Bursa ili kıyı şeridi rüzgar enerjisi potansiyel analizi

Abstract

Nüfus artışı ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte enerjiye duyulan ihtiyaç hızla artmaktadır. Enerjiye duyulan ihtiyacın artmasıyla birlikte enerji kaynaklarının hızla azalması, çevre kirliliği ve sera gazı emisyonlarının artması gibi etmenler yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelime sebep olmuştur. Rüzgâr enerjisi dünyada en fazla kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Ülkemizde 2007 yılında rüzgâr enerjisi kurulu gücü 146,3 MW değerinde iken 2017 yılında bu değer 6483,9 MW'a ulaşmıştır. Rüzgâr enerjisi yatırımları sayesinde rüzgâr enerjisi kurulu gücünde sürekli bir artış söz konusudur. Yatırımların ekonomik açıdan uygun olması için, rüzgâr santralinin kurulacağı bölgelerde rüzgâr enerjisi potansiyel analiz çalışması yapılmalıdır. Bu tez çalışmasında dünya ve Türkiye'nin enerji görünümü incelenmiş, rüzgâr enerjisi ve potansiyel analizi ile ilgili bilgiler verilmiştir. Rüzgâr enerjisi temel enerji denklemleri, türbin rotor yarıçaplarının rüzgâr enerjisi üzerine etkileri, rüzgâr hızının rüzgâr enerjisi üzerine etkileri, yüksekliğe bağlı rüzgâr hız değişimleri gibi konular hakkında bilgiler verilmiştir. Rüzgâr enerjisi potansiyel analiz çalışmaları için pek çok yöntem mevcuttur. Doğrudan veri analizi yöntemleri ve istatiksel analizler rüzgâr enerji potansiyel analizi yöntemlerindendir. En çok kullanılan yöntemler, istatiksel analiz yöntemlerinden olan Weibull ve Rayleigh dağılım fonksiyonlarıdır. Rüzgâr enerjisi potansiyel analiz çalışmalarında istatiksel analizlerin yanında bilgisayar programları da kullanılmaktadır. Tez kapsamında CFD tabanlı olan WindSim yazılımı yardımıyla rüzgâr enerjisi potansiyel analizi yapılmıştır. Bursa ilinin kıyı şeridi olan Gemlik, Karacabey ve Mudanya ilçeleri için ayrı ayrı analiz yapılmış, yıllık enerji üretim miktarları, ortalama rüzgâr hız haritaları, rüzgâr güç yoğunluğu haritaları, pürüzlülük haritaları oluşturulmuştur. Analizi yapılacak olan ilçeler için Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan saatlik rüzgâr hızı ve rüzgâr yönü bilgilerinin bulunduğu klimatoloji verileri kullanılmıştır. Alınan klimatoloji verileri WindSim programına aktarılmakta ve analizler gerçekleştirilmektedir. Analiz sonucunda Gemlik, Karacabey ve Mudanya için yıllık enerji üretimleri sırasıyla 26,5 GWh, 8,8 GWh ve 22,4 GWh'dir. Rüzgâr enerji potansiyelinin en fazla olduğu bölgeler kapasite faktörleri sırasıyla %30,8 ve %26,4 olan Gemlik ve Mudanya'dır.

Due to the population growth and technology development, the need for energy is growing rapidly. Increased energy demand, environmental pollution and increase in greenhouse gas emissions cause to growing in the use of renewable energy sources. Wind energy is one of the most used renewable energy sources in the world. In 2007, the power of wind energy in our country was 146.3 MW, while in 2017 this value reached 6483.9 MW. Thanks to wind energy investments, there has been a continuous increase in wind energy installed power. For investments to be economically suitable, wind energy potential analysis should be performed in areas where the wind power plant will be established. In this study, Turkey and the world energy outlook was examined and information about wind energy and wind energy potential analysis are given. Additionally basic energy equations of wind energy, effects of wind turbine rotor diameters on wind energy, effects of wind speed on wind energy, wind speed changes depending on height are given. There are many methods for wind energy potential analysis studies. Direct data analysis methods and statistical analyses are methods of wind energy potential analysis. The most widely used methods are the Weibull and Rayleigh distribution functions, which are statistical analysis methods. The wind energy potential analysis was carried out with the help of WindSim software which is based on CFD. The coast line of Bursa province was analysed individually for the districts of Gemlik, Karacabey and Mudanya. Annual energy production values, average wind speed maps, wind power density maps, roughness maps were created for districts. The climatology data for the hourly wind speed and wind direction information obtained from the General Directorate of Meteorology was used for the districts to be analysed. Climatology data are transferred into the WindSim program and analysed. As a result of the analysis, annual energy productions for Gemlik, Karacabey and Mudanya are 26.5 GWh, 8.8 GWh and 22.4 GWh respectively. Capacity factors were 30.8% and 26.4% respectively, Gemlik and Mudanya are regions where wind energy potential is the highest.