Rüzgâr EnerjisiRüzgâr Enerjisi

ELET 319ELET 319

Yrd. Doç. Dr. Mustafa İLKANYrd. Doç. Dr. Mustafa İLKAN

1 Giriş1 Giriş

Rüzgar enerjisinin kaynağı güneştir. Rüzgar enerjisinin kaynağı güneştir. Güneş enerjisinin karaları, denizleri ve Güneş enerjisinin karaları, denizleri ve

atmosferi her yerde özdeş ısıtmamasından atmosferi her yerde özdeş ısıtmamasından dolayı oluşan sıcaklık ve buna bağlı basınç dolayı oluşan sıcaklık ve buna bağlı basınç farkları rüzgarı yaratmaktadır. farkları rüzgarı yaratmaktadır.

Rüzgar, yüksek basınç alanından alçak Rüzgar, yüksek basınç alanından alçak basınç alanına yer değiştiren havanın dünya basınç alanına yer değiştiren havanın dünya yüzeyine göre bağıl hareketidir. yüzeyine göre bağıl hareketidir.

Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin çok küçük Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin çok küçük bir kısmı rüzgar enerjisine çevrilebilmektedirbir kısmı rüzgar enerjisine çevrilebilmektedir . .

Bu enerji yerel coğrafi farklılık ve homojen Bu enerji yerel coğrafi farklılık ve homojen olmayan ısınmaya bağlı olarak zamansal ve olmayan ısınmaya bağlı olarak zamansal ve yöresel değişiklikler gösterir. yöresel değişiklikler gösterir.

Rüzgar enerjisinde; rüzgarın hızı, yönü ve esme Rüzgar enerjisinde; rüzgarın hızı, yönü ve esme saat sayısı gibi özellikleri değerlendirilir. saat sayısı gibi özellikleri değerlendirilir.

Rüzgarın hızı yükseklikle, gücü ise hızının küpü Rüzgarın hızı yükseklikle, gücü ise hızının küpü ile orantılı biçimde artar. ile orantılı biçimde artar.

Rüzgarın yönü, günlük hava şartlarına ve iklim Rüzgarın yönü, günlük hava şartlarına ve iklim özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. özelliklerine bağlı olarak değişmektedir.

Meteorolojik ve topografik açıdan rüzgarın Meteorolojik ve topografik açıdan rüzgarın olabileceği yerler aşağıda sıralanmıştır:olabileceği yerler aşağıda sıralanmıştır:

   RRüzgar enerjisinin kullanımı diğer enerji türlerine üzgar enerjisinin kullanımı diğer enerji türlerine göre daha eski tarihlere dayanmaktadır. göre daha eski tarihlere dayanmaktadır.

Bilimsel açıdan, yelkenli gemilerin kullanılmaya Bilimsel açıdan, yelkenli gemilerin kullanılmaya başlaması bu teknolojinin başlangıcı olarak kabul başlaması bu teknolojinin başlangıcı olarak kabul edilmektedir. edilmektedir.

Diğer enerji allarında yaşanan üretim farklılıkları Diğer enerji allarında yaşanan üretim farklılıkları rüzgar enerjisinde görülmediği için zaman icinde rüzgar enerjisinde görülmediği için zaman icinde teknolojisinde pek fazla değişim olmamıştır. teknolojisinde pek fazla değişim olmamıştır.

Sektörün gelişimi 1970'deki petrol kriziyle birlikte Sektörün gelişimi 1970'deki petrol kriziyle birlikte alternetif enerji kaynaklarının aranmasıyla alternetif enerji kaynaklarının aranmasıyla başlamıştır. başlamıştır.

Rüzgar enerjisinin sağlanacağı yerler Rüzgar enerjisinin sağlanacağı yerler -Basınç gradyanının yüksek olduğu yerler-Basınç gradyanının yüksek olduğu yerler -Yağışların sürekli esen rüzgara paralel olduğu -Yağışların sürekli esen rüzgara paralel olduğu

vadilervadiler -Yüksek, engebesiz tepe ve platolar-Yüksek, engebesiz tepe ve platolar -Yüksek basınç gradyanlı düzlükler ve sürekli -Yüksek basınç gradyanlı düzlükler ve sürekli

rüzgar alan az eğimli vadilerrüzgar alan az eğimli vadiler -Güçlü jeostrofik rüzgar alanlarının etkisinde -Güçlü jeostrofik rüzgar alanlarının etkisinde

kalan tepe ve zirvelerkalan tepe ve zirveler -Jeostrofik rüzgar ve termal gradyan alanına -Jeostrofik rüzgar ve termal gradyan alanına

sahip kıyı şeritlerisahip kıyı şeritleri

Topografya rüzgarın yönü, hızı ve dağılımında Topografya rüzgarın yönü, hızı ve dağılımında önemli bir rol oynar. önemli bir rol oynar.

Dağ silsileleri, tepe ve kayalıklar, rüzgar Dağ silsileleri, tepe ve kayalıklar, rüzgar profillerini büyük ölçüde etkiler. profillerini büyük ölçüde etkiler.

Dağ silsileleri eğer denize paralel, hakim rüzgar Dağ silsileleri eğer denize paralel, hakim rüzgar yönüne dik, orta eğimli (10-22yönüne dik, orta eğimli (10-22oo) ve özellikle ) ve özellikle çıplak ise enerji üretimine uygun yerlerdir.çıplak ise enerji üretimine uygun yerlerdir.

Zirvede rüzgar hızı, eğim ve dağ grubunun Zirvede rüzgar hızı, eğim ve dağ grubunun büyüklüğüne bağlı olarak artar. büyüklüğüne bağlı olarak artar.

Bu nedenle, tepenin üst ön kısmı tesis için Bu nedenle, tepenin üst ön kısmı tesis için uygundur. Fakat tepenin üst arka kısmı uygundur. Fakat tepenin üst arka kısmı türbülans nedeniyle göz önüne alınmaz türbülans nedeniyle göz önüne alınmaz

Rüzgar enerjisinden elektrik üretimi, seçilecek bölgenin Rüzgar enerjisinden elektrik üretimi, seçilecek bölgenin meteorolojik özelliklerine ve en önemlisi de kullanılacak türbinin meteorolojik özelliklerine ve en önemlisi de kullanılacak türbinin tasarımına bağlıdır. tasarımına bağlıdır.

Seçilen bölgeden ekonomik olarak enerji üretebilmek için rüzgar Seçilen bölgeden ekonomik olarak enerji üretebilmek için rüzgar hızı ve yön ölçümleri, topoğrafik yapı ve arazi pürüzlülüğü çok hızı ve yön ölçümleri, topoğrafik yapı ve arazi pürüzlülüğü çok iyi belirlenmelidir. iyi belirlenmelidir.

Rüzgar türbinlerinin kurulması tasarlanan bölgede türbin Rüzgar türbinlerinin kurulması tasarlanan bölgede türbin tarafından üretilebilecek elektrik enerjisinin hesaplanabilmesi tarafından üretilebilecek elektrik enerjisinin hesaplanabilmesi için, meteorolojik ve bölge verilerinin çok iyi analiz edilmesi için, meteorolojik ve bölge verilerinin çok iyi analiz edilmesi gerekir. gerekir.

En yaygın olarak kullanılan hesaplama yöntemi En yaygın olarak kullanılan hesaplama yöntemi

Danimarka’da RISO Laboratuarlarında geliştirilmiş Danimarka’da RISO Laboratuarlarında geliştirilmiş bulunan ''Rüzgar Atlası Analiz ve Uygulama Programı bulunan ''Rüzgar Atlası Analiz ve Uygulama Programı (WASP)'' 'dır. (WASP)'' 'dır.

Rüzgar çiftliği kurulmadan önce seçilen araziye en az 10 Rüzgar çiftliği kurulmadan önce seçilen araziye en az 10 m veya mümkünse 30 m yüksekliğinde bir çubuk üzerine m veya mümkünse 30 m yüksekliğinde bir çubuk üzerine anemometre yerleştirerek 6 ay süre ile ölçüm yapılmalıdır. anemometre yerleştirerek 6 ay süre ile ölçüm yapılmalıdır.

Eğer seçilen alanda yükseklik farkları varsa birden fazla Eğer seçilen alanda yükseklik farkları varsa birden fazla anemometre dikilmesi daha yararlı sonuçlar verecektir.anemometre dikilmesi daha yararlı sonuçlar verecektir.

Arazi seçiminden sonra kapasiteyi belirleyen en önemli unsur Arazi seçiminden sonra kapasiteyi belirleyen en önemli unsur üretilen elektriğin nereye verileceğidir. üretilen elektriğin nereye verileceğidir.

Ulusal dağıtım sistemine verilecekse araziye en yakın iletim Ulusal dağıtım sistemine verilecekse araziye en yakın iletim hattı belirlenerek gerekli düzenlemeler yapılmalıdır. hattı belirlenerek gerekli düzenlemeler yapılmalıdır.

Bölge seçimini kısıtlayan bir faktör de rüzgar çiftliği için (bir çok Bölge seçimini kısıtlayan bir faktör de rüzgar çiftliği için (bir çok rüzgar türbininin bir arada bulunduğu yerler) geniş arazi rüzgar türbininin bir arada bulunduğu yerler) geniş arazi gerektirmesidir. gerektirmesidir.

Bu santral alanlarında türbinlerin birbirlerine çok yakın Bu santral alanlarında türbinlerin birbirlerine çok yakın yerleştirilmesi birbirlerinin rüzgarlarını keseceği için uygun yerleştirilmesi birbirlerinin rüzgarlarını keseceği için uygun değildir. değildir.

Santral alanının efektif olarak kullanıldığı alan %1’i geçmez Santral alanının efektif olarak kullanıldığı alan %1’i geçmez ve geri kalan arazi tarım ve hayvancılık amacıyla ve geri kalan arazi tarım ve hayvancılık amacıyla kullanılabilir. kullanılabilir.

Rüzgar santralleri için ileri sürülen gürültü kirliliği de çok Rüzgar santralleri için ileri sürülen gürültü kirliliği de çok yüksek düzeyde değildir. yüksek düzeyde değildir.

Rüzgar santralı içinde türbinlerin bulunduğu ortamın Rüzgar santralı içinde türbinlerin bulunduğu ortamın gürültü seviyesi 80 dB ’dir. gürültü seviyesi 80 dB ’dir.

Bu değer trafiğin yoğun olduğu bölgelerdeki gürültü Bu değer trafiğin yoğun olduğu bölgelerdeki gürültü düzeyine eşittir. düzeyine eşittir.

Bundan dolayı rüzgar santralleri ile yerleşim birimleri Bundan dolayı rüzgar santralleri ile yerleşim birimleri arasındaki mesafe 500m'den az olmayacak şekilde dizayn arasındaki mesafe 500m'den az olmayacak şekilde dizayn edilir.edilir.

Rüzgar türbinlerinin Rüzgar türbinlerinin sınıflandırılmasısınıflandırılması

Tarih boyunca çeşitli evrimler geçiren rüzgar makinalarında Tarih boyunca çeşitli evrimler geçiren rüzgar makinalarında kullanılan türbinler farklı tiplerdedir:kullanılan türbinler farklı tiplerdedir:

a)  Yatay eksenliler: Dönme ekseni rüzgarın akım çizgilerine a)  Yatay eksenliler: Dönme ekseni rüzgarın akım çizgilerine paralel olan türbinlerdir (Şekil 4.1a).paralel olan türbinlerdir (Şekil 4.1a).

c) Yoğunlaştıran yapıdakiler (Şekil 4.1c).c) Yoğunlaştıran yapıdakiler (Şekil 4.1c).

b)  Dikey eksenliler: Dönme ekseni rüzgarın akım çizgilerine b)  Dikey eksenliler: Dönme ekseni rüzgarın akım çizgilerine dik olan türbinlerdir. Bunların başlıcaları Darrieus ve dik olan türbinlerdir. Bunların başlıcaları Darrieus ve Savonius tipinde olanlardır (Şekil 4.1b). Savonius tipinde olanlardır (Şekil 4.1b).

Bunlardan birincisi ilk hız alamaması ikincisi ise veriminin Bunlardan birincisi ilk hız alamaması ikincisi ise veriminin düşük olması en olumsuz yanlarıdır. düşük olması en olumsuz yanlarıdır.

Nispeten daha pratik olan yatay eksenli türbinlerden çok Nispeten daha pratik olan yatay eksenli türbinlerden çok kanatlılar düşük devirlerde tek ve birkaç kanatlılar ise kanatlılar düşük devirlerde tek ve birkaç kanatlılar ise yüksek devirlerde çalıştırılmaktadır. yüksek devirlerde çalıştırılmaktadır.

ESKI BİR RÜZGÂR DEĞİRMENİ

YENİ NESİL BİR RÜZGÂR TİRBÜNİ

1) rotor blades2) blade bearing3) rotor capsule4) hub5) main bearing6) main shaft7) coupling8) gear box9) coupling (high speed)10) hydraulic unit11) cooler with fan12) generator13) wind vane14) lightening rod15) anemometer16) hydraulic pitch link system17) nacelle18) tower

Bir rüzgar türbin-jeneratör sistemi kurmadan Bir rüzgar türbin-jeneratör sistemi kurmadan önce seçilen yörenin rüzgar enerjisi önce seçilen yörenin rüzgar enerjisi potansiyelinin ve buna ait teorik hesapların potansiyelinin ve buna ait teorik hesapların yapılması gerekmektedir. yapılması gerekmektedir.

Sağlıklı bir hesaplama için; rüzgar hızı Sağlıklı bir hesaplama için; rüzgar hızı ölçümleri, türbin kanat çapı, kanat sayısı, ölçümleri, türbin kanat çapı, kanat sayısı, türbinin yerden yüksekliği, kanat ucu hız türbinin yerden yüksekliği, kanat ucu hız oranı, ve katılık oranı gibi parametrelerin oranı, ve katılık oranı gibi parametrelerin bilinmesi gerekmektedir. bilinmesi gerekmektedir.

Rotorsuz durumda rüzgarın akış yönüne dik Rotorsuz durumda rüzgarın akış yönüne dik herhangi bir A alanı içinden birim zamanda herhangi bir A alanı içinden birim zamanda taşınan güç şu şekilde verilir:taşınan güç şu şekilde verilir:

Burada ρ havanın yoğunluğunu, A kanat alanını Burada ρ havanın yoğunluğunu, A kanat alanını ve Vve Voo ise rüzgar hızını göstermektedir. Bu ise rüzgar hızını göstermektedir. Bu

gücün tamamı rüzgar türbini tarafından faydalı gücün tamamı rüzgar türbini tarafından faydalı güce dönüştürülemez. güce dönüştürülemez.

Faydalı rüzgar gücü PFaydalı rüzgar gücü PTT şu şekilde şu şekilde

hesaplanmaktadır:hesaplanmaktadır:.

Burada CP, güç faktörü veya verim olup maksimum değeri %59.3 dür.

Bu değere Lanchester Betz limiti denir. Bu limit değer, rüzgar enerjisi elektrik

santrallerinin en fazla %59.3 verime sahip olacaklarını göstermektedir.

Şekil 4.2'de farklı rüzgar türbinleri için kanat uç hız oranı olan λ ' nın (λ = wR/Vo) Cp 'ye göre değişimi verilmiştir

3 Rüzgar enerjisinden faydalanma 3 Rüzgar enerjisinden faydalanma yollarıyolları

Rüzgar enerjisinden genel olarak mekanik enerji Rüzgar enerjisinden genel olarak mekanik enerji üretimi ve elektrik enerjisi üretimi şeklinde üretimi ve elektrik enerjisi üretimi şeklinde yararlanılmaktadır. yararlanılmaktadır.

Rüzgar enerjisinin şaft gücünden faydalanılarak Rüzgar enerjisinin şaft gücünden faydalanılarak elde edilen mekanik enerji, su pompalama, tahıl elde edilen mekanik enerji, su pompalama, tahıl öğütme, kesme, sıkıştırma ve yağ çıkarma öğütme, kesme, sıkıştırma ve yağ çıkarma alanlarında kullanılmaktadır. alanlarında kullanılmaktadır.

Rüzgar enerjili pompalama sistemlerinin Rüzgar enerjili pompalama sistemlerinin elektrik veya dizelli pompalara göre bir çok elektrik veya dizelli pompalara göre bir çok avantajları vardır. avantajları vardır.

Rüzgar enerjisi doğada bol miktarda bulunan Rüzgar enerjisi doğada bol miktarda bulunan bedava bir enerji kaynağıdır. bedava bir enerji kaynağıdır.

Karmaşık bir yapıya sahip olmadıkları için Karmaşık bir yapıya sahip olmadıkları için bakım ve onarım masrafları da yok denecek bakım ve onarım masrafları da yok denecek kadar azdır. kadar azdır.

Rüzgar enerjili su pompalama sistemlerinde hem düşük hem de yüksek Rüzgar enerjili su pompalama sistemlerinde hem düşük hem de yüksek hızlı türbinler kullanılabilir. Çok kanatlı rüzgar türbinleri düşük hızda hızlı türbinler kullanılabilir. Çok kanatlı rüzgar türbinleri düşük hızda çalışırlar. Şekil 4.3'de düşük hızlı bir su pompalama sistemi çalışırlar. Şekil 4.3'de düşük hızlı bir su pompalama sistemi görülmektedir. Bu sistemde genellikle tek hareketli pompa kullanılır. görülmektedir. Bu sistemde genellikle tek hareketli pompa kullanılır. Rüzgar türbini milinden hareket alan bir krank sistemiyle pistonun aşağı Rüzgar türbini milinden hareket alan bir krank sistemiyle pistonun aşağı

yukarı hareketiyle su pompalama işlemi gerçekleşiryukarı hareketiyle su pompalama işlemi gerçekleşir..

Şekil 4.4'de ise yüksek hızlı bir sistem görülmektedir. Şekil 4.4'de ise yüksek hızlı bir sistem görülmektedir. Başlangıç momentinin düşük olması nedeniyle bu Başlangıç momentinin düşük olması nedeniyle bu sistemlerde direkt olarak pistonlu pompa kullanılmaz. sistemlerde direkt olarak pistonlu pompa kullanılmaz. Yüksek dönme hızına sahip oldukları için ya santrifuj ya Yüksek dönme hızına sahip oldukları için ya santrifuj ya da helisel pompa kullanılır.da helisel pompa kullanılır.

Gerekli su, arzu edilen zamanda ve yeterli miktarda Gerekli su, arzu edilen zamanda ve yeterli miktarda temin edilemediği takdirde, su depolama tesislerinin temin edilemediği takdirde, su depolama tesislerinin yapılması gerekmektedir. yapılması gerekmektedir.

Fazla suyun araziden uzaklaştırılması için kurulan Fazla suyun araziden uzaklaştırılması için kurulan rüzgar türbinleri de aynı sisteme dayanmaktadır. rüzgar türbinleri de aynı sisteme dayanmaktadır.

Rüzgar enerjisinin değirmenlerde kullanılması da Rüzgar enerjisinin değirmenlerde kullanılması da pompalama ve depolama yoluyla olmaktadır.pompalama ve depolama yoluyla olmaktadır.

Rüzgar enerjisinden faydalanarak üretilen elektrik Rüzgar enerjisinden faydalanarak üretilen elektrik özellikle; enterkonnekte sistemin ulaşamadığı özellikle; enterkonnekte sistemin ulaşamadığı uzak yerleşim merkezlerinde, kırsal alanlarda, uzak yerleşim merkezlerinde, kırsal alanlarda, ormanlık ve dağlık bölgelerde, adalarda, deniz ormanlık ve dağlık bölgelerde, adalarda, deniz fenerlerinde, çiftliklerde, yangın kulelerinde fenerlerinde, çiftliklerde, yangın kulelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.yaygın olarak kullanılmaktadır.

Günümüzde büyük güçlü rüzgar santralleri, elektrik şebekesine Günümüzde büyük güçlü rüzgar santralleri, elektrik şebekesine bağlı ve birden fazla türbin içeren rüzgar çiftlikleri biçimindedir. bağlı ve birden fazla türbin içeren rüzgar çiftlikleri biçimindedir.

Rüzgar santrallinin ana yapı elemanı rüzgar türbinidir. Rüzgar santrallinin ana yapı elemanı rüzgar türbinidir.

Bir rüzgar türbini, çevredeki engellerin rüzgarı kesemeyeceği Bir rüzgar türbini, çevredeki engellerin rüzgarı kesemeyeceği yükseklikte bir kule ve bunun üzerine yerleştirilmiş bir gövde ve yükseklikte bir kule ve bunun üzerine yerleştirilmiş bir gövde ve rotordan oluşmaktadır. rotordan oluşmaktadır.

Kulenin yüksek olması, ayrıca yeryüzüne yakın rüzgar profilinin Kulenin yüksek olması, ayrıca yeryüzüne yakın rüzgar profilinin yüksek hızdaki kısmını kullanmaya da yarar. yüksek hızdaki kısmını kullanmaya da yarar.

Rüzgarın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir.Rüzgarın kinetik enerjisi rotorda mekanik enerjiye çevrilir.

Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak, gövdedeki Rotor milinin devir hareketi hızlandırılarak, gövdedeki jeneratöre aktarılır. jeneratöre aktarılır.

Elektrik üretim amaçlı modern rüzgar türbinlerinin çoğunluğu Elektrik üretim amaçlı modern rüzgar türbinlerinin çoğunluğu yatay eksenli olup rotor kanat sayıları bir ile üç arasında yatay eksenli olup rotor kanat sayıları bir ile üç arasında değişmektedir. değişmektedir.

Rotor çapları 1–75 m arasındadır. Rüzgar doğrultusuna Rotor çapları 1–75 m arasındadır. Rüzgar doğrultusuna yönlenmeyi bir rüzgar gülünün kumanda ettiği bir servo yönlenmeyi bir rüzgar gülünün kumanda ettiği bir servo mekanizma sağlar. mekanizma sağlar.

Aerojeneratörlerin gücü 100 W ile birkaç MW arasında Aerojeneratörlerin gücü 100 W ile birkaç MW arasında değişir.değişir.

Danimarka başta olmak üzere Japonya, İspanya ve Amerika Danimarka başta olmak üzere Japonya, İspanya ve Amerika markalı türbinler 300, 450, 500, 600, 650, 750 kW güçlerinde markalı türbinler 300, 450, 500, 600, 650, 750 kW güçlerinde sıkça kullanılmaktadır. Yüksek rüzgar gücüne sahip vadilerde sıkça kullanılmaktadır. Yüksek rüzgar gücüne sahip vadilerde 1 MW ile 1.5 MW gücünde türbinler kullanılmaktadır. Normal 1 MW ile 1.5 MW gücünde türbinler kullanılmaktadır. Normal arazi şartlarında ise hem üretim hem de fiyat açısından 600 arazi şartlarında ise hem üretim hem de fiyat açısından 600 kW’lik türbinler tercih edilmektedir. Şekil 4.5'de rüzgar enerjisi kW’lik türbinler tercih edilmektedir. Şekil 4.5'de rüzgar enerjisi dönüşüm sistemi görülmektedir.dönüşüm sistemi görülmektedir.

4 Dünyada ve Türkiye'de rüzgar enerjisi 4 Dünyada ve Türkiye'de rüzgar enerjisi çalışmalarıçalışmaları

Rüzgar enerjisinden elektrik elde edilmesinin Rüzgar enerjisinden elektrik elde edilmesinin yaygınlaşmaya başlamasının başlıca nedeni; yaygınlaşmaya başlamasının başlıca nedeni; dönüşüm sistemlerinin ve elektrik enerjisi üretim dönüşüm sistemlerinin ve elektrik enerjisi üretim maliyetlerinin yeni fosil-yakıtlı güç santralleriyle maliyetlerinin yeni fosil-yakıtlı güç santralleriyle rekabet edebilecek düzeye inmiş olmasıdır. rekabet edebilecek düzeye inmiş olmasıdır.

Rüzgar enerjisi sistemlerinin geliştirilmesi üzerindeki Rüzgar enerjisi sistemlerinin geliştirilmesi üzerindeki araştırmalar; türbin sistemlerinin aerodinamik ve araştırmalar; türbin sistemlerinin aerodinamik ve mekanik performanslarının artırılması, mekanik performanslarının artırılması, dayanıklılıklarının ve yorulma ömürlerinin dayanıklılıklarının ve yorulma ömürlerinin geliştirilmesi, rüzgar alanlarının modellenmesi ve geliştirilmesi, rüzgar alanlarının modellenmesi ve simule edilmesi ve ayrıca açık denizde kurulması simule edilmesi ve ayrıca açık denizde kurulması düşünülen türbinler üzerinde yoğunlaşmıştır.düşünülen türbinler üzerinde yoğunlaşmıştır.

Danimarka’nın ilk deniz rüzgar çiftliği uygulaması Danimarka’nın ilk deniz rüzgar çiftliği uygulaması kıyıdan6 km açıkta kurulmuştur. Her biri 500 kW’dan kıyıdan6 km açıkta kurulmuştur. Her biri 500 kW’dan oluşan bu çiftliğin toplam gücü 5 MW olup yaklaşık oluşan bu çiftliğin toplam gücü 5 MW olup yaklaşık 4000 evin elektrik gereksinimini karşılayacak 4000 evin elektrik gereksinimini karşılayacak düzeydedir. Bu çiftlikten elde edilen elektrikle 6000 ton düzeydedir. Bu çiftlikten elde edilen elektrikle 6000 ton kömürün yakılması ve 12.500 ton COkömürün yakılması ve 12.500 ton CO22 'in salımı 'in salımı

önlenmektedir.önlenmektedir.

Kurulan rüzgar türbini bir yıldan kısa sürede kendi Kurulan rüzgar türbini bir yıldan kısa sürede kendi imalatı için harcanan paranın karşılığı olan enerjiyi imalatı için harcanan paranın karşılığı olan enerjiyi üretmektedir. üretmektedir.

Türbinlerin ömrü ortalama 20 yıl olarak tahmin Türbinlerin ömrü ortalama 20 yıl olarak tahmin edilmektedir. Kalan 19 yıllık süre net üretim edilmektedir. Kalan 19 yıllık süre net üretim zamanıdır. zamanıdır.

Ayrıca rüzgar çiftliği kurulduktan sonra yapılan Ayrıca rüzgar çiftliği kurulduktan sonra yapılan işletme ve bakım harcamaları son derece işletme ve bakım harcamaları son derece düşüktür.düşüktür.

Tablo 4.1’de ekonomiklik açıdan rüzgar enerjisi ve Tablo 4.1’de ekonomiklik açıdan rüzgar enerjisi ve diğer enerji üretim sistemleri karşılaştırılmıştır. diğer enerji üretim sistemleri karşılaştırılmıştır.

Gelişen teknolojiye ve gerçekçi fizibilite Gelişen teknolojiye ve gerçekçi fizibilite çalışmalarına bağlı olarak rüzgardan elde edilen çalışmalarına bağlı olarak rüzgardan elde edilen enerjinin maliyeti sürekli düşmektedir. enerjinin maliyeti sürekli düşmektedir.

1980 yılında rüzgardan elde edilen 1 kWh 1980 yılında rüzgardan elde edilen 1 kWh enerjinin maliyeti 30 cent’ken 1991’de bu değer 6 enerjinin maliyeti 30 cent’ken 1991’de bu değer 6 cent’e düşmüştür.cent’e düşmüştür.

Dünya 1998 yılı sonu itibariyle 9839 MW kurulu Dünya 1998 yılı sonu itibariyle 9839 MW kurulu rüzgar gücüne ulaşmıştır. rüzgar gücüne ulaşmıştır.

Dünyanın en büyük kurulu gücü 6469 MW ile Dünyanın en büyük kurulu gücü 6469 MW ile Avrupa’da yer almaktadır. Tablo 4.2‘de ülkelerin Avrupa’da yer almaktadır. Tablo 4.2‘de ülkelerin kurulu rüzgar gücü ve tesis edilen kapasite kurulu rüzgar gücü ve tesis edilen kapasite değerleri verilmiştir. değerleri verilmiştir.

Almanya 794 MW artış ile 1998 yılında önde Almanya 794 MW artış ile 1998 yılında önde gelmektedir..gelmektedir..

Bu artış ile ülkenin toplam rüzgar gücü 2875 Bu artış ile ülkenin toplam rüzgar gücü 2875 MW’a çıkmıştır. MW’a çıkmıştır.

Rüzgar santrallerin elektrik üretimi ülkenin en Rüzgar santrallerin elektrik üretimi ülkenin en büyük iki kömür santralının üretimine eşittir. büyük iki kömür santralının üretimine eşittir.

1981’de kilovat başına 2600 dolar olan 1981’de kilovat başına 2600 dolar olan rüzgar gücü maliyetleri daha büyük türbinler, rüzgar gücü maliyetleri daha büyük türbinler, daha etkin imalat ve montaj sayesinde 1998 daha etkin imalat ve montaj sayesinde 1998 yılında kilovat başına 800 dolara düşmüştüryılında kilovat başına 800 dolara düşmüştür

Kıbrıs’ın rüzgar enerjisi potansiyeli yeterli ölçümler Kıbrıs’ın rüzgar enerjisi potansiyeli yeterli ölçümler yapılmadığından dolayı kesin olarak bilinmemektedir. yapılmadığından dolayı kesin olarak bilinmemektedir.

İzmir Çeşmede 55 kW gücünde rüzgar jeneratörü bir İzmir Çeşmede 55 kW gücünde rüzgar jeneratörü bir turistik tesisde kullanılmaktadır. turistik tesisde kullanılmaktadır.

1998 yılında Alaçatı' nın Germiyen Köyünde üç rüzgar 1998 yılında Alaçatı' nın Germiyen Köyünde üç rüzgar türbininden oluşan 1.7 MW kapasiteli özel sektöre ait bir türbininden oluşan 1.7 MW kapasiteli özel sektöre ait bir rüzgar santralı kurulmuştur. rüzgar santralı kurulmuştur.

Tesis edilen 7.2 MW kapasiteli Alaçatı Rüzgar Güç Tesis edilen 7.2 MW kapasiteli Alaçatı Rüzgar Güç santrali 1998 yılında üretime başlamıştır. santrali 1998 yılında üretime başlamıştır.

Halen Türkiye’de çeşitli özel sektör yatırımcılarınca Halen Türkiye’de çeşitli özel sektör yatırımcılarınca geliştirilen ve yakın gelecekte gerçekleşebilecek rüzgar geliştirilen ve yakın gelecekte gerçekleşebilecek rüzgar güç santral kapasitesi 700 MW’a ulaşmıştır.güç santral kapasitesi 700 MW’a ulaşmıştır.

5 RÜZGAR VERİLERİ5 RÜZGAR VERİLERİ

Rüzgar enerji santralı kurulması düşünülen sahanın Rüzgar enerji santralı kurulması düşünülen sahanın rüzgar potansiyelini belirlemek fizibilite çalışmalarının rüzgar potansiyelini belirlemek fizibilite çalışmalarının temelini teşkil etmektedir. temelini teşkil etmektedir.

Bu amaçla santral sahasını temin edebilecek, arazi Bu amaçla santral sahasını temin edebilecek, arazi büyüklüğüne topografyasına bağlı olarak bir veya büyüklüğüne topografyasına bağlı olarak bir veya birkaç adet rüzgar gözlem istasyonu kurulmasıdır. birkaç adet rüzgar gözlem istasyonu kurulmasıdır.

Rüzgar gözlem istasyonlarındaki ölçüm Rüzgar gözlem istasyonlarındaki ölçüm direklerinde teorik olarak Tablo l’de verilen direklerinde teorik olarak Tablo l’de verilen noktalarda ilgili parametreler ölçülmektedir. noktalarda ilgili parametreler ölçülmektedir.

Rüzgar türbini performansını ve davranışını Rüzgar türbini performansını ve davranışını doğrudan etkileyen değerler veri toplayan doğrudan etkileyen değerler veri toplayan mikroişlemcili cihazlarla belirlenmeli ve ölçüm mikroişlemcili cihazlarla belirlenmeli ve ölçüm aletleri tek bir direk üzerinde olmalıdır.aletleri tek bir direk üzerinde olmalıdır.

ÖLÇÜM YÜKSEKLİĞİ(m) ÖLÇÜLEN PARAMETRELER

4 Işınım, Sıcaklık, Basınç

10 Hız

20 Hız, Sıcaklık

30 Hız, Yön, Sıcaklık

Tablo l. Ölçüm yüksekliği ve Ölçülen Parametreler.

Bilgisayar modelleri kullanarak rüzgar enerjisi Bilgisayar modelleri kullanarak rüzgar enerjisi potansiyelinin belirlenebilmesi için rüzgar hız ve yön potansiyelinin belirlenebilmesi için rüzgar hız ve yön değerleri; l0 menopoz yükseklikte en az bir yıl, 30l değerleri; l0 menopoz yükseklikte en az bir yıl, 30l yükseklikte ise en az 6 ay olacak şekilde saatlik yükseklikte ise en az 6 ay olacak şekilde saatlik örnekleme aralığına uygun veri paketi olarak tespit örnekleme aralığına uygun veri paketi olarak tespit edilmelidir. edilmelidir.

Ölçüm periyodunun uzatılması ve mümkünse Ölçüm periyodunun uzatılması ve mümkünse türbin hub yüksekliğinde alınabilecek rüzgar türbin hub yüksekliğinde alınabilecek rüzgar ölçümleri rüzgar potansiyelinin daha sağlıklı ölçümleri rüzgar potansiyelinin daha sağlıklı belirlenmesini sağlayacaktır. belirlenmesini sağlayacaktır.

Elde edilen rüzgar ölçüm sonuçları, yeterli Elde edilen rüzgar ölçüm sonuçları, yeterli ilişkiye sahip yakın istasyonlarla ve aynı ölçüm ilişkiye sahip yakın istasyonlarla ve aynı ölçüm noktasından alınan yazın dönem rüzgar ölçüm noktasından alınan yazın dönem rüzgar ölçüm kayıtlarlıyla karşılaştırılıp değerlendirilmelidir. kayıtlarlıyla karşılaştırılıp değerlendirilmelidir.

Ayrıca rüzgar gözlem istasyonunun l/25000 Ayrıca rüzgar gözlem istasyonunun l/25000 ölçekli harita üzerinde UTM ve derece cinsinden ölçekli harita üzerinde UTM ve derece cinsinden koordinatları tespit edilmelidir.koordinatları tespit edilmelidir.

Rüzgar ölçüm sonuçlarını değerlendirilmesi ile ilk Rüzgar ölçüm sonuçlarını değerlendirilmesi ile ilk etapta-a frekans dağılım tablosu elde edilir. etapta-a frekans dağılım tablosu elde edilir.

Frekans dağılım tablosu yardımıyla rüzgarın Frekans dağılım tablosu yardımıyla rüzgarın sektörlere göre esme sıklığı, hakim rüzgar yönü, sektörlere göre esme sıklığı, hakim rüzgar yönü, ortalama rüzgar hızı, ortalama enerji yoğunluğu ve ortalama rüzgar hızı, ortalama enerji yoğunluğu ve rüzgar hız verilerinin Weibull dağılımına uygunluğu rüzgar hız verilerinin Weibull dağılımına uygunluğu belirlenmiş olur. belirlenmiş olur.

Frekans dağılım tablosundan elde edilen Frekans dağılım tablosundan elde edilen Weibul dağılımına uygunluk değeri %5’i Weibul dağılımına uygunluk değeri %5’i geçmemelidir. geçmemelidir.

Bu değerin, belirtelim limitten fazla olması Bu değerin, belirtelim limitten fazla olması rüzgar ölçümlerinin doğru yapılmadığını ve rüzgar ölçümlerinin doğru yapılmadığını ve rüzgar hıt dağılımının Weibull dağılımına rüzgar hıt dağılımının Weibull dağılımına uygun olmadığını gösterir. uygun olmadığını gösterir.

Tablo 2’de uygulama örneğine ait frekans Tablo 2’de uygulama örneğine ait frekans dağılım tablosu gösterilmiştir. dağılım tablosu gösterilmiştir.

Tablo 2. Uygulama örneğine Ait Frekans Dağılım Tablosu.

YAKIN ÇEVRESEL ENGEL BİLGİLERİYAKIN ÇEVRESEL ENGEL BİLGİLERİ Rüzgar gözlem istasyonuna yakın çevresel engeller, Rüzgar gözlem istasyonuna yakın çevresel engeller,

ölçülen rüzgar hız ve yön değerlerinin etkilemektedir. ölçülen rüzgar hız ve yön değerlerinin etkilemektedir. Binalar, ağaçlar gibi yakın çevresel engeller rüzgar hızını Binalar, ağaçlar gibi yakın çevresel engeller rüzgar hızını

ve yönünü kayda değer ölçüde değiştirmekte, engel ve yönünü kayda değer ölçüde değiştirmekte, engel etrafında türbülansa neden olmakta ve rüzgar verilerinin etrafında türbülansa neden olmakta ve rüzgar verilerinin sağlıklı olmasını engellemektedir. sağlıklı olmasını engellemektedir.

Bu nedenle rüzgar gözlem istasyonlarının yeri, civarda Bu nedenle rüzgar gözlem istasyonlarının yeri, civarda fazla engel olmayacak şekilde seçilmelidir. fazla engel olmayacak şekilde seçilmelidir.

Bir nesnenin engel sayılabilmesi için bu nesnenin Bir nesnenin engel sayılabilmesi için bu nesnenin ölçüm direğine olan uzaklığı, yüksekliğinin 50 katı ölçüm direğine olan uzaklığı, yüksekliğinin 50 katı kadar mesafe içinde olması gerekir.kadar mesafe içinde olması gerekir.

Daha uzak mesafedeki nesneler engel sınıfına Daha uzak mesafedeki nesneler engel sınıfına girmez. WAgirmez. WASSP bilgisayar programı ile en fazla 50 adet P bilgisayar programı ile en fazla 50 adet engel tanımlanabilmektedir. engel tanımlanabilmektedir.

Fakat prensip olarak sayıca 5’ten fazla engel içeren Fakat prensip olarak sayıca 5’ten fazla engel içeren noktalara rüzgar gözlem istasyonu kurmak uygun noktalara rüzgar gözlem istasyonu kurmak uygun olmamaktadır.olmamaktadır.

Geçirgenlik ne kadar fazlaysa hız profilinin Geçirgenlik ne kadar fazlaysa hız profilinin değişimi ve gölgeleme etkisi de o nispette az değişimi ve gölgeleme etkisi de o nispette az olacaktır. olacaktır.

Mevcut engelleri tanımlayabilmek için ilgili Mevcut engelleri tanımlayabilmek için ilgili parametreler belirlenerek “engel Tanımlama parametreler belirlenerek “engel Tanımlama “durumu” düzenlenmelidir. “durumu” düzenlenmelidir.

Uygulama örneği için engel tanımlama Uygulama örneği için engel tanımlama formu tablo 3’de verilmiştir. formu tablo 3’de verilmiştir.

Rüzgar hızındaki azalma engelin geçirgenliğine Rüzgar hızındaki azalma engelin geçirgenliğine bağlıdır. bağlıdır.

Geçirgenlik (porosity) engelin açık alanının Geçirgenlik (porosity) engelin açık alanının toplam alanına oranı şeklinde tanımlanmakta toplam alanına oranı şeklinde tanımlanmakta olup tamamen katı sayılabilen bir bina için 0, olup tamamen katı sayılabilen bir bina için 0, yapraklarını dökmüş bir ağaç grubu için 0.5 yapraklarını dökmüş bir ağaç grubu için 0.5 olarak alınabilir. olarak alınabilir.

Engel No Al (deg) R1(n1) A2(deg) R2(m) H (m) D (m) P

1 29 3 57 5 3 3 0,00

2 260 2 261 2 12 0 0,95

3 268 25 271 25 12 1 0,80

4 268 15 183 18 2 2 0,00

5 289 28 351 26 5 16 0,00

6 308 47 317 47 43 5 0,70

7 351 34 355 35 2 2 0,00

Tablo 3 : Uygulama Örneğine Ait Engel Tanımlama Formu

Burada; Burada;

AA11 : engelin ilk köşelerinin kuzey doğrultuyla yaptığı : engelin ilk köşelerinin kuzey doğrultuyla yaptığı

açı (deg).açı (deg).

RR1 : 1 : engelin ilk köşesinin RGİ’ye olan uzaklığı (m.) engelin ilk köşesinin RGİ’ye olan uzaklığı (m.)

AA11 : engelin ikinci köşesinin kuzey doğrultuyla : engelin ikinci köşesinin kuzey doğrultuyla

yaptığı açı a(deg). yaptığı açı a(deg).

RR22 : .Engelin ikinci köşesinin RGİ’ye olan uzaklığı : .Engelin ikinci köşesinin RGİ’ye olan uzaklığı

(m.)(m.)

H : Engelin yüksekliği,(m.) H : Engelin yüksekliği,(m.)

D : Engelin derinliği (m.)D : Engelin derinliği (m.)

P : Engelin tahmini geçirgenliği. P : Engelin tahmini geçirgenliği.

Şeklinde tanımlanmaktadır. Şeklinde tanımlanmaktadır.

Engel tespiti yapılırken a l ve a 2 açılarının kuzey Engel tespiti yapılırken a l ve a 2 açılarının kuzey doğrultudan (0doğrultudan (000) başlayarak saat ibresi yönünü ) başlayarak saat ibresi yönünü izlemesine dikkat edilmelidir. izlemesine dikkat edilmelidir.

Rüzgar türbinlerinden üretilebilecek enerji miktarını Rüzgar türbinlerinden üretilebilecek enerji miktarını doğruya yakın bir şekilde hesap edebilmek için doğruya yakın bir şekilde hesap edebilmek için özellikle hakim rüzgar yönünde en az 500m mesafeye özellikle hakim rüzgar yönünde en az 500m mesafeye kadar olan engeller net olarak belirlenmelidir. kadar olan engeller net olarak belirlenmelidir.

WAWASSP bilgisayar programı yardımıyla santral P bilgisayar programı yardımıyla santral sahasının rüzgar atlası elde edildiğinde, türbin hub sahasının rüzgar atlası elde edildiğinde, türbin hub yüksekliğinde engel etkisinin %40’ı aşmaması yüksekliğinde engel etkisinin %40’ı aşmaması gerekmektedir. gerekmektedir.

Aksi halde, seçilen bölgenin rüzgar enerji santralı Aksi halde, seçilen bölgenin rüzgar enerji santralı kurmak için uygun olmadığını düşünmemiz kurmak için uygun olmadığını düşünmemiz gerekecektir. gerekecektir.

Ayrıca arazi üzerine türbinler yerleştirilirken Ayrıca arazi üzerine türbinler yerleştirilirken mevcut engellerden mümkün olduğunca uzak mevcut engellerden mümkün olduğunca uzak yerler tercih edilmelidir. yerler tercih edilmelidir.

7 Pürüzlülük Bilgileri ve Topografya 7 Pürüzlülük Bilgileri ve Topografya

Arazi yüzey pürüzlülüğünün değişmesi yüzey Arazi yüzey pürüzlülüğünün değişmesi yüzey sürtünme karakteristiklerini ve dolayısıyla hız sürtünme karakteristiklerini ve dolayısıyla hız profilini değiştirmektedir. profilini değiştirmektedir.

Bir alanın yüzey pürüzlülüğü, bu alan üzerindeki Bir alanın yüzey pürüzlülüğü, bu alan üzerindeki pürüzlülük elemanlarının boyutları ve alan içindeki pürüzlülük elemanlarının boyutları ve alan içindeki dağılımına bağlı olmaktadır. dağılımına bağlı olmaktadır.

Karasal alanlar için bitki örtüleri, yerleşim Karasal alanlar için bitki örtüleri, yerleşim yerleri, doğal arazi yapıları tipik pürüzlülük yerleri, doğal arazi yapıları tipik pürüzlülük elemanlarıdır. elemanlarıdır.

Bu pürüzlülük elemanları, rüzgar enerjisi Bu pürüzlülük elemanları, rüzgar enerjisi potansiyel tipik pürüzlülük elemanlarıdır. potansiyel tipik pürüzlülük elemanlarıdır.

Bu pürüzlülük elemanları,rüzgar enerjisi Bu pürüzlülük elemanları,rüzgar enerjisi potansiyel belirleme çalışılmalarında 4 değişik potansiyel belirleme çalışılmalarında 4 değişik pürüzlülük sınıfıyla tanımların.pürüzlülük sınıfıyla tanımların.

Bir arazinin pürüzlülüğü Z. (m.) pürüzlülük Bir arazinin pürüzlülüğü Z. (m.) pürüzlülük uzunluğu parametresi ile belirtilir. Pürüzlülük uzunluğu parametresi ile belirtilir. Pürüzlülük elemanları ile pürüzlülük uzunluğu arasındaki elemanları ile pürüzlülük uzunluğu arasındaki ilişki Latteu tarafından verilmiştir. Bu ilişki; ilişki Latteu tarafından verilmiştir. Bu ilişki;

ZZ00 = 0.5 A(H.S /AH) = 0.5 A(H.S /AH)

Şeklinde tanımlanmaktadır. Şeklinde tanımlanmaktadır.

Burada;Burada;

ZZ00 : Pürüzlülük uzunluğu (m.). : Pürüzlülük uzunluğu (m.).

H : pürüzlülük elemanının yüksekliği (m.) H : pürüzlülük elemanının yüksekliği (m.)

S : rüzgara karşı gelen dikey kesit alanı(mS : rüzgara karşı gelen dikey kesit alanı(m22))

AAHH : Arazi üzerine dağılmış ortalama yatay : Arazi üzerine dağılmış ortalama yatay

kesit alanı( mkesit alanı( m22))

Şeklinde tanımlanmaktadır. Şeklinde tanımlanmaktadır.

ZZ0 0 pürüzlülük uzunluğu 0.000l ile l.0 arasında pürüzlülük uzunluğu 0.000l ile l.0 arasında

değişmekte olup yerleşim yerleri için l.0 ve su değişmekte olup yerleşim yerleri için l.0 ve su yüzeyleri için 0.000l olarak alınır. yüzeyleri için 0.000l olarak alınır.

WAWASSP bilgisayar programı pürüzlülüğü modellemek P bilgisayar programı pürüzlülüğü modellemek

için her bir sektöre ait pürüzlülük değişimini dikkate için her bir sektöre ait pürüzlülük değişimini dikkate alır. Genelde l2 sektör kullanılır ve 345alır. Genelde l2 sektör kullanılır ve 3450-0-151500 arası arası 000 0 (N), l5(N), l500-45-4500arası 30arası 3000(NNE) olacak şekilde (NNE) olacak şekilde düzenlenir..düzenlenir..

Pürüzlülük değerlerinin kullanılabilmesi için Pürüzlülük değerlerinin kullanılabilmesi için l/25000 ölçekli harita üzerinde toplam l2 l/25000 ölçekli harita üzerinde toplam l2 sektör için ayrı ayrı pürüzlülük uzunlukları sektör için ayrı ayrı pürüzlülük uzunlukları belirlenmeli ve “Pürüzlülük Tanımlama belirlenmeli ve “Pürüzlülük Tanımlama Formu” doldurulmalıdır. Formu” doldurulmalıdır.

Uygulama örneğine ait pürüzlülük tanımlama Uygulama örneğine ait pürüzlülük tanımlama formu Tablo 4’de hazırlanmıştırformu Tablo 4’de hazırlanmıştır

Sektör

No Açı

(der)

Z01 X1 Z020, X2 Z03 X3 Z04

1 0 0,01 200 0,03 1625 00,64 6750 0,03

2 30 0,01 500 0,03 2875 00,64 7550 0,03

3 60 0,056 875 0,03 2500 00,42 6250 0,03

4 90 0,01 425 0,064 2100 00,42 6500 0,03

5 120 0,01 250 0,086 1100 0,03 7000 0,03

6 150 0,03 450 0,02 2500 0,04 10.00

0

0,03

7 180 0,03 375 0,02 1950 0,04 10.00

0

0,03

8 210 0,03 375 0,02 2050 0,011 6750 0,03

9 240 0,03 500 0,02 6500 0,03 0,03

10 270 0,03 425 0,02 1800 0,064 5250 0,03

11 300 0,03 300 0,02 1375 0,064 3300 0,03

12 330 0,01 325 0,035 1500 0,03 3550 0,03

Tablo 4. Pürüzlülük Tanımlama Fonu.

Bu çalışmanın sadece harita üzerinde Bu çalışmanın sadece harita üzerinde yapılması uygun değildir. yapılması uygun değildir.

İlgili santral sahasına bizzat gidilip arazi yapısı İlgili santral sahasına bizzat gidilip arazi yapısı incelenerek sözü edilen form doldurulmalıdır. incelenerek sözü edilen form doldurulmalıdır.

Bölgenin rüzgar atlası oluşturulduğunda Bölgenin rüzgar atlası oluşturulduğunda pürüzlülük etkisinin (orography) türbin hub pürüzlülük etkisinin (orography) türbin hub yüksekliğinde %50’yi aşmaması gerekmektedir. yüksekliğinde %50’yi aşmaması gerekmektedir.

Türbin hub yüksekliği arttıkça engel ve Türbin hub yüksekliği arttıkça engel ve pürüzlülük etkisi azalır, enerji üretim miktarı pürüzlülük etkisi azalır, enerji üretim miktarı artır. artır.

Bu durum uygulama örneğinden elde edilen Bu durum uygulama örneğinden elde edilen ve Tablo 5’de verilen l0 m. , 30 m. ve 50 m. ve Tablo 5’de verilen l0 m. , 30 m. ve 50 m. yüksekliklerine ait rüzgar atlaslarında yüksekliklerine ait rüzgar atlaslarında görülmektedir. görülmektedir.

Tablo 5. ilgili Yüksekliklerdeki Rüzgar Atlası Tablo 5. ilgili Yüksekliklerdeki Rüzgar Atlası

HT= l0 m. HT= l0 m.

H=50 m ÖRNEK

Heıght =50.0 m.a.g.l

Sayısal haritanın çok dikkatli hazırlanmış olması rüzgar enerji Sayısal haritanın çok dikkatli hazırlanmış olması rüzgar enerji üretim miktarının da doğruya yakın bir değer olarak elde üretim miktarının da doğruya yakın bir değer olarak elde edilmesini sağlar. edilmesini sağlar.

Rüzgar Enerji Türbinleri ve Enerji Üretim Miktarının BelirlenmesiRüzgar Enerji Türbinleri ve Enerji Üretim Miktarının Belirlenmesi

Piyasada çeşitli model ve büyüklükte rüzgar türbinleri Piyasada çeşitli model ve büyüklükte rüzgar türbinleri bulunmaktadır. yatırımcı amacımı da göz önünde bulundurarak bulunmaktadır. yatırımcı amacımı da göz önünde bulundurarak fiyat, teknik özellikler, verim, garanti, hazırda bulunma ve türbin fiyat, teknik özellikler, verim, garanti, hazırda bulunma ve türbin referansları gibi kriterleri dikkate alarak en uygun rüzgar referansları gibi kriterleri dikkate alarak en uygun rüzgar türbinini seçmelidir. türbinini seçmelidir.

Rüzgar enerji santralının net enerji üretiminin Rüzgar enerji santralının net enerji üretiminin belirlenebilmesi amacıyla sahanın rüzgar atlası, rüzgar belirlenebilmesi amacıyla sahanın rüzgar atlası, rüzgar türbin karakteristikleri ve rüzgar türbinlerinin konumlarına türbin karakteristikleri ve rüzgar türbinlerinin konumlarına ilişkin veriler birlikte kullanılarak türbinlerin tek tek veya bir ilişkin veriler birlikte kullanılarak türbinlerin tek tek veya bir arada üretecekleri yıllık enerji miktarları hesaplanır. arada üretecekleri yıllık enerji miktarları hesaplanır.

Uygulama örneği için NEG-MİCON 750/48 ( 750 Kw) Uygulama örneği için NEG-MİCON 750/48 ( 750 Kw) Model rüzgar türbini seçilmiş ve karakteristik değerleri Model rüzgar türbini seçilmiş ve karakteristik değerleri Tablo 6.’da verilmiştir.Tablo 6.’da verilmiştir.

Tablo 6. Seçilen Rüzgar Türbininin Karakteristik Değerleri. Tablo 6. Seçilen Rüzgar Türbininin Karakteristik Değerleri. NEG- Miçon 750/48 (750 kW) NEG- Miçon 750/48 (750 kW) Hub yüksekliği : 55.0 m. A.g.l Cut-in hızı: 3 l/snHub yüksekliği : 55.0 m. A.g.l Cut-in hızı: 3 l/sn Rotor çapı Rotor çapı : 48.2 menopoz Cut-out hızı: 26 m/sn : 48.2 menopoz Cut-out hızı: 26 m/sn Hava yoğunluğu : l.225 k3/mHava yoğunluğu : l.225 k3/m33

HIZ (m/sn) P(kW) Co

3.0 0,0 0,00

4.0 19,5 0,98

5.0 53,1 0,86

6,0 97,4 0,76

7,0 155,3 0,90

8,0 244,6 0,83

9,0 349,2 0,76

10,0 462,2 0,69

11,0 564,5 0,61

12,0 640,5 0,54

13,0 697,3 0,47

14,0 729,8 0,42

15,0 745,5 0,37

16,0 750,0 0,33

17,0 744,6 0,30

18,0 734,8 0,27

19,0 723,0 0,25

20,0 711,9 0,23

21,0 701,4 0,22

22,0 694,3 0,20

23,0 692,8 0,19

24,0 695,2 0,18

25,0 700,6 0,17

26,0 0 0

Seçilen rüzgar türbininin karakteristik Seçilen rüzgar türbininin karakteristik değerleri . sahanın rüzgar atlası ile sayısal değerleri . sahanın rüzgar atlası ile sayısal haritası ve rüzgar türbininin konumları haritası ve rüzgar türbininin konumları kullanılarak üretilecek enerji miktarı kullanılarak üretilecek enerji miktarı uygulama örneği için WAuygulama örneği için WAssP programı ile P programı ile hesaplanılmış ve sonuçlar Tablo 7’de hesaplanılmış ve sonuçlar Tablo 7’de gösterilmiştir. gösterilmiştir.

Tablo 7. Uygulama Örneği İçin Rüzgar Türbininin Enerji Üretim Miktarı

Tablo 7’den görüleceği gibi türbin hub Tablo 7’den görüleceği gibi türbin hub yüksekliğinde yakın çevresel engeller ve arazi yüksekliğinde yakın çevresel engeller ve arazi pürüzlülük etkisi istenilen limitler dahilinde olup pürüzlülük etkisi istenilen limitler dahilinde olup seçimi yapılan rüzgar türbini ile yılda 2. 602 GWh seçimi yapılan rüzgar türbini ile yılda 2. 602 GWh enerji üretilecektir. enerji üretilecektir.

Ayrıca l0 m. Yükseklikte 6.3 m/sn olan ortalama Ayrıca l0 m. Yükseklikte 6.3 m/sn olan ortalama rüzgar hızı türbin hub yüksekliğinden 8.2 m/sn rüzgar hızı türbin hub yüksekliğinden 8.2 m/sn değerine ulaşmıştın..değerine ulaşmıştın..

WAWASSP bilgisayar programı kullanılarak, sayısal P bilgisayar programı kullanılarak, sayısal harita üzerinde enerji üretim miktarının yüksek harita üzerinde enerji üretim miktarının yüksek olacağı konumlar renk dağılımından elde olacağı konumlar renk dağılımından elde edilebilir. edilebilir.

Her bir rüzgar türbininin optimum yeri; arazi Her bir rüzgar türbininin optimum yeri; arazi yapısı, ulaşım imkanları, hakim rüzgar yönü yapısı, ulaşım imkanları, hakim rüzgar yönü gibi unsurlar dikkate alınarak bahsedilen gibi unsurlar dikkate alınarak bahsedilen renkte dağılımları yardımıyla belirlenebilirrenkte dağılımları yardımıyla belirlenebilir