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



Benzer belgeler
Örneğin bir önceki soruda verilen rüzgâr santralinin kapasite faktörünü bulmak istersek

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

RETScreen International ve ALWIN Yazılımları Kullanılarak Rüzgar Enerji Santrali Proje Analizi

RÜZGÂR TÜRBİNLERİNDE MİL MOMENTİ VE GÜÇ

RÜZGAR ÇİFTLİĞİ POTANSİYELİNİN GÜVENİLİRLİĞE DAYALI TEORİK DAĞILIMI

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

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

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

RÜZGAR ENERJİSİ KAYNAĞI VE BELİRSİZLİK

ENERJİ AMAÇLI RÜZGAR ÖLÇÜMÜNDE İZLENECEK YOL

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

Küçük Ölçekli Rüzgar Türbinlerinin İzmir Bölgesindeki Yıllık Üretimlerinin Belirlenmesi

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

Türbin modeli : LARUS45. Güç: 45 kw. (Maksimum) Kanat çapı: 15,6 m., 3 kanat.


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

Saha Geri Dönüş Oranını AR-GE Aşamasında İndikatör ile Tahmin Etme Yöntemi

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

RÜZGAR ENERJİSİ YATIRIMI PROJE FİZİBİLİTESİ

KAYSERİ PINARBAŞİ RÜZGAR POTANSİYELİNE UYGUN KÜÇÜK ÖLÇEKLİ RÜZGAR TÜRBİNİ AERODİNAMİK TASARIMI

GEDİZ ÜNİVERSİTESİ HİBRİT ENERJİ SANTRALİ ve 100 kw RÜZGAR TÜRBİNİ UYGULAMASI

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

Mehmet KURBAN, Yeliz MERT KANTAR, Fatih Onur HOCAOĞLU

DEĞİŞKEN HIZLI RÜZGÂR TÜRBİNİ SİSTEMLERİNİN ÇIKIŞ (GÜÇ) KARAKTERİSTİĞİNİN MODELLENMESİ

TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili

Çevresel Gürültü Ölçümleri

1.8 MAKSİMUM GÜÇ İŞLETİMİ İÇİN HIZ KONTROLÜ

T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü A. GENEL BİLGİLER

Rüzgâr Enerji Santrallerinin İnsan Kaynakları ve İstihdam Açısından Önemi

Uluslararası Yavuz Tüneli

GES Sistemlerinde Sigorta Açısından Performans Kaybının Değerlendirilmesi

Bizim bu projeyi lego parçalarına indirgeyerek yaptığımız robotumuz ise şu şekildedir:

10 yıla varan rakipsiz yerel tecrübe ve birikimin global teknoloji ve düşünce ile birleşmesi

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

TOU-S02 Akıllı Pompa Kontrol Ünitesi

GENETİK ALGORİTMA İLE RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT SAYISI SEÇİMİ

RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİNİN PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ

RÜZGÂR ENERJİSİNE DAYALI LİSANS BAŞVURULARININ TEKNİK DEĞERLENDİRİLMESİ HAKKINDA YÖNETMELİK

RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT BAĞLANTI NOKTALARINDA ŞEKİL HAFIZALI ALAŞIMLARIN KULLANILMASI

Yasal Durum, Ölçüm Standartları, Kalibrasyon, Cihaz ve Ekipman

ELEKTRİK MOTORLARI İLE İLGİLİ ÇEVREYE DUYARLI TASARIM GEREKLERİNE DAİR TEBLİĞ (SGM-2012/2)

RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI. Yrd. Doç. Dr. Emre ATILGAN

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

Orijinal OSSBERGER Türbin

Abs tract: Key Words: Onur ERDEM Barbaros BATUR Z. Düriye BİLGE Galip TEMİR

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Rüzgârın elektriğe dönüşümü

RÜZGAR ENERJİSİ KAYNAĞI VE BELİRSİZLİK

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ

Genel Bakış. Dünyanın yalnızca 30 dakika boyunca aldığı güneş ışınımı, dünya üzerinde harcanan toplam yıllık enerjinin tamamını karşılayabilir.

ANKARA ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

Türk suları için Dalga Enerjisi Örnek Proje Fizibilite Çalışması

KADASTRO HARİTALARININ SAYISALLAŞTIRILMASINDA KALİTE KONTROL ANALİZİ

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI

İstatistik ve Olasılık

Abstract: Key Words: Serdar GÜLTUTAN ÖZET

Düşük Güçlerde Rüzgar Türbini Tasarımı ve İmalatı. Bu sunum resmi bir belge değildir.,

ONDOKUZ MAYIS ÜNĐVERSĐTESĐ YERLEŞKESĐ RÜZGAR ENERJĐSĐ POTANSĐYELĐNĐN DÖNEMSEL DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Güneş Enerjisi nde Lider

Hava Kirleticilerin Atmosferde Dağılımı ve Hava Kalitesi Modellemesi P R O F. D R. A B D U R R A H M A N B A Y R A M

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

ÇÖZÜM ORTAKLARIMIZ MOTİF PROJE SANAYI VE TICARET LTD. ŞTI. / FOTOELEKTRON

ATAŞEHİR İLÇESİ HAVA KALİTESİ ÖLÇÜMLERİ DEĞERLENDİRMESİ

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

EK-C RÜZGAR ÖLÇÜM İSTASYONU KONTROL İŞLEMLERİ Rüzgar ölçüm direğinde ölçülecek meteorolojik değişkenler ve algılayıcının adı aşağıda verilmiştir:

TÜREK RES lerde Üretim Tahminleri ve Elektrik Satışı. Uğuray ALTAYLI Satış Müdürü Istanbul, 05 Kasım 2015

13. Olasılık Dağılımlar

ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ

RÜZGAR ÇİFTLİĞİ POTANSİYELİNİN GÜVENİLİRLİĞE DAYALI TEORİK DAĞILIMI

TÜRKİYE NİN EN BÜYÜK LİSANSSIZ RÜZGAR ELEKTRİK SANTRALİ. M. Burak MALÇOK Proje Yöneticisi

Birinci Mertebeden Adi Diferansiyel Denklemler

RÜZGAR ENERJİ SANTRALİ İŞLETME VE BAKIMI

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Yrd.Doç.Dr.Esra Tunç Görmüş. 1.Hafta

TÜRKİYE NİN NÜFUSU. Prof.Dr.rer.nat. D.Ali Ercan ADD Bilim Kurulu Başkanı Nükler Fizik Uzmanı. dn (t) / dt = c. n (t)

05 Kasım Mustafa GÜNİNDİ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Proje sorumlusu. 05 Kasım

RÜZGAR ENERJI SEKTÖRÜNDE KULE ve TEMEL TEKNOLOJILERI

HAZIRLAYAN. KAMİL GÜRSEL / Fizik Mühendisi ELİMKO LTD. ŞTİ.

Mars Enerji Hakkında

YENİLENEBİLİR ENERJİ EĞİTİM SETİ TEMEL SEVİYE TEKNİK ÖZELLİKLER

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

ŞEBEKE BAĞLANTILI GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİNDE SAHA DENETİMLERİ

BSBEEP Karadeniz Havzası Binalarda Enerji Verimliliği Planı. Faaliyet GA1.3

İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI

Rüzgar Enerjisi. Dr. Öğr. Üyesi Engin HÜNER,

GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALLERİ HİZMETLERİMİZ

Şanlıurfa Kuru Tarım İşletmelerinde Farklı Makina Seti ve Arazi Büyüklüğüne Göre Optimum Ürün Deseninin Belirlenmesi

Genel Aydınlatmada LED Teknolojileri

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

IKTI 101 (Yaz Okulu) 04 Ağustos, 2010 Gazi Üniversitesi İktisat Bölümü DERS NOTU 05 ÜRETİCİ TEORİSİ

Türkiye Rüzgar Enerjisi Kongresi (TÜREK 2012) Kasım 2012 İstanbul

KÜÇÜK ÖLÇEKLİ RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN İZMİR BÖLGESİNDEKİ YILLIK ÜRETİMLERİNİN BELİRLENMESİ

Balıkesir Üniversitesi Çağış Kampüsü rüzgar enerjisi potansiyelinin araştırılması

Şekil 1:Havacılık tarihinin farklı dönemlerinde geliştirilmiş kanat profilleri

Güneş Paneli Montaj Şekillerinin Karşılaştırılması

TEBLİĞ RÜZGÂR VE GÜNEŞ ENERJİSİNE DAYALI LİSANS BAŞVURULARINA İLİŞKİN ÖLÇÜM STANDARDI TEBLİĞİ BİRİNCİ BÖLÜM. Amaç, Kapsam, Dayanak ve Tanımlar

Ege Denizi Rüzgar Atlası ve Deniz Üstü Rüzgar Ölçümleri

Kentsel Hava Kirliliği Riski için Enverziyon Tahmini

RÜZGAR ENERJİ SEKTÖRÜNDE KULE ve TEMEL TEKNOLOJİLERİ

Transkript:

RÜZGÂR TÜRBİNİ TAHMİNİ YILLIK ENERJİ ÜRETİM HESAPLAMA YÖNTEMLERİ ve ARAZİYE UYGUN RÜZGÂR TÜRBİNİ SEÇİMİ Ersin Şekerci 1 Monier Elfarra 2 Can Albasan 3 1,2 Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü 3 Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnönü Bulvarı, 06531, Ankara 1 e-posta: esekerci@modelenerji.com 2 e-posta: monier@parsmakina.com 3 e-posta: calbasan@modelenerji.com ABSTRACT Anahtar sözcükler:rüzgâr Enerjisi, Weibull parametreleri, Yıllık enerji üretim tahminleri, For a maximum power output, the wind turbines should be selected according to the wind characteristics of the terrain. The most suitable the wind turbine, the higher the annual energy production is expected. The selection is based on wind speed data collection measured for at least one year. In this study, two methods for the calculation the annual energy production are addressed. The first method is based on the Weibull distribution while the second one is based on Rayleigh distribution. In addition to that, the correct selection of the wind turbine according to the terrain wind characteristics is proposed. 1. GİRİŞ Weibull ve Rayleigh fonksiyonları kullanılarak, araziye yerleştirilmesi planlanan rüzgâr türbinlerinin tahmini yıllık enerji üretim (YEÜ) hesaplarının yapılması ve arazinin rüzgâr değerlerine göre, uygun rüzgâr türbini seçiminin yapılması konuları işlenmiştir. 2. GENEL BAKIŞ Rüzgâr santrali kurulumu hem çevresel, hem insani, hem ekonomik ve hem de teknik açıdan değerlendirmesi gereken bir husustur. Yıllık enerji üretim hesaplama yöntemlerine değinmeden önce, rüzgâr çiftliği projelerinde göz önünde bulundurulması gereken iş akış sırasının basit bir özetini grafik 1 de görebilirsiniz: Grafik.1 Rüzgâr çiftliği planlaması Rüzgâr çiftliği projesinin başlangıç noktası, teknik olarak rüzgâr hızı verilerinin toplanması ile başlamaktadır. Bu noktada dikkat edilmesi gereken hususlar; rüzgâr ölçüm direğinin ve ölçüm ekipmanlarının, uluslararası normlara uygun olması ve etraftaki engellerden etkilenmeyecek bir şekilde dikilerek ölçümlerin yapılmasıdır. Bu aşamadan sonra, en az 1 yıl süre ile rüzgâr hız ölçümleri yapılarak, bu verilerin incelenmesi, doğruluklarının araştırılması gerekmektedir. Rüzgâr hız ölçümlerinin sıresinin uzatılması ve eğer arazi geniş bir yer kaplıyorsa, farklı noktalarda rüzgâr ölçüm direkleri dikilerek veri toplanması, rüzgâr santrali projesinin riskini aza indirmektedir. Aynı zamanda, arazinin yakınlarında meteroloji için rüzgâr verileri alınan istasyonlar mevcut ise, bu verilerin de değerlendirmeye alınması ve uzun süreli tahminlerin yapılması gerekmektedir. Ülkemizdeki yapılan bazı rüzgâr ölçümlerinde, çok fazla anemometre ve kalibrasyon hatasına rastlanmıştır. Bu yüzden özellikle rüzgar ölçümü ve data değerlendirmede alanında uzman firmalarla iş birliği yapılması gerekmektedir. Böyle büyük yatırım yapacak yatırımcının, projesi için iyi ve uzman firmalarla fizibilite çalışması yapması gereklidir. Resim.1 de Genivar firmasına ait rüzgar ölçüm direğinin resmi [7]

arazide tahmini yıllık enerji üretim hesaplarının güvenilir ve doğru bir şekilde gerçekleştirilmesidir. 3. ARAZİYE UYGUN RÜZGÂR TÜRBİNİ SEÇİMİ Resim.1 Genivar şirketinin ölçüm direği[7] Veriler incelendikten sonra, arazinin rüzgâr karakteristiği ve sınıfının tespit edilmesi gerekmektedir. Bu adım, RES (Rüzgâr Enerjisi Santrali) yatırımları için çok büyük önem taşıyan bir aşamadır. Çünkü, arazinin rüzgâr karakteristiği ve sınıfı, rüzgâr türbini seçiminde en önemli kriterdir. Arazi sınıfına uygun, farklı rüzgâr türbini üreticilerine ait rüzgâr türbinlerinin seçimi yapıldıktan sonra, Mikro konumlandırma dediğimiz, rüzgâr türbinlerinin birbirinden ve etrafındaki engellerden en az şekilde etkilenecek şekilde yerleştirilmesi anlamına gelen aşama gerçekleştirilir. Mikro konumlandırma, aday rüzgâr türbini seçiminden sonra yapılması önerilen bir işlemdir. Çünkü, rüzgâr türbinleri yerleştirirken birbirlerinden en az şekilde etkilenmeleri için kanat çapı ve kule yüksekliği gibi bilgilerin bilinmesine gerek vardır. Mikro-konumlandırma sonucunda bulunan çiftlik verim değerleri ve daha önce belirlenen rüzgâr karakteristiği değerleri (ortalama hız, Weibull parametreleri...) göz önünde bulundurularak, tahmini yıllık enerji üretim hesapları gerçekleştirilir. Bu değerlendirmeler sonunda en verimli türbin seçilir. Türbin seçimi yapılırken, tercih edilen rüzgâr türbininin performansı, referansları, garantileri, servis ve bakım imkânlarının da göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Ayrıca, RES arazisi, bir yerleşim yerine yakınsa, gölgeleme haritasını ve ses haritasını da çıkarmak, yatırımın geleceği için önemli bir husustur. Yıllık enerji üretim değerleri, yatırım için çok büyük bir önem taşımaktadır. RES yatırımcısı, proje finansmanını ve yatırımın geri dönüş süresini yıllık enerji üretim hesaplarından elde edilen bilgilere göre yapabilmektedir. RES projelerinde bundan sonraki aşama, arazi zemini testi ve bu zemin testi sonrasında temel atılmasıdır. RES projelerinin son aşamasında, rüzgâr türbinlerinin sahaya nakledilmesi için arazi ve güzergâhtaki iyileştirmeler, sonrasında da, kurulum ve devreye alma yer almaktadır. Bu süreç işlerken, rüzgâr çiftliğinin şebeke bağlantısının altyapısı da düzenlenir. Görüldüğü üzere, rüzgâr santrali yatırımlarında önemli hususlardan birincisi, rüzgâr çiftliği yapılacak arazinin rüzgâr karakteristiği ile rüzgâr türbinin uyuşmasıdır. İkincisi ise, araziye konulacak rüzgâr türbinlerinin Ülkemizdeki rüzgâr enerjisi, genel anlamda, uluslararası türbin üreticileri tarafından tam olarak değerlendirilememektedir. Bunun en önemli nedeni, Türkiye de rüzgârın çoğunlukla düşük hızlarda esmesi ve dolayısıyla, yüksek hızlı rüzgarlar için tasarımlanan rüzgâr türbinlerinin ülkemizin RES yatırımlarına uygun bölgelerinde dahi düşük bir performans ile çalışmalarıdır. Bunun en büyük sebebi ise arazinin rüzgâr karakteristiğinin rüzgâr türbinini ile uyuşmamasıdır. Tablo.1 de IEC ye göre, rüzgârların hızlarına göre sınıflandırması yer almaktadır: Türbin ları I II III IV S Ortalama hız 10 8.5 7.5 6 Özel Dayanılabilecek azami rüzgâr hızı (10 dk 50 42.5 37.5 30 Özel ortalaması) Dayanılabilecek azami rüzgâr hızı (3 sn 69.5 59.5 52.5 42 Özel ortalaması) Tablo.1 IEC ye göre türbin sınıfları Avrupalı rüzgâr türbini üreticileri, daha çok Avrupa da yaygın olan rüzgâr hızlarına, yani sınıf I ve sınıf II tip rüzgârlara uygun türbinleri üretmektedirler. Ülkemizde, özellikle 70 ve 100 metre yüksekliklerde 12 ay boyunca esen rüzgâr hızları incelendiğinde, rüzgâr değerleri açısından en kuvvetli bölgelerde bile, sınıf III tip rüzgâr hızlarının yaygın olduğu Tablo.1 de görüldüğü üzere, yıl boyunca esen rüzgârlar hızlarına göre sınıflara ayrılmaktadırlar. Bu sınıflandırma aslında, rüzgâr enerjisinin verimliliğini, yani rüzgârdan enerji elde etmek için tercih edilecek rüzgâr türbinin uygun sınıfta bir rüzgâr türbini olmasının gerekliliğine işaret etmektedir. Mesela sınıf I türü rüzgârlara uygun bir türbin, verimli çalışabilmek için, sınıf II ve sınıf III türü rüzgârlara kıyasla çok daha yüksek rüzgâr hızlarına ihtiyaç duymaktadır. Bu da, rüzgâr türbininin, yapısal olarak daha ağır ve daha büyük olması gerektiğini ortaya koymaktadır. Buna karşın, III sınıf rüzgarlar için dizayn edilmiş rüzgâr türbinileri, yapısal olarak daha hafiftir. Çünkü, maruz kaldığı rüzgâr hızları, sınıf I rüzgârlara kıyasla çok daha düşüktür. Buna karşın, sınıf III rüzgarlara göre dizayn edilmiş türbinler, düşük rüzgâr hızlarında çalışmaları nedeni ile, bu hızlarda daha fazla enerji üretebilmek için, daha fazla alanı süpürebilmek durumundadırlar.

Dolayısı ile, bu sınıf türbinler daha uzun kanatlara sahip olmaktadırlar. Sonuç olarak, araziye uygun rüzgâr türbini seçimi, hem performans açısından hem de rüzgâr türbini ömrü açısından çok önemlidir. Arazi ve rüzgâr türbini uyumunu karşılaştırmak için diğer bir değerlendirme ise arazideki rüzgâr hızlarının frekans dağılımı ve I, II, III ve IV rüzgâr hızlarının frekans dağılımlarını aynı grafik üstünde karşılaştırılması ile gerçekleştirilmektedir. Aşağıda yer alan Grafik.2, gerçek bir arazi değerlendirmesine aittir. Rüzgâr türbinlerinin yıllık enerji üretimi hesapları için iki farklı girdiye ihtiyaç vardır. Bunlardan birincisi, rüzgâr türbini güç eğrisi değeridir. Güç eğrisi değerleri, rüzgâr türbininin kanat tasarımına, mekanik ve elektriksel kayıplara bağlıdır. Her rüzgâr türbini modelinin farklı bir kanat yapısı ve sonuç olarak farklı güç eğrisi değerleri bulunmaktadır. Rüzgâr türbininin yıllık enerji üretim değerlerini hesaplamak için ikinci girdi olarak da, araziye ait rüzgâr verilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Aşağıda, Denklem 1 de, yıllık enerji üretim değerlerinin genel hesaplama yöntemi [5] Denklem.1 Etot: Pg: f(v): Vmax: Vmin: Yıllık Üretilen Toplam Enerji [kwsaat] Rüzgâr Türbini Güç Eğrisi Fonksiyonu [kw] Rüzgâr Hızı Olasılık Fonksiyonu Rüzgâr türbininin devreden çıkma hızı Rüzgâr türbininin devreye girme hızı Grafik.2 Arazi ve rüzgâr türbini sınıfı değerlendirmesi Bu grafikte görüldüğü üzere, arazideki rüzgâr hızları sınıf III ve sınıf IV arasında bulunmakla birlikte, sınıf III e çok daha yakındır. Yalnız, bu değerlendirmede rüzgâr türbini yapısal olarak incelenmemektedir. Söz konusu grafik sadece performans konusunda, RES arazisinin hangi rüzgâr sınıfına daha yakın olduğu konusunda bize yol göstermektedir. Sonuç olarak, RES arazisinin rüzgâr karakteristiği ile rüzgâr türbininin uyuşması, verim açısından çok önemlidir. Bu durumun sağlanamaması halinde, RES yatırımlarının geri dönüş sürelerinde uzamalar söz konusu olacaktır. 4. TAHMİNİ YILLIK ENERJİ ÜRETİMİ HESAPLAMA YÖNTEMLERİ: Dünyada hali hazırda yıllık enerji üretimlerinin hesaplanmasında birçok program kullanılmaktadır. Bunlardan en yaygın olanları arasında WasP (Rüzgâr Atlası Analiz ve Uygulama programı) ve WindRose programları bulunmaktadır. Danimarka RISO Ulusal Laboratuvarında geliştirilmiş olan WasP programının, rüzgâr çiftliği planlaması, rüzgâr verilerinin değerlendirmesi, mikro-konumlandırma ve tahmini yıllık enerji üretimi hesapları gibi konularda değişik modülleri bulunmaktadır [2]. WasP, Elektrik İşleri Etüd İdaresi tarafından da tavsiye edilen programlar arasında bulunmaktadır [3]. WindRose programı ise, Visual Basic kodlamasıyla yazılmış, ara yüz olarak Excel programı kullanan ve herkes tarafından kolayca kullanılabilecek bir programdır. WindRose programına arazinin rüzgâr verilerini girerek, rüzgâr değerlendirmesi ve tahmini yıllık enerji üretimlerinin hesaplanması gerçekleştirilebilmektedir [4]. Yukarıdaki formülden anlaşıldığı üzere, integral içinde, arazideki rüzgârlara ait değerler (f (v)) ile rüzgâr türbininin güç eğrisi değerleri (Pg) birbirleriyle çarpılarak değerlendirilmektedir. Bu değerlendirmede dikkat edilecek sınırlar, rüzgâr türbinine ait devreye girme ve devreden çıkma hızlarıdır. Genel yöntemde gösterilen rüzgâr hızı olasılık fonksiyonu olarak günümüzde iki yöntem kullanılmaktadır. Bunlardan birincisi Weibull dağılımı, ikincisi ise Rayleigh dağılımıdır. Tahmini yıllık enerji üretimi hesaplarında iki farklı yöntemin kullanılmasının nedeni, rüzgâr hızı olasılık fonksiyonundan kaynaklanmaktadır. 4.1 Weibull Dağılımı Denklem 2 de Weibull dağılım fonksiyonu [5] Denklem 2 k : Şekil parametresi (Rüzgâr hızı dağılım şeklini gösteren parametre) A : Ölçek parametresi (Rüzgâr hızı için bağıl kümülatif frekans) hw(v) : Rüzgâr hızı olasılık yoğunluğu fonksiyonu Yukarıda Weibull dağılım fonksiyonu Burada parametreleri daha ayrıntılı açıklamak gerekirse : k (Şekil Parametresi): Rüzgâr sıklığını gösteren bir parametredir. Bir arazide rüzgâr hızı çok fazla değişiklik göstermiyorsa, yani rüzgâr hızı yaklaşık olarak sabit bir hızla esiyorsa (düşük veya hızlı olabilir) k parametresi büyüktür. Grafik.3 de ortalama

hızı 8 m/sn olan, ama farklı k değerleri için Weibull dağılımı [5] ortamında farklı kodlarla (Visual Basic, Fortran, Pascal ) yazılarak üretim değerleri hesaplanabilir. Tablo.2 de Model Enerji ve Pars Makina mühendisleri tarafından yazılan ve geliştirilmekte olan Visual Basic lisanında yazılmış olan kodun, Weibull ve Rayleigh dağılımlarını kullanarak hesaplanan yıllık enerji üretim değerleri Bu hesaplarda kullanılan arazide rüzgâr hızı verileri: Ortalama Hız: 7,963m/sn k parametresi: 2,244 A parametresi: 8,993 Yoğunluk: 1,225 m/sn 2 Grafik.3 Farklı k değerlerine göre Weibull Dağılımı A (Ölçek parametresi): Bağıl kümülatif rüzgâr hızı frekansını göstermektedir. Basit bir deyişle, A parametresi ortalama hıza bağlı olarak değişir. Ortalama hız yüksek ise, A parametresi de yüksektir. Weibull parametrelerini (k ve A) bulmak için arazinin rüzgâr verilerine ihtiyaç vardır. Zira, bu veriler ile hesaplar yapılarak k ve A parametreleri bulunmaktadır. Bu parametreleri bulmak için analitik ve deneysel denklemler kullanılmaktadır. Aşağıda bu denklemler [5] Denklem.3 Denklem.4 Sonuç olarak, rüzgâr verileri ayrıntılı bir şekilde incenip yukarıdaki hesaplar gerçekleştirildikten sonra Weibull parametrelerine ulaşılmaktadır. 4.2 Rayleigh Dağılımı Denklem.5 de Rayleigh dağılım fonksiyonu Denklem.5 Denklem 5 de görüldüğü üzere, Rayleigh dağılımında bilinmeyen tek parametre ortalama hız parametresidir. Bütün bu değerlendirmeler sonucunda rüzgâr hızı olasılık fonksiyonunu oluşturma konusunda iki alternatif bulunmaktadır. Bundan sonra, Denklem 1 e bu değerler yerleştirilerek tahmini yıllık enerji üretim değerleri bulunabilir. Ayrıca, daha doğru sonuçlara ulaşabilmek için, Denklem.1 deki integral matematiksel olarak değerlendirilip, bilgisayar Tablo.2 de Model Enerjiye ait ME82/1,65 modeli türbinin hem Weibull hem de Rayleigh dağılımları kullanılarak arazide üreteceği tahmini yıllık enerji üretim değerleri gösterilmektedir. Dağılım YEÜ (kwsaat) Weibull 7.059.157,598 Rayleigh 7.072.512,471 Tablo.2 Farklı rüzgâr hızı fonksiyonlarına göre tahmini Yıllık Enerji Üretim (YEÜ) değerleri Tablo.2 de farklı rüzgâr hızı dağılımları kullanılarak yapılan tahmini yıllık enerji üretim hesapları sonuçları Tablo.2 de göz önünde bulundurulması gereken bazı hususlar bulunmaktadır. Öncelikle, arazinin sıcaklık, basınç ve nem değerleri göz önüne alınarak yoğunluk hesapları gerçekleştirilmelidir. Rüzgâr türbini firmaları güç eğrisi değerlerini açıklarken, yoğunluk olarak deniz seviyesindeki değeri, yani 1.225m/sn 2 değerini kullanmaktadırlar. Yalnız, yoğunluk azaldıkça bu güç değerlerinde azalmalar olacaktır. Bir başka önemli husus ise, mikro konumlandırma kayıplarında Tablo.1 deki değerler göz önüne alınmamıştır. Son olarak bilinmesi gereken bir konu da, rüzgâr türbininde mikro konumlandırma dışında bazı başka kayıplar da olacaktır. Bunlardan bazıları; şebekeye bağlanma kayıpları, buzlanma ve sıcaklık yükselmesi kaynaklı kayıplar, bakım süreci kayıpları ve devreden çıkma kayıplarıdır. Sonuç olarak; günümüzde yıllık enerji üretim hesapları Weibull dağılım fonksiyonları kullanılarak yapılmaktadır. Çünkü Weibull dağılımında rüzgâr sıklık değerleri göz önünde bulundurulmuştur. Ama Rayleigh dağılımında ise fonksiyon sadece ortalama hızı göz önünde bulundurularak oluşturulmaktadır. 5.SONUÇ Rüzgâr çiftliği yatırımlarında göz önünde bulundurulması gereken çok önemli noktalar vardır. Özellikle arazinin rüzgâr karakteristiği ile bu araziye konulacak rüzgâr türbinin uyuşması verim ve performans açısından çok önemlidir. Diğer yandan; rüzgâr türbinlerinin arazide tahmini yıllık enerji üretim hesaplarının güvenilir ve doğru şekilde

yapılması dikkat edilmesi gereken bir husustur. Özelikle bu hesaplarda rüzgâr hızı olasılık fonksiyonu olarak Weibull dağılımın kullanlması gerekmektedir. KAYNAKLAR [1] Tony Burton, 2001, Wind Energy Handbook [2] www.wasp.dk/index.htm [3] www.eie.gov.tr/turkce/yek/ruzgar/ruzgar_pot ansiyel.html [4] www.cres.gr/windrose/joomla/index.php [5] J. F. Manwell J. G. Morgan A. L. Rogers,2002, Wind Energy Explained Theory, Design and Application [6] Martin O. L. Hansen, 2008, Aerodynamics of Wind Turbines [7] www.genivar.com/en/index.asp