Rüzgar karakteristiği ve enerjisine etki eden faktörlerin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, ilk olarak bir rüzgar enerjisi santrali projelendirmesi ve kurulumda izlenecek yollar anlatılmıştır. Daha sonra, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü' nden (DMİ) alınan Konya - Yunak bölgesine ait 1986 ? 2007 yılları arasında 10 metre yükseklikte ölçülen saatlik ortalama rüzgar şiddeti, basınç ve sıcaklık verileri kullanılarak bölgenin rüzgar karakteristiği hız süreklilik eğrileri yöntemi ile incelenmiştir. Ardından ölçüm değerlerinden elde edilen ve zamanla değişim gösteren hava yoğunluğu değerleri göz önünde bulundurularak farklı yüksekliklerde bulunan iki değişik rüzgar türbini modeli için yıllık rüzgar enerjisi hesaplamaları yapılmış ve hava yoğunluğunun standart (1,225kg/m3) alınması durumuyla karşılaştırılmıştır. Burada ayrıca, 10 metredeki veriler türbin göbek yüksekliğine yükseltilirken kullanılan güç profil kanunundaki Helmann katsayısı için farklı değerler kullanılarak bu katsayının hesaplamalardaki önemi irdelenmiştir.Rüzgar gücü potansiyeli hesaplamalarında kullanılan ve literatürde geçen hava yoğunluğunun rüzgar hızına bağlı değişikliği dikkate alınarak elde edilen bir düzeltme faktörüyle yapılan hesaplama metodu da bu kapsamda incelenmiştir. Sonuçta, bu 3 farklı metodla elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.Rüzgar enerjisi üretimine etkisi olan bir takım meteorolojik etkenlerden; şiddetli yağmur, kar, dolu, buzlanma, yıldırım çarpmaları ve yüksek sıcaklıklar da bu çalışmada incelenmiştir.Daha sonra, Osmaniye ? Gökçedağ' da kurulu bulunan bir santraldeki ölçüm direğinden alınan 15 günlük saatlik ortalama rüzgar verileriyle bu ölçüm direğine en yakın rüzgar türbininin üretim değerleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca türbin üzerinden alınan saatlik ortalama rüzgar şiddeti verileri de kullanılarak üretim değerleri hesaplanmış ve aradaki farkların nedenleri incelenmiştir.

In this thesis, firstly, the design procedure of a wind power plant and the road map during the installation of a wind farm has been indicated. Then, wind characteristics of Konya ? Yunak region has been analaysed using the wind speed duration curves method by using the hourly average wind , pressure and temperature data of State Meteorological Works General Directorate (SMW) measured in 10 meters height in between the years 1986 and 2007. Besides by the help of the data received, the avarage air density values which varies in time has been calculated in order to make energy production calculations for two different types of wind turbine that has different hub heights. The energy production calculations have been made for both turbines by considering the standart air density, which is (1,225kg /m3), and annual average air density value of the site. During the calculations, different values for the Helmann coefficient, which takes place in the power profile law that is to increase the wind speed values from 10 meter to hub heights, are also considered.The formulation, which is used in literature that scrutinizes the variability of the air density depending on the variations of the wind speed has also been analyzed within the scope of this thesis. Eventually, the different results obtained with this three different approaches have been compared.The factors that has affects on wind energy production; such as heavy rain, snow, hail, icing, lightning and high temperatures have been investigated within the frame of this thesisLastly, the energy production values have been calculated using the data received from a wind farm, which is currently under operation. The hourly average wind speed data taken from both the mast and the anemometer, which is located on the wind turbine. Finally, these estimated values have been compared with the real energy production values of the wind turbine.