RÜZGÂR ENERJİSİ ÇALIŞMALARI
Rüzgâr Enerjisi
Rüzgâr Enerjisi Mevzuatı
Rüzgâr Enerjisi ile ilgili Kurumlar
Rüzgâr Enerjisi Su Pompalama Sistemleri Projesi
EİE Rüzgar Enerjisi İstasyonlarının Yerleri
EİE Rüzgar Enerjisi İstasyonları
Aylık Rüzgar Hızları
Türkiye RES Durumu
Rüzgar Türbin Gelişimi ve Küçük Ölçekli Rüzgar Türbini
RÜZGÂR ENERJİSİ

RÜZGAR ENERJİSİ TANIMI VE UYGULAMALARI

Tanım: Rüzgar, güneş radyasyonunun yer yüzeyini farklı ısıtmasından kaynaklanır. Yer yüzeyinin farklı ısınması, havanın sıcaklığının, neminin ve basın­cının farklı olmasına, bu farklı basınç da havanın hareketine neden olur. Dünyaya ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık % 2'i kadarı rüzgar enerjisine çevrilir.

Meteorolojik açıdan rüzgar aşağıdaki yerlerde oluşabilir:

- Basınç değişiminin fazla olduğu yerler,

- Yüksek, engebesiz tepe ve vadiler,

- Güçlü jeostrofik(*) rüzgarların etkisi altında kalan bölgeler,

- Kıyı şeritleri,

- Kanal etkilerinin meydana geldiği dağ silsileleri, vadiler ve tepeler.

(*) Hareket halindeki hava kütlesi, dünyanın dönüşünden dolayı kuzey yarım kürede sağa, güney yarım kürede sola doğru sapar. Sapmaya neden olan kuvvete “corriolis kuvveti” denir. Bu şekilde oluşan rüzgara da “jeostrofik rüzgar” denir. Aslında jeostrofik rüzgar, basınç gradyanı ve corriolis kuvvet arasındaki dengeden oluşan ve yer yüzeyi ile etkileşmeyen kuramsal bir rüzgardır.

TÜRKİYE VE DÜNYA'DA RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ

Türkiye'de yer seviyesinden 50 metre yükseklikte ve 7.5 m/s üzeri rüzgar hızlarına sahip alanlarda kilometrekare başına 5 MW gücünde rüzgar santralı kurulabileceği kabul edilmiştir. Bu kabuller ışığında Türkiye rüzgar enerjisi potansiyeli 48.000 MW olarak belirlenmiştir. Bu potansiyele karşılık gelen toplam alan Türkiye yüz ölçümünün %1.30'una denk gelmektedir.

World Energy tarafından yayınlanmış çalışmaya göre; 5.1 m/s üzeri rüzgar hızlarına sahip bölgelerin uygulamaya dönük ve toplumsal kısıtlar nedeni ile %4 'nün kullanılacağı kabuledilerek, dünya rüzgar enerjisi teknik potansiyeli 53.000 TWh/yıl olarak hesaplanmıştır. Bu değerin dünyadaki dağılımı , Şekil 1 ve 2'de verilmektedir.

Şekil:1 Dünya rüzgar enerjisi teknik potansiyelin ülkelere göre dağılımı

Şekil:2 Dünya rüzgar enerjisi teknik potansiyelin ülkelere göre dağılımı (%)

2000'li yılların başından itibaren denizüstü rüzgar enerji santralları (RES) projelerinde gelişmeler olmuştur. Kuzey Denizi civarındaki ülkeler olan Almanya, Danimarka, İngiltere ve Hollanda'da denizüstü RES'leri kurulmaya başlanmıştır.

RÜZGAR ENERJİSİNİN İLK UYGULAMALARI

Rüzgar türbinleri tarihçesiyle ilgili değişik dökümanlara rastlanmakla birlikte, en eski rüzgar kuvvet makinası olan yel değirmeninin, bundan 3000 yıl önce İskenderiye yakınlarında yapıldığı tahmin edilmektedir.

                 

Şekil:3 Yel Değirmenleri

1918 yılı sonrasında büyük şehirler elektriğe kavuşmuş ve dizel yakıtların ucuzluğu nedeniyle rüzgar enerjisini değerlendirme çabaları bir kenara bırakılmıştır. Rüzgar enerjisinin bir kenara itilmişliği, enerji sıkıntısı nedeniyle 2.Dünya Savaşına kadar sürmüştür. Rüzgar enerjisinin tarihsel gelişimine; 1942 yılında üretilen 17,5 m pervane çaplı ve 50 kW nominal güçlü Smidth rüzgar türbini ve 1957 yılında üretilen 24 m pervane çaplı ve 200 kW nominal güçlü Gedser rüzgar türbini örnek verilebilir.

 

 

Şekil:4 50 kW'lık bir rüzgar türbini

Rüzgar türbini (RT) sektöründeki üretim yapısı değişiktir. Örneğin bazı firmalar kanat, nasel (dişli kutusu, jeneratör ve diğer ekipmanları koruyan muhafaza kutusu), kule üretimi yaparken bazı firmalar da bunların tasarımını yapmaktadır. RT montaj sektörü, doğal olarak RT üretim sektörüne paralel bir seyir izlemiştir. R üzgar türbini üreten ülkeler arasında; Almanya, Danimarka, Amerika, İspanya, Hindistan ve Çin yer almaktadır.

1973 Petrol Krizi ilk kez enerji kaynakları konusunda bir güvensizlik ortamı yaratmış ve bütün dünyada yeni ve yenilenebilir kaynaklara karşı yoğun bir ilgiye neden olmuştur. 1980'lerin ortalarında petrol fiyatları düşmüş ancak, petrol krizi sonucu gündeme gelen “enerji güvenliği” kavramı kalıcı olmuş ve “enerjinin çeşitlendirilmesi” enerji politikalarının vazgeçilmez unsurlarından biri haline gelmiştir. Enerji güvenliği ve kaynak çeşitliliği, yenilenebilir enerji kaynaklarının da enerji yelpazesinde yer almasına yol açmıştır.

1990'lı yıllarda çevre bilincinin ortaya çıkması yenilenebilir enerji kaynaklarının gelişimini destekleyen bir başka gelişimdir. Bu bilinç, geleneksel enerji üretim ve tüketiminin çevre ve doğal kaynaklar üzerinde yerel, bölgesel ve küresel seviyede olumsuz etkilere neden olduğunun anlaşılmasına ve atmosfere kirlilik yaratıcı emisyon vermeyen yenilenebilir enerji kaynaklarının “temiz enerjiler” olarak destek görmesine yol açar.

Yenilenebilir enerji kaynakları; yenilenebilir kaynak oluşları, en az düzeyde çevresel etki yaratmaları, işletme ve bakım masraflarının az olması ve ulusal nitelikleri ile güvenilir enerji sağlama özellikleri sebebiyle Ülkemiz için oldukça önemli bir yere sahiptir.

RÜZGAR BELİRTİLERİ

Rüzgar oluşumuna yeryüzündeki farklı sıcaklık dağılımı neden olur. Enlem, kara-deniz, yükseklik ve mevsimler sıcaklık dağılımını etkiler. Okyanus ve deniz kıyısına sahip kara parçalarında sıcaklık farkı yüksek olduğu için rüzgar potansiyeli de yüksektir.

Rüzgar hareketi bir vektör boyunca belirli bir kuvvetten oluşur. Bunun sonucunda rüzgar, hız ve yön olmak üzere iki değişkenle ölçülür. Gerçekte rüzgarın hızı, yönü ve hamlesi en iyi şekilde hassas aletlerle ölçülmektedir. Aletlerle ölçmenin olanaksız olduğu durumlarda rüzgar, tahminsel de ölçülür. Tahminsel rüzgar ölçümünde Beaufort ölçeği kullanılır.

A. Meteorolojik Ve Topografik Açıdan Rüzgarın Olabileceği Yerler:

- Basınç gradyanının yüksek olduğu yöreler,

-Sürekli esen rüzgarlara paralel vadiler,

-Yüksek, engebesiz tepe ve platolar,

-Yüksek basınç gradyanlı düzlükler ve sürekli rüzgar alan az eğimli vadiler,

-Güçlü jeostrofik rüzgar alanlarının etkisinde kalan tepe ve zirveler,

- Jeostrofik rüzgar ve termal gradyan alanına sahip kıyı şeritleri.

B. Rüzgar Varlığının Tespiti (Görsel İndikatörler)    

Rüzgarın arazi üzerinde aşındırma ve taşıma etkileri vardır. Bitkiler, rüzgarın yön ve şiddetine göre eğiklik gösterirler (Şekil:5). Rüzgarlı bir bölgede tarımsal çalışmalar yok denecek kadar azdır.


Şekil:5

Arazi incelemesinde rüzgar hızlarının tahmininde kullanılan bazı standart çizelgeler de mevcuttur. Rüzgar enerji santralının kurulacağı dolaysıyla rüzgar ölçümlerinin yapılacağı yerlerin seçiminde bazı belirtiler mevcuttur. Bunlar;

• Biyolojik belirtiler

• Coğrafik belirtiler

• Jeolojik belirtiler

• Topoğrafik belirtiler

• Sosyal ve kültürel belirtilerdir. 

RÜZGAR KARAKTERİSTİKLERİ 

Yer yüzeyine yakın rüzgarlar; fiziki engeller, ağaçlar ve bitki örtüleri tarafından etkilenmektedir. Rüzgar hızı y ükseklik arttıkça arazi pürüzlülü ğ üne, arazinin topo ğ rafik yapısına ve atmosferik ş artlara ba ğ lı olarak üssel ş ekilde artmaktadır. Bu etkileri tanımlayabilmek için yer yüzeyinin pürüzlülük yapısı tanımlanır. Bunun için pürüzlülük uzunluğu denilen Z 0 parametresi kullanılır.

 

 

Şekil:6

Rüzgar enerjisinin hesaplanmasında pürüzlülük faktörü dikkate alındığında türbin yüksekliğindeki rüzgar hızı hesabı iki eşitlikle ifade edilir;

Birincisi;

v t = v ö [ln ( H t / Z 0 ) / ( H ö / Z 0 ) [ 1]

Formülde;

vö : Ölçüm yüksekliğindeki rüzgar hızı............................................. (m/s)

Ht : Türbin yüksekliğini …………………………………………….(m)

Hö : Ölçüm yüksekliğini ....................................................................(m)

Z0 : Pürüzlülük uzunluğu katsayısını .................................................(0,0001>=Z0 <1)

göstermektedir.

Ikincisi ise; rüzgar hızının yükseklikle değişimini veren “ Hellman Bağıntısı” dır. (Şekil:7)

     [ 2]        


Şekil:7

Formülde;

H1 : U 1 hızının ölçüldüğü yükseklik.................................... .(m)

H2 : Rüzgar hızının hesaplanacağı (V2) yükseklik....................(m)

V1 : H 1 yüksekliğinde ölçülen rüzgar hızı.................................(m/s)

V2 : H 2 yüksekliği ndeki rüzgar hızı..........................................(m/s)

? : Pürüzlülük faktörünü göstermektedir. (Kesmesi Faktörü ve 0.10-0.40 arasındadır.)

Düz arazilerde pürüzlülük ile pürüzlülük faktörü ( ? ) ve pürüzlülük uzunluğu (Z0 ) arasında ampirik bağlantılar bulunmaktadır. (Tablo 1-2)

Tablo:1 Pürüzlülük ile Kesme Faktörü ( ?I ) arasındaki bağıntı

 

Pürüzlülük

 

(?)

 

Su ve buz düzeyi

0,1

Küçük ot veya bozkır

0.14

Engebeli kırsal alan

0.2

Ormanlık alan ve küçük yerleşimler

0.25

Tablo: 2 Pürüzlülük faktörü ile pürüzlülük uzunluğu arasındaki bağıntı

Pürüzlülük Faktörü ( ?)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

4.0

Pürüzlülük Uzunluğu (Z0)

0.0002

0.0024

0.03

0.055

0.1

0.4

1.6

Rüzgardan üretilen elektrik enerjisinin türbin göbek (hub) yüksekliğindeki ortalama rüzgar hızının bir fonksiyonu olarak sınıflanması aşağıda verilmektedir. Buna göre bulunulan yerin ortalama rüzgar hızı ;

  • 6.5 m/s rüzgar hızı enerji açısından orta düzey,
  • 7.5 m/s iyi,
  • 8.5 m/s ve yukarısı hızlar çok iyi

olarak değerlendirilmektedir.

Bir Rüzgar Türbinin Üretebileceği Teorik Güç Hesabı

P= 1/2q. A. V 3 .?

Formülde;

P = Rüzgar türbini tarafından üretilen teorik güç.........watt

A = ?.D 2 /4 (rotor süpürme alanı) ...................................m 2

D = Rotor çapı...............................................................metre

V = Rüzgar hızı............................................................ m/s

? = Rüzgar türbin verimliliği (ideal şartlarda bu değer %59 alınır ve Betz Limiti olarak adlandırılır.)

q= Hava yoğunluğu (1.225 kg/m 3 ) 

Bir yıllık üretilen enerji miktarı (kWh) ise;

Üretilen Enerji = P* t formülünden hesaplanır.

Burada;

t: Zaman ....................................................................................saat ( 8760 olarak alınır.) 

RÜZGAR ENERJİSİNİN KULLANIM ALANLARI

Rüzgar enerjisi, ilkçağdan beri türbinin şaft gücünden yararlanılarak su pompalama, çeşitli ürünleri kesme, biçme, öğütme, sıkıştırma, yağ çıkarma gibi mekanik enerjiye gerek duyulan yerlerde kullanılmaktadır. R üzgar enerjisinin en etkin kullanım biçimleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir: 

A-Mekanik uygulamalar (su pompalama sistemi)

B-Elektriksel uygulamalar (şebeke bağlantılı ve şebeke bağlantısız-stand alone sistemler)

C-Isıl enerjisi uygulamaları

Rüzgardan elde edilen enerji, üretildiği yerde tüketilmek veya enterkonnekte şebekeye verilmek zorundadır. Rüzgar enerjisi çevrim sistemlerinin (rüzgar türbini) enerji üretimleri, tamamıyla rüzgara bağımlı olduğundan bu sistemler, sadece rüzgarlı yörelere kurulabilirler. Rüzgar enerjisinin en önemli sorunlarından biri üretim ve tüketim zamanları arasındaki farktır. Bu problem ancak enerjinin depolanmasıyla çözülebilmektedir. Depolanma yöntemlerinin en önemlileri şunlardır; 

  • Enerjinin akümülatörlerle depolanması yöntemdir. Ancak küçük işletmelerde, başka bir çözüm olmadığı zaman kullanılır. Çünkü akümülatörler maddi açıdan ek bir maliyettir.
  • Suyu elektroliz yolu ile ayrıştırıp, elde edilen hidrojen depolanması yöntemidir.
  • Suyu pompalayarak potansiyel enerjisi artırılabilir. Enerjinin sıkıştırılmış havada depolanması mümkündür.
  • Enerjinin ısıl enerji şeklinde suda depolanması da bir başka yöntemdir.

A-Mekanik Uygulamalar

Rüzgar enerjisi verimli ve ekonomik olarak su pompajında kullanılabilmektedir. Rüzgar türbinlerinde kanat sayısı arttıkça, dönüş hızı azalır. Kanat sayısının fazla olduğu sistemler çoğunlukla su pompalama amaçlı kullanılmaktadır. Bu nedenle enerji üretiminde üçten fazla kanatlı sistemler kullanılmamaktadır.

B- Elektriksel Uygulamalar

- Şebeke Bağlantılı Sistemler: Elektrik şebekesine bağlı bir ve/veya birden fazla büyük güçlü rüzgar türbini içeren rüzgar tarlalarından (santralı) oluşan sistemlerdir.

- Şebekeden Bağımsız (Stand Alone) Sistemler: Elektrik sistemlerine bağlı olmayan kırsal kesimlerde kullanılırlar. Kendi başlarına veya bir dizel genaratör ve PV güneş paneli ile birlikte enerji üretirler. Bu uygulamada şebekeye hiç enerji vermeden bir veya bir kaç yük beslenir. Tarımsal amaçlı su pompalama, ürünlerin kurutulması veya soğutulması, ısıtıcıların işletimi, su arıtma, havalandırma işlemleri ve küçük çapta konutların elektrik ihtiyacının karşılanması için kullanılır.

C- H acim Veya Su Isıtılmasında Kullanılan Sistem: Bu sistemler uzak bölgelerde ya da rüzgâr enerjisinin daha ekonomik olabildiği bölgelerde su ısıtılmasında ya da sera gibi büyük hacimlerin ısıtılmasında kullanılmaktadır. Kullanılan türbin kapasitesi 5-10 kW arasındadır.

RÜZGAR ENERJİSİNİN ÖZELLİKLERİ

A. Rüzgar enerjisinin özellikleri genel olarak şunlardır:

- Atmosferde sıcaklık farkları nedeniyle oluşan basınç farklarının sebep olduğu hava hareketleridir.

-Bir yerin rüzgar enerjisi potansiyelini belirlemek için rüzgarın yön, esme sıklığı ve hızının belirlenmesi gereklidir. Rüzgar enerjisinden ekonomik olarak yararlanabilmek için bu faktörlerin belirli seviyelerde olması gerekmektedir.

- Rüzgar, kinetik enerjisi nedeniyle doğal bir potansiyele sahiptir. Bunun enerjiye çevrilebilen kısmına "rüzgar ener­jisi teknik potansiyeli" denir. Diğer enerji kaynaklarına gö­re ekonomik olarak kullanılabilen kısmı ise, "rüzgar enerjisi ekonomik potansiyeli" olarak adlandırılır.

Dünya ekonomik ve sosyal alanda büyük gelişmeler göstermektedir. İhtiyaç duyulan elektrik enerjisini;

- Kesintisiz,

- Kaliteli,

- Güvenilir,

- Ekonomik koşullarda,

- Çevresel etkileri de dikkate alarak üretmek zorundadır.

Rüzgar türbin teknolojisindeki hızlı gelişme ve elektrik üretim maliyetinin alışılmış güç santrallarıyla rekabet edebilecek seviyelere gelmesi, rüzgar enerjisi sistemlerinin yaygınlaşmasını sağlamıştır. 

B. Rüzgar Enerjisinin Diğer Enerji Kaynakları İle Karşılaştırılmalı Maliyeti (Tablo:3)

 

Enerji Kaynağı

 

 

Dengelenmiş Birim Enerji Maliyet Aralığı ($ cent/kWh)

 

Kömür

 

4,8 - 5,5

 

Doğal Gaz

 

3,9 - 4,4

 

Hidroelektrik

 

5,1 - 11,3

 

Biyokütle

 

5,8 - 11,6

 

Nükleer

 

11,1 - 14,5

 

Rüzgar (*)

 

4,0 - 6,0

 

(*) Federal Üretim Vergi Kredisi (PTC) Hariç

C. Rüzgar Enerjisinin Diğer Enerji Teknolojilerine Göre Kapasite Faktörü (Cf) (Tablo:4) 

 

Enerji Teknolojisi

 

 

Kapasite

Faktörü (%)

 

Kömür

 

65-85

 

Hidrolik

 

30-50

 

Nükleer

 

65-85

 

Rüzgar

 

25-40

 

 

D. Rüzgar Enerjisinin Olumlu Yönleri

- Atmosferde serbest olarak bulunur.

- Yenilenebilir ve temiz bir enerji kaynağıdır, çevre dostudur.

- Kaynağı güvenilirdir, tükenme ve zamanla fiyat artma riski yoktur.

- Maliyeti günümüz güç santralarıyla rekabet edebilecek düzeye gelmiştir.

- Bakım ve işletme maliyetleri düşük ve kolaydır.

- İstihdam yaratır.

- Rüzgar enerji santralları; toplam santral sahasının %1'ini işgal ederler. Geri kalan kısım tarımsal ve hayvansal faaliyetler için kullanılabilir.

- Yakıt maliyeti yoktur, büyük ölçüde yerli kaynak kullanımı olacağından, ithale dayalı diğer fosil yakıtların (doğal gaz ve ikincil ithal kömür ve petrol ürünleri) hemen tümüne karşı temin güvenliği avantajına sahiptir.

- İthal kömür her ne kadar temiz olarak kabul edilse de karbon dioksit ve az oranda da diğer kirleticilerin üretimine neden olmaktadır. Buna karşın yenilenebilir enerji kaynaklarının atmosferik emisyonları yok denecek kadar az olacağından kirliliğe sebep olmayacak ve sera etkisi azalacaktır.

- Yenilenebilir enerji kaynakları, dağlık yöreler gibi kırsal ve gelişmemiş alanlarda yarattıkları iş ve altyapı imkanları sayesinde sosyo-ekonomik gelişmeye katkıda bulunacaktır.

E. Rüzgar Enerjisinin Olumsuz Yönleri

- İlk yatırım maliyetleri yüksektir,

- Kapasite faktörü düşüktür (%25-40 arasındadır),

- Kesintili bir enerji kaynağıdır,

- Yenilenebilir enerji kaynakları projelerinin işletmeleri daha ucuz olmakla beraber ilk yatırım maliyetleri fosil kaynaklı teknolojilere göre daha yüksektir.

RÜZGAR ENERJİSİ METEOROLOJİSİ

Rüzgar oluşumuna yeryüzündeki farklı sıcaklık dağılımı neden olur. Enlem, kara-deniz, yükseklik ve mevsimler sıcaklık dağılımını etkiler. Okyanus ve deniz kıyısına sahip kara parçalarında sıcaklık farkı yüksek olduğu için rüzgar potansiyeli de yüksektir.

Rüzgarın özellikleri, yerel coğrafi farklılıklar ve yeryüzünün homojen olmayan ısınmasına bağlı olarak, zamansal ve yöresel değişiklik gösterir. Buna bağlı olarak büyük kapasiteli rüzgar enerji santralı kurmak, uzun süreli rüzgar ölçümlerini ve kapsamlı fizibilite çalışmalarını beraberinde getirmektedir. Bu amaçla teknik olarak yapılması gereken ilk çalışma, belirlenecek uygun noktalara rüzgar gözlem istasyonu (RGİ) kurarak rüzgar hız ve yönüne ait değerleri ölçmektir. Aletlerle ölçmenin olanaksız olduğu durumlarda rüzgar, tahmini olarak belirlenir. Tahminsel rüzgar ölçümünde Beaufort (Bofor) ölçeği kullanılır.

Tablo:5 Bofor (Beaufort) ölçeğine göre rüzgar sınıfları

A. Rüzgar Verileri

Rüzgar, hız ve yön olmak üzere başlıca iki parametre ile belirlenir. Hızdaki ani dalgalanma ve değişikliklere "hamle" adı verilir. Rüzgar hamlesi ve diğer parametreler özel cihaz­larla ölçülür. Rüzgarın yönü, coğrafi kuzey veya pusula yönü ile bulu­nur ve saat yelkovanı dönüşüne göre derece cinsinden belir­lenir. Şekil-7'de bu yönler görülmektedir.


Şekil:8

Rüzgar hızı, km/h veya m/s gibi birimlerle ölçülmekte­dir. Enerji amacına yönelik çalışmalarda m/s birimi kullanılır. Türkiye'de, rüzgar ölçümlerini diğer meteorolojik kayıtlarla birlikte, genel amaçlı olarak Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü (DMİ) yürütmektedir. Bu ölçümler ya belirli aralıklarla veya saatlik yapılır. Belirli aralıklarla yapılan ölçümlerde jirüet ve anemometre cihazları kullanılır. Bu alet ölçümleri yerden 2 m yükseklikte yapılmaktadır. Günlük rasat saatleri olan 7 00 , 14 00 ve 21 00 ' de üç kez ölçüm alınır. Saatlik rüzgar verilerinde ise anemograf cihazı kullanılmak­tadır.

Rüzgar hızı ve yönünü belirlemek amacıyla yapılan ölçümler, ölçüm amacına göre degişmektedir. Meteorolojik amaçlı (klimatolojik, sinoptik, hava kirliligi vb.) yerel rüzgarların ölçümleri Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) kurallarına göre 10 m'de yapılmaktadır. Enerji amaçlı rüzgar ölçümlerinde ise rüzgar hızı, rüzgar yönü ve çevre sıcaklığı gibi parametreler 30 m ve mümkünse türbin hub yüksekliginde en az bir yıl periyodik olarak (10 dk, 1 saat) ölçülmeli ve bilgisayar ortamında degerlendirilebilecek şekilde veri paketi olarak tespit edilmelidir.

B. Rüzgar Hızını Ölçmek İçin Kullanılan Ölçüm Aletleri  

Hız Ölçeri

Yön Ölçeri

Şekil:9 Ölçüm aletleri (rüzgar hızı, yönü ve sıcaklığını ölçen data logger (veri toplayıcı))

Rüzgar hızı ve rüzgar yönünün yanı sıra diğer bazı meteorolojik parametrelerin de ölçülmesi son derece faydalı olmaktadır. Özellikle rüzgar enerjisi hesaplamalarında kullanılan bir değer olan hava yoğunluğunu hesaplamak için; basınç, çevre sıcaklığı ve nemlilik değerinin ölçülmesi önemlidir. 30 m'lik ölçüm direğinde ölçülen parametreler ve ölçüm yükseklikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. (Tablo:6)

Tablo:6 Ölçüm direğinde ölçüm yüksekliğine göre ölçüm parametreleri 

Ölçüm Yüksekliği

(m)

Ölçüm Parametreleri

2

Çevre sıcaklığı

10

Rüzgar hızı

20

Rüzgar hızı

30

Rüzgar hızı ve yönü

Ülkemizin, rüzgar potansiyelinin belirlenmesi, değerlendirilmesi ve rüzgardan enerji üretim amacına yönelik olarak Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü (EİE) 1990 yılından itibaren rüzgar enerjisi potansiyeli olan alanlarda rüzgar hızlarını ve yönlerini ölçmektedir. Rüzgardan enerji üretim amacına yönelik potansiyel belirleme ölçümlerini, bilgisayar kontrollü cihazlar ile yapmaktadır. Bu cihazlarla rüzgarın hızı ve yönü saatlik bazda hassas olarak ölçülür ve bilgisayarda değerlendirilir. Rüzgar Enerjisi Gözlem İstasyonu (RGİ) projesi kapsamında, veri toplanmakta, değerlendirilmekte ve rüzgar enerjisi potansiyeli iyi olan alanlar belirlenmektedir. Bu alanlar; Marmara, Ege ve Doğu Akdeniz bölgeleridir. Rüzgar enerjisi bölgesel olabildiği gibi noktasal da olabileceği için bunların dışında Türkiye'nin değişik yerlerinde rüzgar potansiyellerine de rastlanabilir. Yapılan etütlerden yararlanılarak uygun yerlere rüzgar gözlem istasyonu (RGİ) kurulmuştur.

Rüzgar Enerjisi ve Çevre

Fosil esaslı enerji kaynakları sera gazlarının (CO 2 , SO 2 ve NO x ) oluşumuna sebebiyet verirler. Atmosferdeki CO 2 oranı sanayi çağı öncesine göre şimdiden %25 artmış ve 2050 yılında iki katına çıkacağı tahmin edilmektedir. Günümüzde CO 2 emisyonunun yaklaşık 6 milyar ton olduğu söylenmektedir. Ayrıca, SO 2 ve NO x gibi asit gazlarının emisyonu kullanılan yakıtın kalitesine ve yakma ile filtreleme sistemine göre değişmekle beraber bölgesel asit yağmurlarına neden olmaktadır.

Fosil esaslı enerji kaynakları birim elektrik enerjisi (kWh) için atmosfere yaklaşık olarak 860 gr. CO 2 , 10 gr. SO 2 ve 3 gr. NO x yaymaktadır. 600 kW gücündeki bir rüzgar türbininin %30 kapasite faktörüyle çalışması durumunda yılda yaklaşık olarak 1356 ton CO 2 , 16 ton SO 2 ve 5 ton NO x tasarruf edilmiş olunacaktır. (Şekil:10)

Tablo:7 Mevcut enerji üretim sistemlerinin çevresel etkileri

 

İklim Değişikliği

Asit Yağmurları

Su Kirliliği

Toprak Kirliliği

Gürültü

Radyasyon

Petrol

X

X

X

X

X

-

Kömür

X

X

X

X

X

X

Doğalgaz

X

X

X

-

X

-

Nükleer

-

-

X

X

-

X

Hidrolik

X

-

X

X

-

-

Rüzgar

-

-

-

-

X*

-

Güneş

-

-

-

-

-

-

Jeotermal

-

-

X

X

-

-

*: Günümüzde yapılan rüzgar türbinleri ile gürültü seviyesi minimum değere düşürülmüştür.

Wind

Şekil:11 Kişi başı CO 2 emisyonlarının ülkelere göre dağılımı (ton CO 2 /kişi/yıl)

 

Şekil:12 Değişik enerji kaynaklarının kWh başına gram olarak CO 2 emisyon değerleri

Avrupa Birliği (AB) 2020 yılına kadar hedef olarak toplam sera gazı miktarını %20 azaltacağını ifade etmektedir. Bu çerçevede 2020 yılı kişi başı sera gazı emisyon miktarının 8,8 ton CO 2 eşdeğerine ulaşacağı hesaplanmaktadır. AB adaylık sürecinde bulunan Türkiye, AB'nin hedef yılı olan 2020 yılına kadar kalkınmasını her yıl yaklaşık %7.5 oranında artırdığını varsayarsak, kişi başı toplam emisyon miktarında yapabileceği maksimum azaltma önlemleri ile her yıl %6 oranında artacağını kabullendiğimizde 2020 yılı itibariyle Türkiye'nin yaklaşık 8,8-9.0 ton CO 2 eşdeğerine ulaşacağı hesaplanmaktadır. Bu durumda 2025 yılından itibaren AB azaltım takvimi ile paralel gitmesi hedeflenmektedir.

Ayrıca, AB Komisyonu küresel iklim değişikliğiyle mücadele için yenilenebilir enerjinin toplam tüketimde halen yüzde 8,5 olan payının 2020 yılına kadar ortalamada yüzde 20'ye yükseltileceğini bildirmektedir.

Birleşmiş Milletler (BM) raporuna göre; sera gazı emisyonları sonucu dünyada 2050 yılına kadar 2 milyar insan sel felaketi tehdidi altında (günümüzde 1 milyar insan ) yaşayacak ve tarım alanlarının da %10'nu yok olacaktır.

 
 
 

Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü
Eskişehir yolu 7. km No:166 Posta kodu:06520 Çankaya-ANKARA

Telefon: 90 312 295 50 00 Faks: 90 312 295 50 05
E-posta: elektriketut@eie.gov.tr