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

RÜZGAR ENERJİSİ ve KIRKAĞAÇ-MANİSA BÖLGESİNDEKİ UYGULAMALARI Raşit ATA Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü, Muradiye- MANİSA rasit.ata@bayar.edu.tr ÖZET Fosil yakıtların çevresel etkilerindeki olumsuz artış, Türkiye nin de içinde olduğu pek çok ülkeyi yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmaya zorlamaktadır. Temiz, hızlı devreye alınabilen, güvenilir, yakıttan bağımsız olması gibi avantajları olan rüzgâr, bu özellikleri ile temiz enerji kaynaklarına iyi bir örnek olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada rüzgâr enerjisinden elektrik üretiminin Dünya daki ve ülkemizdeki gelişimi, rüzgâr türbinlerinin kullanımı ve Kırkağaç-Manisa Bölgesindeki uygulamaları hakkında bilgi verilmiş, ayrıca ülkemizdeki kullanım oranın arttırılmasına yönelik tavsiyelerde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Temiz enerji, rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri, enerji üretimi ABSTRACT The increase in negative effects of fossil fuels on the environment has forced many countries, including Turkey, to use renewable energy sources. The wind energy is evaluated as a valuable and clear energy source because of some specifications such as clear, fast starting, reliable and independent from fuel. In this study, development of electrical energy production from wind energy in the World and Turkey, usage of wind turbine, applications of wind energy in Kırkağaç-Manisa have been presented. In addition, some suggestion and advices have been given to increase the usage and production ratio of wind energy in Turkey. Keywords: Clear energy, wind energy, wind turbine, energy production GİRİŞ Ekonomik, teknolojik ve toplumsal gelişmelere paralel olarak ihtiyaç duyulan elektrik enerjisi dünyada önemli oranda artış göstermektedir. Global ekonomi son 30 yılda yıllık ortalama %3,3 oranında büyüme göstermiştir. Bu dönemde elektrik enerji talebi ortalama yıllık %3,6 oranında artış göstermiştir[1]. Bu açıdan elektrik enerjisinin kesintisiz, kaliteli, güvenilir ve ekonomik koşullarda, çevresel etkileri dikkate alınarak üretilmesi zorunluluğu vardır. Yeni, temiz veya yenilenebilir enerji kaynakları olarak adlandırılan güneş, rüzgâr, jeotermal, biokütle gibi enerji kaynakları enerjinin üretimi ve dönüştürülmesi sırasında karşılaşılan çevresel ve iklimsel problemleri daha az ortaya çıkarmaları nedeniyle son yıllarda giderek artan bir biçimde kullanılmaktadırlar. Bu tür kaynaklar enerjinin üretilmesi planlanan bölgedeki var olma ve süreklilik durumlarına göre bir veya birden fazla kaynağın bir araya getirilmesiyle hibrit kaynaklar olarak da kullanılmaktadırlar [2]. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında rüzgâr enerjisi hızlı devreye alınabilen, güvenilir, yakıttan bağımsız olma gibi avantajları ile kullanım oranını giderek arttırmaktadır. Ayrıca son yıllarda rüzgâr enerjisine artan talebin temelinde türbin teknolojisindeki gelişmelerin büyük katkısı bulunmaktadır. Kompozit malzemelerdeki yeni gelişmelere paralel olarak aerodinamik ve mekanik yapılarının hızla gelişmesi, gürültü ve manyetik kirlilik problemlerinin en aza indirilmesi yüksek güçlü türbinlerin devreye girmesine olanak sağlamıştır. Böylece, üretilen

enerjinin birim maliyetinde büyük düşüşler elde edilmiştir. Bu durum son 20 yılda rüzgâr enerjisinin kullanım oranını diğer enerjilere göre oldukça yükseltmiştir[3]. Örneğin, 1996 yılında, Dünyadaki kurulu rüzgâr gücü kapasitesi 6100 MW iken, bu rakam 2011 yılı sonu itibariyle 237,016 MW değerine ulaşmıştır. Şekil 1 de Dünya rüzgar enerjisinin kurulu güç değişimi görülmektedir[4]. Şekil 1. Dünya rüzgar enerjisinin kurulu güç değişimi Cumhuriyetimizin kuruluşunun ilk yıllarında kişi başına 7 kwh olan elektrik enerjisi tüketimi, 1990 yılında 1012 kwh e, 2001 yılı sonunda ise 1512 kwh e kadar ulaşmıştır. Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi nin raporuna göre, elektrik enerjisi tüketimi 2002 yılı sonunda 1903 kwh tir. 2008 yılında 2400 kwh e ulaşmış durumdadır. Türkiye nin enerji talebi gittikçe artmaktadır. 2011 yılı sonu itibariyle 3099 kwh olan kişi başına yıllık elektrik enerjisi tüketim miktarının, 2020 yılında 5200 kwh ye çıkacağı tahmin edilmektedir. Dünyada kişi başına yıllık elektrik enerjisi tüketim miktarının ortalama artışı % 2,4 iken Türkiye de ortalama % 7 civarında seyrediyor[5]. 2020 yılında ulaşılması planlanan 116.210 MW toplam kurulu gücün, yakıt türlerine göre dağılımının Tablo 1 deki gibi olması beklenmektedir. Türkiye nin 2020 yılına doğru hedeflediği elektrik enerjisi kurulu gücüne ait özellikle doğalgaz katkısının, hidrolik ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının katkısından daha büyük olması, üzerinde ciddi şekilde durulması gereken bir durumdur [5]. Artan dünya nüfusu ile birlikte, insanoğlunun öncelikli sorunları haline gelen enerji ihtiyacının karşılanması ve çevre kirliliği, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir. Bu konuda duyarlılık gösteren çeşitli firmalar, üniversiteler ve bilim adamları, son yıllarda temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı konusunda önemli çalışmalar yapmışlardır. Yenilenebilir enerjiler; ısıtma, soğutma, aydınlatma, kurutma, mekanik güç gibi ihtiyaçlara önemli ölçüde cevap vermektedirler. Son yıllarda ülkemizde rüzgar enerjisi santralleri (RES) nin kullanımı giderek artmaktadır. Ancak sayı olarak yetersiz düzeydedir.

Tablo 1. 2020 yılında Türkiye nin hedeflediği kurulu gücünün yakıt türlerine göre dağılımı[5]. Yakıt Türü Kurulu Güç (MW) Katkı Payı (%) Hidrolik 33000 28,4 Linyit + Taş kömürü 32000 27,5 Doğalgaz 39000 33,6 Nükleer 4000 3,4 Rüzgar 5000 4,3 Diğer 3210 2,8 Türkiye de son yıllarda rüzgar enerjisi üzerine yapılan çalışmalarda [6-17] Türkiye nin elektrik üretimi için uygun bölgelerin rüzgar potansiyelleri belirlenmiştir. Bu çalışmalarda Trakya, Gökçeada, Bozcaada, Kütahya, İzmir, Gaziantep, Akhisar, Elazığ, Hatay, Osmaniye, Batı Anadolu Sahilleri için rüzgar potansiyelleri belirlenmiştir. RÜZGAR ENERJİSİ Rüzgar, dünyanın yüzeyine göre bağıl hava karakteri olarak tanımlanır. Yer yüzeyinin gerek duyduğu enerjinin tümü güneşten gelir. Güneş yer yüzeyine her saat 1014 kwh lik enerji yayar. Güneşten gelen enerjinin yaklaşık %1-2 si rüzgar enerjisine dönüşür. Yani rüzgar enerjisi, hız enerjisine (kinetik enerjiye) dönüşmüş güneş enerjisidir denebilir. Güneş enerjisinin oran olarak çok küçük bir dilimini içerse bile, rüzgar enerjisi tarih boyunca kullanılmış bir enerji kaynağıdır. Hatta insanoğlunun kullandığı en eski enerji kaynaklarından biridir. Ekolojik dengenin bozulduğu bugünkü şartlarda rüzgar enerjisi de bütün temiz enerji kaynakları gibi üzerinde önemle durulması gereken bir kaynaktır. İlk kurulma maliyeti dışında neredeyse hiç masrafı olmayan bu özel enerji kaynağı ülkemizde de her geçen gün önemi daha iyi anlaşılmakta ve yatırımlarda gittikçe artmaktadır. RÜZGAR ENERJİSİNİN GELİŞİMİ Türkiye'de ilk rüzgar santrali 1998 yılında Çeşme de yapılmıştır. Yap-İşlet-Devret statüsünde ki bu santral 1,5 MW'lık kurulu güce sahip ve yılda 4,5 milyon kwh elektrik üretmektedir. 2007 yılında kurulu güç 146,3 MW ya, 2009 yılında ise 791,3 MW ya ulaşmıştır. 2011 yılsonu itibariyle kurulu güç 1805,85 MW değerine ulaşmış durumdadır. Rüzgar santralı kurulumu özellikle 2007 yılından itibaren hızlı bir gelişme sürecine girilmiştir. Son iki yıl içinde rüzgar kurulu gücü %128 oranında artış göstermiştir. Şekil 2 de Türkiye rüzgar enerji santrallarının kurulu güç bakımından yıllara göre değişimi verilmektedir[18].

Şekil 2. Türkiye rüzgar enerji santrallarının kurulu güç bakımından yıllara göre değişimi Türkiye nin enerji talebi gittikçe artmaktadır. 2011 yılı sonu itibariyle 3099 kwh olan kişi başına yıllık elektrik enerjisi tüketim miktarının, 2020 yılında 5200 kwh ye çıkacağı tahmin edilmektedir. Dünyada kişi başına yıllık elektrik enerjisi tüketim miktarının ortalama artışı % 2,4 iken Türkiye de ortalama % 7 civarında seyrediyor. Avrupa Rüzgar Enerji ajansı EWEA nın raporunda; Türkiye de büyük bir enerji sıkıntısı olduğu, buna karşılık tatmin edici bir alana, orta derecede iyi elektriksel altyapıya ve iyi bir rüzgar enerjisi potansiyeline sahip olduğu belirtilmiştir. MANİSA İLİ RÜZGAR ENERJİ POTANSİYELİ EİE tarafından kurulan Meteoroloji İstasyonlarından elde edilen verilerin analizleri sonucunda Manisa için 50 m. yükseklikteki rüzgar hız dağılımı Şekil 3 deki gibi elde edilmiştir[19]. Rüzgar hız dağılımı istatistiklerini hesaplamakta kullanılan temel bilgiler ise şunlardır: Saatlik rüzgar verisi, Bölge pürüzlülük bilgileri, Yakın çevre engel bilgileri, Bölgenin topografyası. Bu veriler dikkate alınarak Manisa iline kurulabilecek tahmini toplam kurulu güç kapasitesi Tablo. 2 de verilmektedir[19]. Tablo 2. Manisa iline kurulabilecek rüzgar enerjisi santralı güç kapasitesi

Şekil 3. Manisa rüzgâr hız dağılımı (50 m yükseklik için) KIRKAĞAÇ-MANİSA BÖLGESİNDEKİ UYGULAMALARI Tablo 3. Manisa iline ait işletmedeki rüzgar santralları[18]. Mevkii Firma Adı Proje Adı Kurulu Üretime Türbin Gücü Türbin Sayısı Güç (MW) Geçiş Yılı (MW) Deniz Elektrik Karakurt Akhisar Üretim Ltd. Şti. RES 10.8 2007 1.8 6 Sayalar Doğal Enerji Elektrik Üretim Sayalar RES 34.2 2008 0.9 38 Soma Kırkağaç Soma Manisa Soma Akhisar TOPLAM A.Ş. Soma Enerji Elektrik Üretim A.Ş. Alize Enerji Elektrik Üretim A.Ş. Soma Enerji Elektrik Üretim A.Ş. Bilgin Rüzgar San. Enerji Üretimi A.Ş. Akhisar Rüz. En. El. Ür. San. Ltd. Şti. Soma RES 49.5 2010 0.9 55 Kuyucak RES 25.6 2010 0.8 32 Soma RES 90.9 2010 2-0.9 ve 0.8 33 adet 0.9 MW + 29 adet 2 MW + 4 adet 0.8 MW Soma RES 90 2010 2.5 36 Akres 45 2011 2.5 18 346 MW

Şekil 5. İşletmedeki RES lerin illere göre dağılımı[18] Manisa ili durumu son verilere[18] göre incelendiğinde, işletmedeki RES lerin illere göre kurulu güç dağılımında Balıkesir den hemen sonra geldiği görülmektedir (Şekil 5). Burada mevcut potansiyelin uygun olduğu ve değerlendirilmeye başlandığı görülmektedir. Şekilde görüldüğü gibi bu bölgede yer alan ve komşu olan üç il İzmir, Manisa ve Balıkesir Türkiye nin toplam rüzgar kurulu gücünün % 60 ını oluşturmaktadır. Bu bölge Türkiye nin rüzgar enerjisi üretim üssü olma yolundadır. Karakurt Rüzgar Enerji Santralı Kırkağaç-Karakurt beldesinde, Akhisar ın elektrik ihtiyacını karşılamak için kurulan rüzgar santralidir. Bu santral toplam 10,8 MW kurulu güce sahiptir. 1.8 MW gücünde 6 adet rüzgar türbini vardır. Her bir türbin 80 m kule yüksekliği ve 90 m kanat çapına sahiptir. Buradan yılda 35-40 milyon kwh elektrik enerjisi elde edilmesi planlanmaktadır. Şekil 6 da Karakurt rüzgar enerji santralından bir görünüm verilmektedir.

Şekil 6. Karakurt rüzgar enerji santralı Sayalar Rüzgar Enerji Santralı Doğal Enerji Elektrik Üretim A.Ş. tarafından yaklaşık 44 milyon Euro yatırımla Akhisar- Gelenbe mevkiinde, kurulan bu santral toplam 34,2 MW kurulu güce sahiptir. 0,9 MW gücünde 38 adet rüzgar türbini vardır. Haziran 2008 yılından bu yana ülkemiz için çevreci enerji üretimini sürdürmektedir. Yaklaşık 1 yıl süren bir sürecin ardından 2009'da Sayalar projesi dünyanın gönüllü pazarında "Gold Standard" (altın standart) karbon kredisi olarak tescil edilmiş ve Türkiye de bu belgeyi alan ilk üç rüzgar tesisinden biri olmuştur. Sayalar RES yılda ortalama 82 milyon kwh elektrik üretmekte ve 40.000 kişinin yıllık elektrik ihtiyacını karşılamaktadır. Sayalar RES yılda toplam 85.000 ton CO 2 azaltımı gerçekleştirmektedir. Şekil 7 de Sayalar rüzgar türbinleri görülmektedir. Şekil 7. Sayalar rüzgar türbinleri Soma Rüzgar Enerji Santralı Soma Enerji Elektrik Üretim A.Ş. tarafından kurulan Soma RES, 140,1 MW kurulu gücüyle ve 119 adet rüzgar türbini ile Türkiye nin, ve Avrupa'nın karada inşa edilmiş en büyük rüzgar enerji santrallerinden biridir. İlk etabı Ekim 2010 da tamamlanan Soma Rüzgar Enerji Santrali nde 88 adet türbin işletmeye alınarak, kurulu güç 79,2 MW'a ulaşmıştır. 2011 yılında ise geriye kalan 31 adet türbin işletmeye alınarak 140,1 MW güce ulaşılmıştır. Soma RES projesi, karbon sertifikasyonu tamamlandığında Avrupa nın en büyük Gold Standart

Sertifikalı elektrik santralinden biri olacaktır. Yıllık Üretim Miktarı, 405 milyon kwh dir. Bu miktar enerji 2009 yılı tüketimi ile örneğin Edirne ilinin tamamının tüketimine karşılık gelmektedir. Soma RES yılda toplam 297.000 ton CO 2 azaltımı gerçekleştirecektir. Kuyucak RES Alize Enerji Elektrik Üretim A.Ş. tarafından kurulan Kuyucak RES, 25,6 MW kurulu gücünde ve 0,8 MW türbin gücünde 32 adet türbinden oluşmaktadır. 2010 yılında işletmeye alınan Kuyucak RES, ortalama yıllık enerji üretim miktarı 87 milyon kwh değerlerindedir. Soma RES (Bilgin Enerji) Bilgin Rüzgar San. Enerji Üretimi A.Ş. tarafından kurulan Soma RES, Manisa ili sınırları içerisinde yer almaktadır ve iki ayrı kısımdan oluşmaktadır. Projenin Batı kısmı, Soma ilçesinin kuzeyinde 60 MW kurulu gücünde olup 24 adet rüzgar enerjisi türbini içermektedir. 30 MW lık Doğu kısmı ise Kırkağaç ilçesinin kuzeyinde yer alan 12 adet rüzgar enerjisi türbininden oluşmaktadır. Zorlu bir coğrafyaya kurulmuş olan Soma RES, Ağustos 2010 da işletmeye girmiştir. Soma RES, yılda ortalama 320 milyon kwh elektrik üretimi yapılmakta ve 190.000 ton karbon emisyonu azaltımı sağlamaktadır. Şekil 8 de Soma RES görülmektedir. Şekil 8. Soma RES (bilgin Enerji) santrali Akres Akhisar Rüzgar Enerjisi Elektrik Üretim San. Ltd. Şti. tarafından Akhisar Bekirler Köyü mevkiinde kurulan Akres toplam 45 MW kurulu gücünde ve 18 adet türbinden oluşmaktadır. Herbir türbinin gücü 2,5 MW değerindedir. Akres, yılda ortalama 165 milyon kwh elektrik üretimi yapacaktır. SONUÇLAR Ekolojik dengenin bozulduğu bugünkü şartlarda rüzgar enerjisinin önemi daha da artmaktadır. Bu açıdan rüzgar türbinlerinin elektrik enerjisi üretimindeki payı daha çok arttırılmalıdır. Bugüne kadar Kırkağaç-Manisa rüzgar potansiyelinin henüz %7 lik bir oranı değerlendirilmiş olup geriye kalan %93 lük oran için yeni fırsatların oluşturulması gerekir. Rüzgar enerji sistemlerinin daha yaygın kullanılması ve mevcut potansiyelin kullanıma geçirilmesi için benzer projelerin desteklenmesi gereklidir. Rüzgar enerjisinin tabana yayılarak, yerel yönetimler tarafından da sahiplenilmesi rüzgar enerjisinin geleceği açısından önemlidir.

KAYNAKLAR [1] Kaygusuz, K, Wind energy status in renewable electrical energy production in Turkey, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010,Vol.14, p. 2104-2112. [2] İ. Çolak, R. Bayındır, İ. Sefa, M. Demirtaş, Design of a Hybrid Energy Power System Using Solar and Wind Energy, 2nd International Conference on Technical and Physical Problems in Power Engineering, Tebriz-Iran,s. 776-778, 2004. [3] H. R. Sezer, Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Türkiye Elektrik Sistemine Teknik Ve Ekonomik Etkileri ve AB Uygulamaları, III. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, Mersin, 19-21 Ekim 2005. [4] The World Wind Energy Association, 2011 Annual report, www.windea.org [5] Ata R.,Çetin NS., Köksal S. 3 kw Gücünde Bir Rüzgar Santralı Kurulumu ve Enerji Eldesi, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 23, No 1, 41-47, 2008. [6] Durak M, Şen Z. Wind power potential in Turkey and Akhisar case study, Renew Energy, 25:463 72, 2002. [7] Tolun S, Menteş S, Aslan Z, Yükselen, M.A., "The wind energy potential of Gökçeada in the northern Aegean Sea", Renewable Energy,6(7): 679-685, 1995. [8] İncecik, S, Erdoğmuş, F., "An Investigation of the Wind Power Potential on the Western Coast of Anatolia", Renewable Energy, 6(7): 863-865, 1995. [9] Türksoy, F., "Investigation of Wind Power Potential at Bozcaada, Turkey", Renewable Energy, 6(8): 917-923, 1995. [10] R. Köse, M. A. Özgür, O. Erbaş, A. Tuğcu. The analysis of wind data and wind energy potential in Kutahya Turkey Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 8(3), p. 277-288, 2004. [11] Vardar, A., B. Eker, Marmara Bölgesi Rüzgar Potansiyeli, Enerji Aylık Haber ve Araştırma Dergisi, Issue:8 s.34-36, 2004. [12] Karslı VM, Geçit C. An investigation on wind power potential of Nurdagi-Gaziantep, Turkey. Renew Energy, 28(5):823 3, 2003. [13] Kavak Akpınar E, Akpınar S. An Analysis of the Wind Energy Potential of Elazig, Turkey. International Journal of Green Energy, Vol.1(2):193 207, 2004. [14] Gökçek Murat, Bayülken Ahmet and Bekdemir Şükrü, Investigation of wind characteristics and wind energy potential in Kirklareli, Turkey, Renewable Energy, vol. 32, pp. 1739-1752, January 2007. [15] Onat Nevzat and Ersoz Sedat, Analysis of wind climate and wind energy potential of regions in Turkey, Energy, vol. 36, pp. 148-156, 2011. [16] Şahin Beşir and Bilgili Mehmet, Wind Characteristics and Energy Potential in belen- Hatay, Turkey, International Journal of Green Energy, vol.6, pp. 157-172, 2009. [17] B.Yanıktepe, C. Özalp, Ö. Kaşka,T. Köroğlu, An assessment of Wind Power Potential in Osmaniye, Turkey, 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey [18] Türkiye Rüzgar Enerjisi İstatistik Raporu, Şubat 2012, www.tureb.com.tr [19] www.yegm.gov.tr