS firması tarafından geliştirilmiştir. CFD çözümcüsü PHOENICS programıdır ve sonlu hacimler yöntemi ile RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) denklemlerini çözmektedir. Atmosferik akışın çözümünü yapan programda 6 tane modül bulunmaktadır. Bu modüller; saha, rüzgâr alanı, araçlar, sonuçlar, rüzgâr kaynakları ve enerjiden oluşmaktadır. Saha modülü, rüzgâr kaynakları araştırılmasının yapılacağı alanı programa girmekte yardımcı olmaktadır. Ayrıca sahanın yapılı sayısal ağ atılmasında gerekli olan parametrelerin girilmesini sağlamaktadır. Rüzgâr alanı modülü; giriş ve sınır koşulları, fiziksel çözüm modelinin seçimi, hesaplama parametreleri, yakınsama monitörü seçimi girilebilmektedir. Bunun yanında rüzgârgülü yönlerine bağlı olarak HAD çözüm sayısını belirlemenin buradan ayarlanması gerekmektedir. Araçlar modülünde, rüzgârgülü verilerin alındığı istasyon yerinin ve türbinlerin yerlerinin seçilmesi işlemleri yapılmaktadır. Sonuçlar modülü, incelenmek istenilen termo akışkan dinamiği değişkenlerinin sonuçları görülebilmektedir. Rüzgâr kaynakları modülü ise, programda incelenen yükseklikteki ortalama rüzgâr hızının hesaplanmasında kullanılmaktadır. 2
Enerji modülü ise rüzgâr türbinlerinin yıllık enerji üretimini hesaplamaktadır ve rüzgâr tarlası konfigürasyonunda oluşacak enerji kayıp yüzdesini hesaplanabilmektedir. Bu modüllerin dışında pürüzlülük haritasını oluşturabilmek için WindSim Saha Editörü (Terrain Editor) programı mevcuttur ve bu program ile sahanın topoğrafik resminin üzerinden gerekli bölgeleri sınırlayarak pürüzlülük uzunluğu değerleri atanabilmektedir [2]. YÖNTEM Bu bölümde atmosferik sınır tabakanın programda nasıl hesaplandığı, incelenen sahanın tanımlanması, pürüzlülük uzunluk haritasının oluşturulması, meteorolojik verilerin düzenlenmesi ve program için hazırlanması, sayısal ağ oluşturulması, türbülans modellemenin içeriği hakkında bilgi verilmiştir. Kısaca programda çözüm için hazırlanması gereken adımlar ve doğru çözümün hangi yöntemle yapıldığı anlatılmıştır. Analizde Coriolis etkisi göz önüne alınmamıştır. Atmosferik Sınır Tabaka Hesaplanması: Atmosferik Sınır Tabaka (AST), troposferin bir parçası ve atmosferin en alt tabakasıdır. Yaklaşık atmosfer kütlesinin %75 i bu bölgede bulunmaktadır. Günün saatine ve topoğrafyanın şekline bağlı olarak yaklaşık 2 km derinliğe sahiptir. WindSim programında sınır tabaka için verilen yerden 500 metre yükseklik, dikey yönde profil değişimi için bilimsel olarak belirlenmiş yeterli bir değerdir, özellikle Bodrum gibi kompleks topoğrafyaya sahip alan için yakınsamanın kolay olabilmesi için bu sınırdan itibaren 12 m/s sabit rüzgar hızına sahip bir akım olduğu varsayılmıştır. Genellikle log kuralı ile oluşturulan dikey hız değişimi her bir rüzgâr yönü için hesaplanmaktadır. Düz sürtünmesiz bir duvarın üzerinden akan akışkanın özellikleri yaklaşımıyla, değişken pürüzlülük katsayıları akışın topoğrafya üzerinde özel profiller oluşturmasına neden olur [2]. Şekil 2 de dağlık bir bölgenin üzerinden geçen akışın yaratabileceği doğal karakterler gösterilmiştir. Yere yakın arazilerde çok sıklıklar görülebilecek bu hava olayları; giriş akış, dikey hız profili, tepeden yükselen akışın ayrılması, ağaçların arkasında oluşan hava dolaşımı, rüzgâr türbinlerinin palalarının dönme hareketi ile rüzgârın yarattığı izler ve tepeden inerken oluşan ayrılmalardır [5]. Şekil 2: Dağlık bölgedeki akış özellikleri [5] Rüzgârın türbülanslı ve düzensiz olması türbinlerin üzerindeki rüzgâr kesme kuvvetini arttırırken hem veriminde azalmalara sebep verirken hem de türbin kanatlarının mekanik yorulmasına yol açar. Dikey hız vektörü ise homojen ve düzenli bir akışa sahip bölgeler için Monin-Obukhov teorisi ile tahmin edilebilir (Denklem 1). u z z u() z In m z 0 L Bu logaritmik-lineer profil hesaplaması ile z rakımındaki u hızı; u kayma hızı, aerodinamik pürüzlülük uzunluğu 0 Z ve Obukhov uzunluğu L ile hesaplanmaktadır. Von Karman sabiti olan, 0.4 değeri alınır. m ise üniversal stabilite fonksiyonudur. Bu sayede denize yakın bölgelerdeki atmosferik sınır tabakaların rüzgâr profilleri doğruya yakın çıkarılabilmektedir [4]. Öte yandan çok 3 (1)
çeşitli arazi özellikleri olmasından dolayı bu akışa engel olabilecek ve dikey profili değiştirecek öğeler çok fazladır. Bunları göz önüne alarak doğru bir çözüm yapabilmek için interpolasyon yöntemi olan logaritmik kanun göz önüne alınmıştır. Giriş bilgileri ise meteorolojik istasyonların verilerden alınmıştır. Bu bilinen logaritma kuralı denkleminde; V rüzgâr hızlarını, h yükseklikleri ve z pürüzlülük uzunluğunu temsil etmektedir (Denklem 2) [7]. 0 V1 In( h1/ z0) V In( h / z ) 2 2 0 (2) Saha Tanımlanması ve Pürüzlülük Uzunluklarının Girilmesi: Şekil 3 teki Bodrum bölgesinin topoğrafik verilerini alabilmek için GlobalMapper programında.xyz uzantılı üç boyuttaki veri kullanılmıştır. UTM koordinat sistemine göre 35.bölgede bulunan arazi, WGS 84 koordinat sistemine göre 27º15-27º29 Doğu ve 36º55-37º10 Kuzey koordinatlarındadır. Harita düzleminde, yatay ve dikey olarak sırasıyla 20,6km 27,2km iz düşümde alan kaplamaktadır. Bölge, farklı topoğrafik özelliklere sahiptir. Bölgeyi, şehir içi, şehrin çevresindeki yerleşimler, dağlar, tepeler, farklı boyutlardaki adalar ve kıyı kesimleri oluşturmaktadır. Saha kompleks olarak tanımlanabilecek özelliklere sahiptir. Rakımlar arası yüksek değerlerde delta geçişlerine sahiptir ve ortalamada da çok değişkenlik gösteren bir yapıdadır. Rakımı maksimum 625 metreye ulaşmaktadır. Şekil 3: Bodrum Bölgesi Bu kadar büyük bir alanın üzerindeki akışı çözebilmek için veriyi düzenlemek gerekmektedir. En ve boy olarak istenilen çözünürlükte hazırlanan çözüm alanı, yüzeyin geçişlerinde yani eğim açılarının oluşumu için çok önemli bir parametre olmaktadır. WindSim programında çözümünün yakınsaması için göz önüne alınması gereken ilk adımlardan biridir. Geçişlerde yüzeylerin eğiminde belli oranda yumuşatma seçimi ile ve yüzeye dik atılan sayısal ağ ile bu kompleks topoğrafyanın çözümünün doğru ve hızlı olması amaçlanmıştır. Veriler 20mx20m çözünürlükte düzenlenip WindSim 5.1 programına Şekil 4 te görüldüğü gibi aktarılmıştır. 4
Şekil 4: WindSim Programında Sahanın Tanımlanması WindSim Saha Editörü modülü kullanılarak sahanın pürüzlülük değerleri topoğrafik değişimlere bağlı olarak girilmiştir. Bu konuda Google Earth programı ve yerinde saha incelemesi yardımcı olmuştur. Bölgenin sıklıkla karşılaştığı özelliklere bağlı olarak pürüzlülük değeri seçimleri araştırılmıştır ve uygun değerler seçilmiştir. Bu makalede, Tablo 1 de gösterildiği gibi pürüzlülük değerleri beş farklı özelliğe göre tanımlanmıştır. Tablo 1: Pürüzlülük sınıfları [1] Sahanın tipi Pürüzlülük Sınıfı Pürüzlülük Uzunluğu (m) Deniz 0 0,0002 Tamamen açık alan 0,5 0,0024 Tarım alanı ve küçük binalar 2 0,1 Seyrek ağaçlar ve küçük binalar 2,5 0,2 Sık ağaçlar ve küçük şehirler 3 0,4 Orta ölçekteki şehir 4 1,6 Bu pürüzlülük uzunlukları kullanılarak ve geçişleri göz önüne alarak bir pürüzlülük haritası oluşturulmuştur. Şekil 5 te pürüzlülük haritasının bölgelerde değişimi görünmektedir. Şekil 5: Pürüzlülük haritası 5
Meteoroloji Verilerin Düzenlenmesi Diğer önemli parametre ise rüzgâr verilerinin düzenlenmesidir. Bunun için Windographer 2.0.1 programı kullanılmıştır. Bu program, verilerin düzenlenmesi ve incelenmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bunun yanında rüzgâr kaynakları araştırması yapan programlara uygun formatta veriyi aktarmaktadır. Bodrum bölgesinde 2009 yılında Aralık ayında anemometreden alınan veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü nden temin edilmiştir. Saatlik ortalama olarak alınmış veriler, rüzgar hızını ve rüzgar hakim yönünü temsil etmektedir. Ölçüm istasyonunun koordinatları 37,0328 K enleminde ve 27,4398 D boylamında bulunmaktadır ve rakımı 26 metredir. Aralık ayı rüzgârgülü verilerine ait rüzgârının yönüne göre sıklığı(a) ve ortalama değeri(b) ise Şekil 6 da görüntülenmiştir. 16 farklı rüzgâr yönüne sahip veriler, her 22,5 derecede bir değişmektedir. (a) Yöne göre sıklığı (b) Ortalama değeri Şekil 6: Rüzgârgülü verileri Şekil 7 de ölçüm istasyonu referanslı Bodrum bölgesinin 2009 yılı Aralık ayının histogramı vardır. Şekil 8 de ise 1975-2010 yılları arasında yapılan ölçümlere bağlı olarak çıkarılmış histogramı vardır. Şekil 7: 2009 Aralık Ayı Histogramı 6
Şekil 8: 1975-2010 Arası Yapılan Ölçümlere Göre Histogram (Ortalama Hız: 3.11 m/s) Sayısal Ağ Oluşturulması: Sayısal bir çalışma alanı hazırlanırken hesaplama zamanını ve maliyetini önemsemek gerekmektedir. Bu nedenden atmosferik akışın değişiminin çok yoğun olduğu yere yakın rakımlarda yüksek çözünürlükle başlayan sayısal ağ, akışın belli bir karakterde olduğu yüksek rakımlarda ise daha kaba bir yapıya sahiptir. Rakıma bağlı değişen sayısal ağ çözünürlüğü hem doğrulukta hem de zaman açısından fayda sağlayacaktır. WindSim programı, saha modülünde yapılı sayısal ağ oluştururken uygulanan yöntem maksimum hücre sayısına bağlı olarak x, y ve z yönlerinde belli hücre sayısında oluşturmaktadır. Tablo 2 de yapılı sayısal ağın oluşturulması için programa girilen parametreler gösterilmiştir. Sınır tabakanın yüksekliği, hücre büyüme oranı, modelin toplam yüksekliği, sayısal ağı sıklaştırma seçimi ile oluşturulan alan ve bu bölgenin dışında kalan alana doğru hücre büyüme oranı da girilebilmektedir. Analizde kara parçasının sahanın büyük bölümü kaplamasından dolayı daha doğru bir çözüm alabilmek için sayısal ağ sıklaştırma seçimi kullanılmıştır. Ayrıca sahada delta yükselmelerin fazla olmasından dolayı sayısal ağın yüzeye dik olarak düzenlenmesini programın diğer seçimleri ile sağlanmıştır. Tablo 2: Yapılı Sayısal Ağ İçin Gerekli Parametreler Giriş Parametresi Değeri Model İz düşüm Alanı 20.6kmx27,2km Maksimum Hücre Sayısı 1500000 Gerçek Hücre Sayısı 1496880 X Yönünde Çözünürlük 100.3m - 223m Y Yönünde Çözünürlük 198m - 228.2m X Yönündeki Hücre Sayısı 198 Y Yönündeki Hücre Sayısı 252 Z Yönündeki Hücre Sayısı 30 Hücre Büyüme Faktörü 0.1 Modelin Yüksekliği (Z) 1500m İlk hücrenin minimum boyu (Z) 4.5m İlk hücrenin maksimum boyu (Z) 6.5m Sınır tabaka yüksekliği 500m Saha üzerindeki yapılı sayısal ağ Şekil 9(a) ve z yönündeki sayısal ağın değişimi Şekil 9(b) de gösterilmiştir. Z yönündeki ilk 5 noktanın yerden yükseklikleri sırasıyla; 4.5, 15, 28.4, 44.5, 63.5 metredir. 7
(a) Saha üzerindeki sayısal ağ (b) z yönündeki sayısal ağ değişimi Şekil 9: Yapılı sayısal ağ Türbülans modelleme: WindSim programı Navier Stokes denklemlerini standart k-ɛ türbülans modelleme ile çözmektedir. Numerik denklem sistemine iki yeni denklem ve iki bilinmeyen değişken eklenmektedir. Bunlardan birincisi türbülans kinetik enerjisi (TKE) ve ikincisi dağılma oranıdır (ɛ) [2]. Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) denklemleri türbülansı tam olarak modellediği düşünülmektedir. Çözümde önemli kriter, zamana bağlı ortalama üzerinden hesaplanmasıdır. Normalde çok değişken büyük ve küçük uzunluk oran özelliğine sahip türbülans karakterini başarı ile çözebilmek için çok sık sayısal ağa ihtiyaç vardır bu da geniş bir zamana ve maliyete neden olur. RANS yöntemi ile istatiksel bir yaklaşımla daha hızlı ve kabul edilebilir doğrulukta çözümler yapılabilmektedir. Reynolds açılımı Navier Stokes denklemlerinde uygulanmaktadır ve bu sayede akış iki parçanın birleşiminden tanımlanabilir. Birincisi ortalama hız ve ikincisi dalgalanma hızıdır [3]. _ u( x, y, z, t) u( x, y, z) u '( x, y, z, t) (3) Burada u( x, y, z, t) hız değerlerini, ux _ ( ) ise ortalama rüzgâr hızını ve u '( x, y, z, t ) ise anlık dalgalanma hızıdır. WindSim içindeki HAD çözümcüsü Phoenics programı, girilen sınır koşullara bağlı olarak kararlı bir çözüme yakınsamaya çalışmaktadır. Bu çözüm sonunda tüm çözüm alanı için bir rüzgar dağılımı bir de türbülans dağılımı bulunmaktadır. Kartezyen tensör formundaki denklemler ile Navier Stokes denklemleri şöyle tanımlanmıştır. Ui 0 xi (4) Ui 1 P U U i j U j ( ) ( uiu j ) x j xi x j x j xi Burada U hız bileşenini, P basıncı, öz kütleyi, kinematik viskoziteyi, alt indisler ise i ve j birim vektörleri temsil etmektedir. Reynolds stress ifadesi ise U Ui j 2 i j T ( ) ij xj xi 3 u u k 8 uu ile gösterilir [3]. T türbülans viskozitesini, k ise türbülans kinetik enerjisini belirtmektedir. Analizde ise standart k-ɛ türbülans modelleme ile çözüm yapılmıştır. i j (5)
SONUÇLAR Yapılan simülasyon sonucunda yerin referans alındığı yükseklikteki ortalama hızların büyüklükleri ve yönleri, türbülans kinetik enerjisi, türbülans yoğunluğu, türbülans dağılma oranı, basınç dağılımı, yataya göre akış açısı, rüzgar kesme eksponenti hesaplanmıştır. Bu hesaplama, yönlere bağlı olarak sonuçlar modülü bölümünde çıkarılmıştır. Ayrıca rüzgâr kaynakları modülünde, bu konunun araştırılmasında ve rüzgâr türbinlerinin yerlerinin seçiminde önemli yer tutan 2 boyuttaki ortalama rüzgâr hızı haritasını elde edilmiştir. Şekil 10 da ise Bodrum bölgesinin, yer referans alınarak 20(a), 30(b), 40(c), 50(d) metre yükseklikteki ortalama rüzgâr hızı dağılımı vardır. Bu bir anlamda da seçilecek türbinlerin merkez yüksekliğine denk gelmektedir. Sonuçlara bağlı olarak ortalama rüzgâr hızının yüksek ve dikey rüzgâr profilinin değişiminin kararlı olduğu bölgelerde türbinlerin yerleştirilmesi uygundur. Buna ek olarak dikkat edilmesi gereken diğer konu ise, seçilecek bölgenin türbülans yoğunluğunun az olmasıdır. Bu ölçüt ile türbin kanatlarının üzerinde oluşan mekanik yorulmaların azaltılması ve türbinin çalışma ömrünü arttırılması hedeflenmelidir. (a)20 metre (b)30 metre (c)40 metre 9 (d)50 metre Şekil 10: Farklı Yüksekliklerdeki Ortalama Rüzgâr Hızları [m/s] Şekil 11 de ise rüzgâr yönüne bağlı, sahadan 50 metre yükseklikte değişken 2 boyuttaki düzlemdeki u hızlarına bağlı hesaplamanın sonuçları görünmektedir. Şekil 12 de aynı düzlemdeki v hızlarına bağlı hesaplamalar vardır. Şekil 13 te bu iki hız vektörünün bileşeninin dağılımı vardır. Gösterimde sektörler; 0º(a), 30º(b), 60º(c), 90º(d), 120º(e), 150º(f), 180º(g), 210º(h), 240º(i), 270º(j), 300º(k), 330º(l) olarak seçilmiştir. Grafikteki birimler m/s dir. Bu çalışma, Bodrum bölgesi içinde rüzgâr türbinlerinin muhtemel yerlerinin belirlemesinde orta ölçekte yapılmış bir ön fizibilitedir. Gelecek çalışmalarda, hedeflenecek enerji ihtiyacı için örnek bir rüzgâr tarlasındaki türbinlerin nerede konumlanacağı ve nasıl bir düzende olması gerektiği araştırılacaktır.
(a)0 º (b)30º (c)60º (d)90 º (e)120º (f)150º (g)180 º (h)210º (i)240º (j)270 º (k)300º (l)330º Şekil 11:Sahadan 50 Metre Yükseklikteki u (Doğu-Batı Yönünde) Hızına Bağlı Hesaplama Sonucu 10
(a)0 º (b)30º (c)60º (d)90 º (e)120º (f)150º (g)180 º (h)210º (i)240º (j)270 º (k)300º (l)330º Şekil 12: Sahadan 50 Metre Yükseklikteki v (Kuzey-Güney Yönünde) Hızına Bağlı Hesaplama Sonucu 11
(a)0 º (b)30º (c)60º (d)90 º (e)120º (f)150º (g)180 º (h)210º (i)240º (j)270 º (k)300º (l)330º Şekil 13: Sahadan 50 Metre Yükseklikteki u ve v Hızlarının Bileşkesine Bağlı Hesaplama Sonucu (Bileşke hız = 2 2 u v ) [m/s] 12
TEŞEKKÜR ODTÜ RÜZGEM'e çalışmamıza verdiği destekten dolayı teşekkür ederiz. Ayrıca Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'ne Bodrum istasyonunun rüzgâr verilerini sağladığı için teşekkür ederiz. Kaynaklar [1] X.P. Tapia, Modelling of Wind Flow Over Complex Terrain Using OpenFoam, Master of Science Thesis, Department of Technology and Built Environment, University of Gavle, June 2009 [2] D. Fallo, Wind Energy Resource Evaluation in a Site of Central Italy by CFD Simulations, Master of Science Thesis, Universita degli Studi di Cagliari, Italy, 2008 [3] T.Wallbank, WindSim Validation Study, CFD Validation in complex terrain, 2008 [4] B. Lange et al., Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,92, 959 988, 2004 [5] S. Murakami et al., Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 91, 1759 1776, 2003 [6] F. Castino et al., Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 91, 1353 1375, 2003 [7] J.F. Manwell et al., Renewable Energy 27,175 187, 2002 [8] Bowen, A.J. and N.G. Mortensen, Exploring the limits of WAsP: the Wind Atlas Analysis and Application Program, Proceedings of the 1996 European Union Wind Energy Conference and Exhibition, Goteborg, Sweden, May 20-24, 584-587, 1996 13