| |
Öz: Giriş: Enerji, insan ile ayrılmaz bir bütündür. Günümüz dünyasında insanlığın enerji ihtiyacı büyüyen sanayileşme, artan nüfus, gelişen teknoloji ile birlikte hızla artmaya devam etmektedir. Bu ihtiyacı karşılamaya yönelik kullanılan fosil kaynaklı yakıtların hızla tükenmesi ve bu kaynakların kullanımı sonucu ortaya çıkan maddelerin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri, insanlığın temiz enerji kaynaklarına yönelmesinde rol oynamıştır. Bu yönelime paralel olarak, ülkemizde de enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı hızla artmaktadır. Bu kaynaklara rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, biyokütle enerjisi vb. kaynaklar örnek olarak gösterilebilir. Rüzgar enerjisi ülkemizde uzun yıllardır kullanılmakta olan ve son 10 yılda kullanımı hızla artan yenilenebilir enerji kaynağıdır. Türkiye geneli rüzgar enerjisi potansiyeline bakıldığında yapılan araştırmalar göstermektedir ki, ülkemiz rüzgar potansiyeli bakımından oldukça verimli durumdadır (REPA, YEGM). Dolayısıyla enerjide dışa bağımlılığımızı ortadan kaldırmak ve ülkemizi uluslararası arenada söz sahibi yapmak için rüzgar, potansiyeli yüksek bir enerji kaynağıdır. Bu enerji kaynağının verimli kullanımı için yatırım programları kapsamında projelendirilmesi en önemli süreçtir. Bu süreçte, yatırım yapılacak bölgenin rüzgar verilerinin ve arazi bilgilerinin toplanması, bu veriler ışığında bölgenin rüzgar potansiyelinin hesaplanması, türbin sayısı ve özellikleri ile kurulacak türbin koordinatlarının belirlenmesi ve sonucunda yıllık enerji üretimi, kapasite faktörü ve amortisman süresinin hesaplanması projelendirme sürecinde yapılacak analizlerdir. Analizlerin yanlış yapılması hem ülke hem de yatırımcının ekonomisine büyük zararlar vermekle kalmayıp, verimli bölgelerin yanlış projelerle verimsiz kullanılmasına da sebep olmaktadır. Bu sebeple projelendirme sürecinin detaylı ve doğru yapılması rüzgar enerjisi kaynaklarının verimli kullanımında çok büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada da yukarıda bahsedilen projelendirmeye örnek bir proje, analizler ve sonuçları verilmiştir. Amaç: Bu çalışma; kurulabilecek bir rüzgar enerji santrali için, bölgenin rüzgar potansiyelinin belirlenmesi, türbin sayısı ve model seçiminin yapılması, kurulacak türbin koordinatlarının belirlenmesi ve enerji üretimi ile kapasite faktörünün hesaplanması amacıyla gerçekleştirilmiştir. Kapsam: Yapılan çalışma, İzmir İli Beşyol Mahallesi bölgesine ait verilerin analizlerini kapsamaktadır. Sınırlıklar: Çalışma uzun süreli veri toplanması ve analizleri için uzun zaman gerektirdiğinden, ekonomik analizlere yer verilememiştir. Yöntem: Çalışmada bölgeye ait rüzgar hız ve yön verileri, sıcaklık verileri, hava basıncı ve hava yoğunluğu verileri 80 metre yüksekliğinde bir ölçüm direğinden alınmıştır. Veriler 2013-2015 yılları arasında 2 yıl süresince 10’ar dakika aralıklar ile kayıt altına alınmıştır. Rüzgar verilerinin işlenmesinde WASP Climate Analyst programı kullanılmış olup analizlerde toplam 104634 adet veri kullanılmıştır. Rüzgar haritasının çıkarılmasında kullanılan bu verilerin yanında bölgenin arazi özelliklerine ait veriler ise Google Earth programından alınmış olup, WASP Map Editor programı ile işlenmiştir. Bu analizler doğrultusunda WASP (Wind Atlas Analysis and Application Program) ile bölgenin rüzgar haritası çıkarılmış olup, rüzgar enerjisi yatırımına uygun 12 adet türbin koordinatı belirlenmiştir. Kurulacak santral için Vestas firmasına ait V100-2MW türbin modelinin kullanılmasına karar verilmiştir. Bu türbin modeli kullanılarak WASP ile yapılan analizler doğrultusunda, 12 adet türbinin her birine ait hakim rüzgar yönleri, ortalama rüzgar hızları, güç yoğunlukları belirlenmiş, her rüzgar yönüne ait iz kayıpları ile yıllık net ve brüt enerji üretimleri ve kapasite faktörleri hesaplanmıştır. Bulgular: 80 metre yükseklikten alınan gerçek rüzgar verilerinin analizi sonucunda, ortalama hava sıcaklığı değeri 13,9 °C, ortalama hava basıncı değeri 927 mBAR, ortalama hava yoğunluğu değeri 1,125 kg/m³ ve ortalama rüzgar hızı 6,76 m/s olarak bulunmuştur. Bölgenin hakim rüzgar yönü kuzeydoğudur. Weibull-a 7,6 m/s, Weibull-k 1,72 olarak hesaplanmıştır. Ortalama güç yoğunluğu 424 W/m² olarak tespit edilmiştir. Seçilen türbin modeli ile yapılan analizler sonucunda, türbinlerin ortalama güç yoğunluğu 591 W/m², ortalama rüzgar hızı 7,7 m/s, toplam iz kayıpları %1,31, toplam yıllık net enerji üretimi 89,527 GWh, ortalama yıllık net enerji üretimi 7,461 GWh, türbinlere ait ortalama kapasite faktörü ise 0,43 olarak bulunmuştur. Sonuç: Çalışma sonunda, bölgenin rüzgar gücü potansiyeli bakımından oldukça verimli olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Belirlenen türbin modelinin bölgede rüzgar yatırımı için uygun model olabileceğine karar verilmiştir. Türbinlerin ortalama 0,43 kapasite faktörü ile enerji üretimi yapması hem bölgenin verimliliğini hem de seçilen türbin modelinin bölge için uygunluğunu kanıtlamaktadır. Bölgede kötü hava şartlarının olmaması, hava, deniz ve karayolu ulaşımının rahat olması, kurulum yerinin uygun arazi yapısına sahip olması gibi artılar proje maliyetlerini de düşüreceğinden, tüm bu sonuçlar dikkate alındığında İzmir İli Beşyol Mahallesi rüzgar enerjisi yatırım projelerine uygun bulunmuştur.
Anahtar Kelimeler: Rüzgar, Enerji, Wasp, Türbin, Fizibilite, RES
|
