ortalama ge§mi r¼zgar verileri ¼zerinden r¼zgar enerjisi santralleri

  • View
    220

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of ortalama ge§mi r¼zgar verileri ¼zerinden r¼zgar enerjisi santralleri

  • 3. zmir Rzgr Sempozyumu // 8-10 Ekim 2015 // zmir 71

    ORTALAMA GEM RZGAR VERLER ZERNDEN RZGAR ENERJS SANTRALLER N N FZBLTE

    YAPILMASI : GEDZ NVERSTES 100 kW RZGAR ENERJS UYGULAMASI

    Do. Dr. Selim SOLMAZ1, r. Gr. R. Altu TURAN2

    1,2Gediz niversitesi 1selim.solmaz@gediz.edu.tr, 2altug.turan@gediz.edu.tr

    ZET Bu almada Gediz niversitesi kampsnde kurulumu ksa bir sre nce tamamlanm olan 100kW gcnde rzgar trbini iin retim tahmini ve n fizibilite almas yaplmtr. ncelikli olarak ele alnn trbin modeli zerinden g retimini etkileyecek olan lokasyon corafi ve iklimsel artlarndan balanmtr. Belirtilen noktann iklimsel zellikleri, ortalama rzgar gc, esme yn gibi ortalama deerlere ulalmtr. Bu aamadan sonra elde edilen veriler sistem zellikleri zerinden hesaplanm ve sistemin potansiyel yllk g retimine ulalmtr. Daha sonrasnda sistemin kurulum maliyeti, kW sat bedeli zerinden sistemin kendisini ne kadar srede amorti edecei ve yine sistemin isel karll gibi finansal aralar kullanlarak yatrm analizi sonlandrlmtr.

    1. GR Gnmz dnyasnda kreselleme ve artan nfus paralelinde daha fazla konut, sanayileme, otomasyon ve hayat kolaylatrmaya ynelik teknolojik rnlerin artmasna yol amtr. Tm bunlar enerji ihtiyacmzn gn ve gn artacan gstermektedir. Uluslararas Enerji Ajans (IEA) verilerine gre enerji talebinin mevcut durumu korumas halinde 2030 ylna kadar enerji ihtiyacnda %40 art olmas beklenmektedir. Bu art kmr, doalgaz, petrol gibi fosil yaktlarn yan sra nkleer ve yenilenebilir enerji kaynaklar olan rzgar ve gne santralleri ile karlanacaktr. Bu talebin karlanmas iin ncelik her ne kadar kaynaklar snrl olan kmr, doalgaz ve petrol olsa da 20 yzyl itibariyle zellikle yenilenebilir enerji kaynaklarna yaplan yatrmlarn hzla artt gzlenmektedir. Kresel Rzgar Enerjisi Konseyi (GWEC) istatistiksel verilerine gre 2014 ylnda yaplan 51.477 MW rzgar enerjisi kurulumu ile dnyada toplam 369.553 MW rzgar enerjisi gcne ulalmtr [1]. Dnya istatistiklerinde grlen bu trend Trkiye iinde artarak ilerlemektedir. Trkiyede ilk RES (Rzgar Enerjisi Santrali) 1998 ylnda 1.5 MW gcnde emeye kurulmutur. Daha sonrasnda yenilenebilir enerji santralleri lkemizde 2005 yl tarihli ve 5246 nolu Yenilenebilir Enerji Kaynaklarnn Elektrik Enerjisi retimi Amal Kullanmna likim Kanun ile nem kazanmtr. Bundan dolay lkemizde rzgar enerjisi santral kurulumlar hzla artmaya balamtr. Trkiyede 2005 2014 yllar arasnda rzgar enerjisi kurulu gcndeki art ekil 1de verilmitir. Trkiyede yllara gre kmlatif kurulu g ekil 2de verilmitir.

  • 3. zm

    Rzgve dretic Bunlatkensnmtahmikantlfrekagrl

    mir Rzgr S

    ekil 1. T

    ekil

    gar enerjisinik fiyatl ocileri iin alt

    arn yan sranmeyen, rady

    maya yol amin edilebilenlanamam o

    anslarnda palt asndan

    00

    100200300400500600700800900

    20

    200

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    3500

    4000

    2

    T

    Sempozyumu

    TREB-Tr

    2. TREB-T

    in bu kadar olmas fosil yernatif bir

    a yenilenebilyoaktif zelmayan, doan yatrmlardolumsuz ze

    arazit ku lnemli bir a

    0 30,995

    005 2006 20

    TRKYE

    0,01 51 14

    005 2006 2

    RKYEDE

    u // 8-9-10 Ek

    rkiye yllara

    Trkiye km

    nem kazanmyaktlarn fiyzm yaratm

    lir enerji santllii olmayanay ve insandr. Tm buellikleri de bmleri gibi azalma salan

    5,3

    217,4

    42

    007 2008 20

    DEKRZNYILLI

    46,3363,7

    7

    2007 2008 2

    EKRZGAKUMLA

    kim 2015 //

    gre rzgar

    mlatif rzgar

    masnn sebe

    yat dalgalanmm olmasdr.

    tralleri, neren, CO2 sal

    n saln teu olumlu zbulunmaktadzelliklerdir. anmtr [2,3,

    27,9537,5547

    009 2010 2

    ZGARENERIKKURULU

    91,6

    1329,15

    18

    2009 2010 2

    ARENERJLATFKURU

    zmir

    santrali kuru

    r gc dalm

    ebi ise, retimalarna kar.

    deyse sabit fnm olmayehdit etmeyelliklerin ya

    dr. Bunlar; Ancak tekno4].

    76,7 506,3

    6

    2011 2012 2

    RJSSANTUM(MW)

    805,852312,15

    29

    2011 2012 2

    SANTRALULUM

    ulumu istatist

    m istatistik

    im maliyetle nlem alm

    fiyat avantajan bundan en, gelecek

    annda gemgrlt, grolojinin ilerl

    46,3

    803,65

    2013 2014

    TRALLER)

    958,45

    3762,1

    2013 2014

    LLERN

    tik raporu

    raporu

    erinin sabit omaya alan

    yla birlikte dolay atmoiin retim

    mi yllarda orsel kirlilik, lemesiyle ze

    MW

    MW

    72

    olmas enerji

    doal, osferik

    gc olarak radyo ellikle

  • 3. zmir Rzgr Sempozyumu // 8-9-10 Ekim 2015 // zmir 73

    Yenilenebilir enerji piyasasndaki bu artan trend yatrmc iin n ak ve ayn zamanda talep olan cazip bir sektr haline gelmitir. Bu noktada yatrmc iin en nemli soru iareti yatrmn ne kadar srede kendisini amorti edeceini bilmektir. Bunun iin rzgar lm direi veya gemi uzun yllarn ortalama verilerinin alnmasyla yaplan n fizibilite almalar vardr. Bu almada Gediz niversitesi Seyrek kampsne kurulan 100kW gcnde bir rzgar trbini iin n fizibilite raporunun hazrlanmas amalanmtr. 2. TRKYEDE RZGAR GC Trkiye jeopolitik konumu itibariyle rzgar ve gne enerjisinden faydalanlabilecek lkelerden birisidir. YEGM (Yenilenebilir Enerji Genel Mdrl) zerinden alnan bilgilere gre zellikle Marmara ve Ege blgesi ciddi rzgar potansiyeline sahip blgelerdir. Bundan dolaydr ki rzgar enerjisi kurulumlar bu blgelerde arlk kazanmtr. ekil 3te verilen REPA (Rzgar Enerjisi Potansiyeli Atlas) Trkiyede 50 metre ykseklikte seyreden rzgar hz dalmn vermektedir [5].

    ekil 3. Trkiyede 50 metre ykseklikte ortalama rzgar hz haritas (REPA) Rzgar hz haritasnda grld gibi zellikle Marmara ve Ege blgelerinin ky kesimleri rzgar trbini iin gerekli olan 7m/s rzgar esme hzna sahip blgelerdir. Rzgar enerjisi santralleri iin yaplan fizibilite almalarnda sadece rzgar hznn belirlenen limitlerde olmas yeterli deildir. Rzgar hzyla birlikte rzgar younluu ve kapasite faktr bilinmesi gereken dier deikenlerdir. ekil 4te Trkiye rzgar g younluu dalm verilmitir [6].

    ekil 4. Trkiyede 50 metre ykseklikte rzgar g younluu (REPA)

  • 3. zmir Rzgr Sempozyumu // 8-9-10 Ekim 2015 // zmir 74

    Trkiye rzgar g younluu haritasnda grld gibi dier blgelere gre Marmara ve Ege blgelerinde rzgar younluu daha yksektir. Bu sayede herhangi iki blgede rzgar hz ayn olsa bile rzgar santralinden elde edilecek enerjiyi bu haritada belirtilen rzgar g younluu belirlemektedir. Younluun fazla olduu blgelerde RES kanatlar daha fazla itme gcyle dnmektedir. Bylece dn hz ve tur says deimektedir. Yine RES kurulumu yaplacak olan blgelerde yatrm ncesi dikkat edilmesi gereken dier bir deiken kapasite faktrdr. ekil 5te 50 metre ykseklikte 1MW gcnde kurulu gce sahip bir emsal trbin iin (Suzlon 1MW) Trkiye kapasite faktr dalm verilmitir.

    ekil 5. Trkiyede 50 metre ykseklikte kapasite faktr haritas (REPA) Kapasite faktr RES fizibilite raporlar hazrlanrken hesaplamalar sonucun ilk deerlendirilen ktdr. Teorik olarak ve YEGM verilerine gre kurulum yaplacak olan RES iin kapasite faktrnn ekonomik olarak %35 civarnda ve zerinde olmas beklenmektedir. Yine Trkiye kapasite faktr haritasna bakldnda rzgar hz ve rzgar g younluu haritalarnda olduu gibi kapasite faktrnn en yksek olduu blgeler Marmara ve Ege blgeleri olarak gzlenmektedir. Tm bu sonular Trkiyede kurulu RES oranlarn destekler niteliktedir. Rzgar enerjisi kurulum statistiklerine bakldnda Trkiye 7 blge zerinden deerlendirilmi ve buradan elde edilen sonu rzgar enerjisi santrallerinin %61.4 Marmara ve Ege blgeleri sahil eritlerinde bulunmaktadr. Bunlarn %23.5lik orann sadece anakkale ve Balkesir oluturmaktr [7]. 3.TAHMN YILLIK ENERJ RETM HESAPLAMA YNTEMLER LTERATR TARAMASI: RES kurulumlar iin en nemli ksm kurulum yaplmadan nce yaplacak kuruluma dair n fizibilite raporunun oluturulmasdr. te tam bu noktada kurulacak tribnn yllk retecei enerji miktarnn hesaplanmas gerekmektedir. Yaplan aratrmalar sonucunda bu konuda dnya apnda kullanlan baz programlar olduu sonucuna ulalmtr. Bunlardan en yaygn olanlar WAsP (Rzgar Atlas Analiz ve Uygulama Program) ve WindRose programlardr. WAsP program RISO ulusal laboratuvarnda gelitirilmitir. Bu program ok fonksiyonlu gelitirilmitir. eriinde birbirine bal fakl modller bulundurmaktadr. Bunlar rzgar gl tarlalarnn planlanmas, rzgar verilerinin deerlendirilmesi, konumlandrma ve yllk tahmini retimin hesaplanmas gibi fonksiyonlardr [8]. Dier kullanm yaygn olan WindRose program Visual Basic diline sahip olup kullanc ara yz Excel olarak sunulmaktadr.

  • 3. zmir Rzgr Sempozyumu // 8-9-10 Ekim 2015 // zmir 75

    Kullanclarn kolay kullanabildii bir program olup rzgar gc girdilerinin yaplmasyla tahmini yllk enerji retim miktarn hesaplamaktadr [9]. Rzgar enerjisi santrallerinin yllk tahmini retimini hesaplamak iin ncelikli olarak rzgar trbininin g erisinin olmas gerekmektedir. G erileri her trbin iin kanat ve mekanik zelliklerine gre farkllk gstermektedir. Bunun yannda blgede hakim rzgar hz v ve k, a deikenlerine ihtiya duyulmaktadr. k parametresi: rzgar skln gsteren parametredir. ekil parametresi olarak adlandrlmaktadr. Rzgar hzna bal olarak deiir eer rzgar hz ortalama sabit bir deerde esiyorsa k parametresi byk deer alr. Bylece bu parametre zerinden blge iin ortalama rzgarn arlkl olarak estii yorumu yaplabilir. K parametresi dalm aral arlkl olarak 1,5 3 deerleri arasnda deimektedir. a parametresi: lek parametresi olarak adlandrlmaktadr. Bal kmlatif rzgar hz frekansn gstermektedir. Buna gre eer ortalama rzgar hz yksekse a parametre deeri yksektir. a parametresi kimi kaynaklarda c olarak gemektedir. Bu parametreler genellikle rzgar hznn alnd kaynaklardan direk elde edilmektedir [10]. Bunlarn dnda k ve a parametreleri hesaplamak iin arazinin rzgar verilerine ihtiya duyulmaktadr. Bu ve