1. B¶l¼m R¼zgar Enerjisi ve Enerji D¶n¼¼m Sistemleri .R¼zgar Enerjisinde Kullan±lan Enerji D¶n¼¼m Sistemleri 7 ... Kolay kurulum, d¼¼k

  • View
    232

  • Download
    8

Embed Size (px)

Text of 1. B¶l¼m R¼zgar Enerjisi ve Enerji D¶n¼¼m Sistemleri...

  • 1.1. BlmBlm::

    Rzgar Enerjisi ve Rzgar Enerjisi ve

    Enerji Dnm SistemleriEnerji Dnm Sistemleri

    Do. Dr. Ersan KABALCIDo. Dr. Ersan KABALCI

    AEKAEK--204 Rzgar 204 Rzgar EnerjisiEnerjisi ileile ElektrikElektrik retimiretimi

  • 1.1. Rzgar Enerjisine Giri1.1. Rzgar Enerjisine Giri

    Fosil yaktlarn maliyetlerindeki artlar, rezervlerin azalmas ve

    evresel faktrlerden dolay yenilenebilir enerji kaynaklarna olan ilgi

    son 20 yldr ciddi oranda art gstermitir.

    Gnmzde yaanan teknolojik gelimeler, maliyetlerdeki dler

    ve devlet destekleri yenilenebilir enerji kaynaklarnn piyasada

    geerli bir enerji kayna olmasn salamtr.

    Bu kaynaklar ierisinde rzgar enerjisi de hzl bir gelime gsteren

    yenilenebilir enerji kaynadr.

    22

  • 1.1. Rzgar Enerjisine Giri1.1. Rzgar Enerjisine Giri

    Rzgar enerjisi yel

    deirmenlerinde, sulama

    sistemlerinde ve denizcilikte

    yzyllardr kullanlan bir kaynaktr.

    Yel deirmenlerinden elektrik

    retimiyle ilgili ilk almalar 19.

    yzyln sonunda yaplan bir 12 kW

    DC rzgar trbini ile

    gerekletirilmitir.

    33

    Charles Brush tarafndan gelitirilen

    ilk trbin (1888)

    http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_F._Brush

  • 1.1. Rzgar Enerjisine Giri1.1. Rzgar Enerjisine Giri

    Brush rzgar trbini, 17 m apnda bir rotor ve 18 m yksekliinde

    bir kuleden oluuyordu. Gnmz standartlarna gre 12 kW DC

    gce sahip olan bu trbinin 144 adet kanad vard ve dolaysyla

    olduka yava dnen bir alma sistemine sahipti.

    Dinamosu, bataryalar arj etmek ya da 100 tane akkor lambay, 3

    tane ark lambay ve Brushn laboratuarndaki eitli motorlar

    altrmak iin kullanlyordu.

    Cleveland merkez istasyonuna 1900de elektrik gelmesinden sonra

    makine kullanlmaz olup 1908de kaderine terk edilmitir.

    44

  • 1.1. Rzgar Enerjisine Giri1.1. Rzgar Enerjisine Giri

    1891 ylnda Danimarkal bilim adam Poul la Cour, elektroliz

    deneylerine gereken elektrii retmek iin bir rzgar trbini

    tasarlamtr. Daha sonralar bir reglatr gelitirerek kararl bir

    gerilim kayna haline getirdii trbini Askov kyn beslemesi iin

    kullanmtr.

    1900lere gelindiinde Danimarkada 2500 civarnda rzgar trbini

    bulunmaktayd. Toplam kurulu g ise 30 MW civarndayd

    Orta Amerikada 1850-1900 yllar arasnda birok (yaklak 6

    milyon) kk gl rzgar trbini kurulmu ve sulama pompalar

    iin kullanlmtr. 55

  • 1.1. Rzgar Enerjisine Giri1.1. Rzgar Enerjisine Giri

    1980lere gelene kadar bu teknoloji olduka gelimi ve gvenilir ve

    verimli bir enerji kayna haline dnmtr. Son 20 ylda bir ok

    trbin teknolojisi gelitirilmi ve enerji verimlilii ykseltilmitir. Trbin

    kapasiteleri birka kWtan megawattlara kadar ykselmitir.

    Ayrca, sadece karada kurulan (on-shore) trbinlere ek olarak

    denizde kurulan (off-shore) trbinler de gelitirilerek enerji

    potansiyeli ve verimlilik arttrlrken trbin maliyetleri dmtr.

    66

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    77

    Dnyada kurulu rzgar gc kapasitesi 20 yldan bu yana hzl bir

    art gstermitir.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    88

    Bu artn temel nedenleri klasik enerji kaynaklarndaki maliyet

    artlar, devlet teviklerinin salad finansmanlar, rzgar

    trbinlerinin maliyetindeki dler ve temiz enerji talebindeki artlar

    olarak sralanmaktadr.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    99

    Evlerde kullanlan trbinler birka kW gcndeyken ticari kullanmda

    bu g MWlara kadar kmaktadr. Kk ve orta lekli trbinler

    300 kWn altnda gce sahipken bunlar evlerde, iftliklerde ve ticari

    alanlarda kullanlmaktadr.

    Kk gl rzgar trbinleri PV kaynaklar ya da dizel jeneratrlerle

    hibrid ekilde entegre edilerek ebeke etkileimli ya da ebekeden

    bamsz olarak kullanlrlar.

    te yandan, byk rzgar trbinlerinin kapasiteleri ve boyutlar

    srekli art gstermitir.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1010

    1980lerde retilen 50 kW gcndeki bir trbinin rotor ap 15m iken

    gnmzde 7,5 MW gcne ulaan trbinlerin kanat aplar 126

    mdir.

    leride gelitirilecek olan 10 MW gcndeki rzgar trbininin kanat

    apnn ise 145 m olaca ve Boeing 747 uan 2 katndan daha

    byk olaca n grlmektedir.

    Bu artn sonucunda kanat apnn karesiyle orantl olarak artan

    enerji retimi mmkn olacaktr. Mekanik g formlnde, rzgar

    hznn kp ve kanat alan nemli parametrelerdir.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1111

    ebekenin bulunmad yerlerde rzgar trbinleri herhangi bir

    ebeke entegrasyonu olmadan kendi balarna alrlar. Rzgardan

    retilen enerji sabit olmad iin dier enerji kaynaklar da bu sistem

    ierisinde yer almaldr.

    Bu sistemlerde, PV ve jeneratr gibi ek kaynaklar gerekirken ayn

    zamanda daha gl bir datm sistemi oluturmak iin enerji

    depolama alt yaps da gerekir.

    Bu ihtiyalardan ve artan maliyetlerden dolay kk rzgar tesisleri

    dnya apnda kurulu gcn ierisinde ok az bir yer tutar.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1212

    Kurulu trbinlerin byk bir ksm ebeke etkileimli olarak alr ve

    retilen enerji dorudan ebekeye aktarlr. Generatrlerin byk bir

    ksm 690V k gerilimi rettii iin k geriliminin kVlara

    ykseltecek transformatrler de bu sistemlerin ihtiyalar arasnda

    yer alr.

    rnein, 690V generatr geriliminin 35kV OG iletim hattna

    balants iin rzgar tesisi knda transformatr istasyonunun

    kurulmas gerekecektir. Bu gerilim ekilde gsterildii gibi tesis

    knda ebeke balantsn salayacaktr.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1313

    Geycek RES (Mucur-150 MW) 154 kV

    alt sahas ve transformatrler

    Burgaz RES (14.9 MW)

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1414

    Byk kapasiteli rzgar tesisleri genellikle birka nedenden dolay

    karada kurulurlar;

    Kolay kurulum, dk bakm maliyeti ve iletim hatlarna kolay eriim

    te yandan, offshore tesisler de teknik ve ticari olarak

    gerekletirilebilen uygulamalardandr.

    Offshore tesis kurulmasnn temel nedeni, karada yeteri kadar rzgar

    elde edilememesidir. Bu genellikle youn nfusa sahip Avrupa

    lkelerinde karlalan bir durumdur.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1515

    Offshore tesis kurulmasnn bir dier nemli nedeni ise rzgarn

    denizde karaya gre daha youn ve daha kararl olmasdr.

    Rzgardan retilen elektrik enerjisinin, rzgar hznn kpyle orantl

    olduu hatrlanacak olursa bu durum denizde retilecek enerjinin ok

    daha yksek olacan ispatlamaktadr.

    Ayrca akustik grlt ve grsel etkenler gibi evresel faktrler de

    offshore trbinlerde minimuma indirilmitir. Bu gibi faktrler, denizde

    kurulan offshore tesislerin yaylmasnda nemli geliimler

    salamtr.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1616

    Dnyada birok yerde offshore tesis

    prototipleri bulunsa da snrl sayda

    lke bu kapsamda iletilen byk

    tesislere sahiptir.

    Bu alanda en byk tesisler ngiltere,

    Danimarka ve Hollandada bulunmakta

    olup 2012 ylndaki 4619 MW kurulu

    kapasitenin 2516 MW ngiltereye, 856

    MW Danimarkaya ve 269 MW ise

    Belikaya aittir.

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1717

  • 1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri1.2. Rzgar Enerjisinde Kullanlan Enerji Dnm Sistemleri

    1818

    Rzgar Tesisi Toplam Kapasite

    (MW) Yer Trbinler ve Modelleri

    London Array 630 United Kingdom 175 Siemens 3.6-120

    Greater Gabbard 504[5] United Kingdom 140 Siemens 3.6-107

    Anholt 400 Denmark 111 Siemens 3.6-120

    BARD Offshore 1 400 Germany 80 BARD 5.0

    West of Duddon Sands 389 United Kingdom 108 Siemens SWT-3.6-120

    Walney

    (phases 1&2) 367.2 United Kingdom 102 Siemens SWT-3.6-107

    Thorntonbank

    (phases 1-3) 325 Belgium

    6 Senvion 5MW,

    48 Senvion 6.15MW

    Sheringham Shoal 315 United Kingdom 88 Siemens 3.6-107

    Thanet 300 United Kingdom 100 Vestas V90-3MW

    DanTysk 288 Germany 80 Siemens SWT-3.6-120

    Meerwind Sd / Ost 288 Germany 80 Siemens SWT-3.6-120

    Lincs 270 United Kingdom 75 3.6MW

    Northwind 216 Belgium 72 Vestas V112-3.0MW

    Horns Rev 2 209.3 Denmark 91 Siemens 2.3-93

    Rdsand II 207 Denmark 90 Siemens 2.3-93

    Chenjiagang

    (Jiangsu) Xiangshui 201 China 134 1.5MW

    Lynn

    and Inner Dowsing 194 United Kingdom 54 Siemens 3.6-107

    Robin Rigg

    (Solway Firth) 180 United Kingdom 60 Vestas V90-3MW

    Gunfleet Sands 172 United Kingdom 48 Siemens 3.6-107

    Nysted (Rdsand I) 166 Denmark 72 Siemens 2.3