Rüzgar enerjisi potansiyel hesaplamasında kullanılan bilgisayar programlarının karşılaştırılması

Abstract

Rüzgar, sürekli olarak ve aynı seviyede esmediğinden dolayı rüzgar enerjisinden elektrik üretiminin tahmin edilmesi gerekmektedir. Bu tahmin işlemleri değişik yöntemler kullanan bilgisayar programları vasıtasıyla gerçekleştirilmektedir. Bu alanda pek çok program bulunmaktadır. Bu çalışmada incelenen programlar ise WAsP, WindPro, WindFarmer, WindSim, Windographer, Homer ve RetScreen'dir.Bu çalışmada ilk olarak rüzgar enerjisinin dünyadaki ve ülkemizdeki son durumundan bahsedilmiş ve güncel verilerle rüzgar enerjisinin önemine değinilmiştir. İkinci bölümde rüzgar enerjisi ile ilgili teorik bilgilendirme yapılmıştır. Rüzgar enerjisi hesaplamalarında kullanılan ana denklemler ve genel kurallar bu kısımda yer almaktadır. Üçüncü bölümde kullanılan yedi programın detayları, hesaplama yöntemleri ve özelliklerinden bahsedilmiştir.Hesaplamaların yapıldığı bölüm olan dördüncü bölümde WAsP, WindPro ve WindFarmer programları vasıtasıyla beş farklı rüzgar ölçüm direği verisi kullanılarak, programların bir ölçüm direğinden diğerine rüzgar hızını ne ölçüde doğru tahmin ettiği ölçülmüştür. Yapılan hesaplamalar neticesinde elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmış ve programların bir tutarlılık içerisinde hareket edip etmediği incelenmiştir. Beşinci bölümde, yedi farklı programla öncelikle on farklı türbin tipi için ölçüm direğinden alınan veriler kullanılarak yıllık enerji üretimi hesaplamaları yapılmış ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Programların 10, 30 ve 50 metreden alınan verileri kullanarak birbirlerine kıyasla ne derece tutarlı tahmin yaptıkları incelenmiştir. Altıncı bölümde, on iki adet türbinden oluşan 24 MW kurulu gücündeki rüzgar santral sahası için yıllık enerji üretimleri programlar vasıtasıyla hesaplanmıştır. Bu hesaplamalarda hem ölçüm direğinden alınan hem de türbin göbek yüksekliğindeki veriler kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar santral sahasının gerçek üretimleriyle karşılaştırılmış ve programların tutarlılıkları sorgulanmıştır.

Due to the changes in the amount of wind, energy production from the wind must be predicted. This forecast procedures are made by computer programs which use different methods. Some of thems use statistical methods and some of thems use wind flow model. Although there are many programs in this field, the most widely used seven of them investigated in this study. These programs are WAsP, WindPRO, WindFarmer, WindSim, Windographer, Homer and RETScreen. Every program has advantages and disadvantages to each other.In this study, first of all the national and international status of wind energy are investigated with current statistics. At the second stage, theoretical information is given. Main expressions and general rules are given at this stage. At the third stage, general information, calculation methods and details of seven program's are given. At the fourth stage, five different set of measured data from four different wind measuring system which are located at different regions are used for prediction of wind speed by mast to mast. At this stage, three different programs are used for calculations, WAsP, WindPro and WindFarmer. Results are compared with each other and consistency of programs are investigated. At the fifth stage, for ten different types of turbines, annual energy production calculations are made with using the set of measured data. Results for seven programs and ten turbines compared with each other. The sixth and last stage, for the wind farm which consists twelve turbines with an installed capacity of 24 MW, annual energy production calculations were made for both the set of measured data and turbine hub height data.