RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA BİR

8/3/2019 RZGAR ENERJS VE SVAS ARTLARINDA BR

1/105

RZGAR ENERJS VE SVAS ARTLARINDA BR

RZGAR SANTRAL TASARIMI

Veysel MEK

YKSEK LSANS TEZ

ELEKTRK-ELEKTRONK MHENDSL

ANABLM DALI

2007


2/105

RZGAR ENERJS VE SVAS ARTLARINDA BR RZGAR SANTRAL TASARIMI

Veysel MEK

YKSEK LSANS TEZ

ELEKTRK-ELEKTRONK MHENDSL ANABLMDALI

2007

Danman: Do. Dr. Rafael HSEYNOV


3/105

FEN BLMLER ENSTTS MDRLNE

Bu alma, jrimiz tarafndan, Elektrik-Elektronik Mhendislii Anabilim Dalnda Yksek

Lisans Tezi olarak kabul edilmitir.

Bakan: .................................................

ye: ......................................................

ye: ...............................................

ONAY

Yukardaki imzalarn, ad geen retim yelerine ait olduunu onaylarm.

//2007

FEN BLMLER ENSTTS MDR

Prof. Dr. Halil GRSOY


4/105

Bu tez, Cumhuriyet niversitesi Senatosunun 05.01.1984 tarihli toplantsnda kabul edilen ve daha

sonra 30.12.1993 tarihinde C.. Fen Bilimleri Enstits Mdrlnce hazrlanan ve yaynlanan

Yksek Lisans ve Doktora Tez Yazm Klavuzu adl ynergeye gre hazrlanmtr.


5/105

i

NDEKLER

SayfaNDEKLER........................................................................................................................ iZET................................................................................................................................................ iiiSUMMARY...................................................................................................................................... ivTEEKKR..................................................................................................................................... vEKLLER DZN.......................................................................................................................... viZELGELER DZN.................................................................................................................... viiiKISALTMALAR DZN................................................................................................................ x

1. GR............................................................................................................................................ 11.1. Konunun Tanm.............................................................................................................. 1

1.2. almann Amac............................................................................................................ 31.3. almann Yntemi........................................................................................................ 32. RZGAR ENERJS VE UYGULAMALARI. 4

2.1. Rzgar Enerjisi ve Tarihsel Geliimi............................................................................... 42.2. Rzgar Enerjisinin stnlkleri.................................................................................. 52.3. Rzgar Enerjisinin Dier Enerji Trleri le Karlatrlmas..........................................52.4. Rzgar Potansiyelinin Belirlenmesi................................................................................. 7

2.4.1. Rzgar verilerinin istatistiksel analizi................................................................... 72.5. Rzgar Gl..................................................................................................................... 8

2.5.1 Rzgar glleri deiir............................................................................................. 92.5.2. Rzgar gl kullanm........................................................................................... 10

2.6. Rzgar Enerjisinin Dnyadaki Durumu.......................................................................... 102.6.1. Dnyada rzgar potansiyeli.. 10

2.6.2. Dnyada rzgar kayna kullanm hedefleri.... 122.6.3. Avrupa birlii lkelerinde rzgar enerjisi......152.7. Rzgar Enerjisinin Trkiyedeki Durumu........................... 21

2.7.1. Trkiye rzgar atlas.............................................................................................. 262.8. Avrupa lkelerinde Rzgar Enerjisi Yatrmlarna Verilen Tevikler........................ 28

2.8.1. Tevik trleri.......................................................................................................... 282.8.1.1. Mali tevikler....................... 282.8.1.2. Vergi tevikleri 282.8.1.3. retim tevikleri.. 29

2.8.2. eitli avrupa birlii lkelerinde verilen tevikler........ 293. RZGAR ENERJS METODOLOJS.. 33

3.1. Rzgardaki Enerji............................................................................................................ 333.2. G Kayplar................................................................................................................... 37

3.2.1. Profil kayplar....................................................................................................... 373.2.2. U kayplar........................................................................................................... 383.2.3. Girdap kayplar..................................................................................................... 38

3.3. Rayleigh Dalm Fonksiyonu......................................................................................... 393.4. Hellmann Ykseltme Bants........................................................................................ 40

3.4.1. Przllk snflar ve rzgar hz grafikleri ........................................................ 404. RZGAR ENERJSNN FYAT VE MALYET ANALZ............................. 44

4.1. Rzgar Enerjisinin Mali Analizi.................. 444.1.1. Ekonomik avantajlar.............................................................................................. 444.1.2. Kapasite bakmndan maliyet ekonomiklii karlatrlmas................................454.1.3. Ekonomik deerlendirme...................................................................... 464.1.4. Rzgar enerjisi maliyet analizi.............................................................................. 464.1.5. Rzgar santrali kurulumu esnasnda oluan masraflar.......................................... 48

4.1.6. letme aamasndaki masraflar......................................................................... 484.1.7. Muhtelif enerji kaynaklarnn maliyet karlatrmas........................................... 49


6/105

ii

4.1.8. Trkiyede rzgar enerjisinin sbvanse edilmesi.................................................. 49

4.1.9. Sistem maliyeti.................................................. 504.1.10. Tesis edilecek yer maliyeti.................................................................................. 504.1.11. Trbin maliyeti.................................................................................................... 514.1.12. letim maliyeti...................................................................................................... 524.1.13. Bakm maliyeti.................................................................................................... 524.1.14. Birim enerji maliyeti............................................................................................ 524.1.15. Finansal faktrler ve mali deerlendirme............................................................ 53

5. MATERYAL VE METOD. 555.1. Kurulmas Tasarlanan Rzgar Santralinin Yeri............................................................... 555.2. Hz ve Yn lm......................................................................................................... 575.3. Trbin Seimi.................................................................................................................. 57

6. BULGULAR. 646.1 Gnlk Rzgar lm Sonular ve Enerji Potansiyeli................................................... 64

6.2. Aylk Rzgar Hz Ortalamalar....................................................................................... 816.3. Rzgar Hz Frekans Dalm......................................................................................... 826.4. Hakim Rzgar Yn........................................................................................................ 836.5. retilen Elektriin Birim Fiyatnn Hesaplanmas.......................................................... 85

7. TARTIMA VE SONU 87KAYNAKLAR................................................................................................................................. 89ZGEM..................................................................................................................................... 91


7/105

iii

ZET

Yksek Lisans Tezi

Rzgar Enerjisi ve Sivas artlarnda Bir Rzgar Santrali Tasarm

Veysel MEK

Cumhuriyet niversitesi

Fen Bilimleri EnstitsElektrik-Elektronik Mhendislii Anabilim Dal

Danman: Do. Dr. Rafael HSEYNOV

Bu almada genel olarak; rzgara zg tanmlar ve rzgar enerjisi incelenmi olup rzgar

enerjisinin Trkiyede ve Dnyadaki durumu ile ilgili teorik ve istatistiki bilgiler verilmitir. zeldeise, Sivas Merakm Tepeye ait 2005 yl gnlk rzgar hz verileri incelenmitir. Bu balamda

Merakm Tepenin; rzgar enerjisi potansiyeli ve rzgar frekans dalm belirlenmitir. Ayrca

blge artlarnda kurulmas tasarlanan 2300 KW ve 5 KW gcndeki iki farkl rzgar trbininin

retecei elektriin birim fiyat hesaplanmtr.

Anahtar Kelimeler: rzgar enerjisi, rzgar gc, rzgar santrali


8/105

iv

SUMMARY

MSc Thesis

Wind Energy And Designing A Wind Power Plant in Sivas Condition

Veysel MEK

Cumhuriyet University

Graduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Electrical and Electronics Engineering

Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Rafael HUSEYNOV

In this work, in generally, wind characteristics and wind energy has been investigated and

in addition, theoretical and statistical information about situation of wind energy in Turkey and

World has been given. In particular, daily wind speed data in year of 2005 relating to SivasMerakum Hill has been investigated. In a conclusion the potential of wind energy, wind frequency

distribution has been defined. Additionaly, two different wind generators, which have 2300 KW and

5 KW powers, have been projected in the region conditions and unit price of energy has been

calculated.

Keywords: wind energy, wind power, wind power plants


9/105

v

TEEKKR

Bu tez almas sresince deerli fikir ve eletirileri ile aratrmama katkda bulunan, ilgi

ve hogrsn benden esirgemeyen sevgili danman hocam, Sayn Do. Dr. Rafael

HSEYNOVa ve Blm Bakanm Sayn Yrd. Do. Dr. Mustafa HOTUTa teekkr bir bor

bilirim.


10/105

vi

EKLLER DZN

ekil 1.1- Trkiyede kaynaklara gre enerji retimi2

ekil 2.1- Weibull ve Rayleigh modellerindeki hata yzdeleri.7

ekil 2.2- Weibull ekil katsaysnn hz dalmna etkisi8

ekil 2.3- Rzgar gl iin kullanlan yn isimleri ve alar... 9

ekil 2.4- rnek bir rzgar gl 9

ekil 2.5- Dnyann teknik rzgar potansiyel dalm. 11

ekil 2.6- Dnyann ekonomik rzgar potansiyel dalm... 12

ekil 2.7- Dnya rzgar enerjisi kurulu g hedefi... 14

ekil 2.8- Dnyann rzgar kurulu g hedefleri dalm...... 15ekil 2.9- AB-15de rzgar kurulu g geliimi... 16

ekil 2.10- AB-15 lkelere gre rzgar kurulu gc.... 17

ekil 2.11- Trkiye'nin ilk rzgar santrali, (1.5 MW) eme-Alaat, ubat 1998.. 24

ekil 2.12- Bozcaada Rzgar Santrali, 17 x 600 KW = 10.2 MW Haziran 2000 25

ekil 2.13- Aero, Rzgar Trbin Kanat Fabrikas, zmir 2002 25

ekil 2.14- Trkiye rzgar potansiyel dalm. 27

ekil 3.l - Yavalatma faktr deiimi.36

ekil 3.2- CPschmitz- A, a erisi.. 38

ekil 3.3- Przllk snf 0 olan arazi rnei (Z0=0,0002 m) .... 40

ekil 3.4- Przllk snf 1 olan arazi rnei (Z0=0,03 m) 40

ekil 3.5- Przllk snf 2 olan arazi (Z0=0,10 m) .. 41

ekil 3.6- Przllk snf 3 olan arazi (Z0=0,40 m) .. 41

ekil 4.1- Rzgar trbini toplam maliyetleri..... 51

ekil 5.1- Kurulmas tasarlanan rzgar santralinin yerinin kubak grn....... 55

ekil 5.2- Kurulmas tasarlanan rzgar santralinin yerinin havaalanndan grn... 56

ekil 5.3- Kurulmas tasarlanan rzgar santralinin yerinin havaalan kulesinden grn. 56

ekil 5.4- Enercon E-70 trbinin grnts.. 58ekil 5.5- Enercon E-70 trbinine ait g erisi grafii.... 58

ekil 5.6- Fortis Montana trbinin grnts .................. 61

ekil 5.7 Fortis Montana trbinine ait g erisi grafii................................................................. 61

ekil 6.1- Ocak ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii... 77

ekil 6.2- ubat ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii....... 77

ekil 6.3- Mart ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii................................................................ 77

ekil 6.4- Nisan ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii.............................................................. 78

ekil 6.5- Mays ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii.............................................................. 78

ekil 6.6- Haziran ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii........................................................... 78

ekil 6.7- Temmuz ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii..........................................................79


11/105

vii

ekil 6.8- Austos ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii...........................................................79

ekil 6.9- Eyll ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii............................................................... 79

ekil 6.10- Ekim ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii............................................................. 80

ekil 6.11- Kasm ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii........................................................... 80

ekil 6.12- Aralk ay gnlk ortalama rzgar hzlar grafii.......................................................... 80

ekil 6.13- 2003-2005 yllar aras aylara gre ortalama rzgar hzlar grafii................................ 81

ekil 6.14- Rzgar Hz Frekans Dalm (113 m ykseklik iin)................................................... 82

ekil 6.15- Blgenin ynlere gre rzgar hz frekans dalm (Rzgar gl)................................ 84


12/105

viii

ZELGELER DZN

izelge 1.1. Trkiyede kaynaklara gre elektrik retimi 2

izelge 2.1. Enerji retim sistemlerinin evresel etkileri asndan kyaslamas.. 6

izelge 2.2. Enerji retim metotlarnn maliyet mr ilikisi....... 6

izelge 2.3. Dnya 2020 talep projeksiyonu ve ekonomik rzgar potansiyeli................................ 11

izelge 2.4. Dnyada planlanan rzgar enerjisi gelimesi............................................................... 13

izelge 2.5. Dnya rzgar kurulu gcnn dalm (2020 projeksiyonu IEA World Energy)........ 15

izelge 2.6. 2003 yl itibariyle Avrupa Birlii'nde kurulan rzgar kurulu gc.............................. 20

izelge 2.7. Blgelere gre ortalama rzgar gc younluu ve hzlar.......................................... 22

izelge 2.8. Trkiye'deki rzgar santralleri..................................................................................... 23

izelge 2.9. Bat Anadolu Blgesindeki sekiz yrenin rzgar gc younluu............................... 24

izelge 3.1. Przllk uzunluu ve yzey yaps zelliklerine gre przllk snflar............... 42

izelge 3.2. Yzey farkllklarnn rzgar hzna etkisi..................................................................... 43

izelge 4.1. Muhtelif enerji kaynaklarnn kapasite maliyeti kyaslamas....................................... 45

izelge 4.2. Termik santral maliyetleri............................................................................................. 46

izelge 4.3. Elektrik santrallerinin kyaslanabilir kurulu maliyetleri.............................................. 47

izelge 4.4. Maliyet hesab kabulleri................................................................................................ 47

izelge 4.5. letme aamasnda kyaslanabilir maliyetler................................................................ 48

izelge 4.6. Temel yakt tiplerinin maliyeti...................................................................................... 49

izelge 5.1. E-70 trbininin rzgar hzna gre rettii g ve g faktr..................................... 59

izelge 5.2. E-70 trbinine ait teknik bilgiler................................................................................... 60

izelge 5.3. Fortis Montana trbininin rzgar hzna gre rettii g tablosu................................ 62

izelge 5.4. Fortis Montana trbinine ait teknik bilgiler.................................................................. 63

izelge 6.1. Ocak ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g.............................................. 65

izelge 6.2. ubat ay gnlk ortalama rzgar hzlarve retilen g.............................................. 66

izelge 6.3. Mart ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g............................................... 67

izelge 6.4. Nisan ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g..............................................68izelge 6.5. Mays ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g............................................. 69

izelge 6.6. Haziran ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g.......................................... 70

izelge 6.7. Temmuz ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g......................................... 71

izelge 6.8. Austos ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g..........................................72

izelge 6.9. Eyll ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g.............................................. 73

izelge 6.10. Ekim ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g............................................ 74

izelge 6.11. Kasm ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g.......................................... 75

izelge 6.12. Aralk ay gnlk ortalama rzgar hzlar ve retilen g........................................... 76

izelge 6.13. 1990-2005 yllar aras aylk ortalama rzgar hzlar (m/s)......................................... 81


13/105

ix

izelge 6.14. statistiki rzgar hz dalm deerleri......................................................................... 82

izelge 6.15. 2005 yl aylk rzgar hzlarnn ynlere gre dalm ve esme says (saatlik)......... 83

izelge 6.16. Ynlere gre ortalama rzgar hzlar ve frekanslar.................................................... 84


14/105

x

KISALTMALAR DZN

AB Avrupa Birlii

AWEA American Wind Energy Association (Amerika Rzgar Enerjisi Birlii)

DE Devlet statistik Enstits

DM Devlet Meteoroloji leri Genel Mdrl

EEG Erneubare-Energien-Gesetz (Yenilenebilir Enerji Knunu)

EE Elektrikleri Ett daresi

EWEA Europen Wind Energy Association (Avrupa Rzgar Enerjisi Birlii)

IEA International Energy Agency (Uluslararas Enerji Temsilcilii)

IEC International Electrotechnical Commission (Uluslararas Elektroteknik Komisyonu)

RES Rzgar Enerjisi Santrali

TEA Trkiye Elektrikletim Anonim irketi

TBTAK Trkiye Bilimsel ve Teknolojik Aratrma Merkezi

TREB Trkiye Rzgar Enerjisi Birlii

WEC World Energy Council (Dnya Enerji Kurulu)

WF Wind Force (Rzgar Gc)

YD Yap let Devret


15/105

1

1. GR

1.1. Konunun Tanm

Enerjiye olan byk ihtiya, nfus art, ilerleyen sanayi ve fosil kkenli enerji

kaynaklarnn tkenirlii; kurum, kurulu ve hkmetleri yeni ve yenilenebilir enerji

kaynaklarna yneltmitir. Dnya zerinde bulunduumuz yzyla kadar fosil yakta dayal olan enerji

kullanm; evre kirlenmesi, rezervlerin azalmas, rezervleri azalan fosil yaktlarn her geen gn biraz

daha pahalanmas, atmosferde oluan sera etkisi, doal bitki rtsnn yan sra insan sal

zerindeki olumsuz etkileri gibi nemli nedenlerle hzla yeni enerji kaynaklar bulunmas

zorunluluunu dourmutur.

Enerji kaynaklar; retim, tanm ve tketim safhalarnda doaya zararl atk ve gazlar

brakmaktadr. Kmr, petrol ve doalgaz gibi fosil yaktlarn yaklmas sonucunda kresel,

blgesel ve lokal lekte kirlenme problemi meydana gelmektedir. Bugn btn kesimleri ile

kamuoyunu en ok etkileyen ve megul eden evre kirlilii, mhendislik disiplinlerinde nemli yer

tutmaktadr. Dnya zerinde genel bir tehdit oluturmaya balayan evre kirliliindeki en byk pay

fosil kkenli yaktlara aittir. Son yzylda hzla gelien sanayileme ile birlikte ar derecede fosil

yakt kullanlmas sonucu, yakacan trne ve yakma srecine bal olarak aa kan kirleticilerden;

SO2 , NO2 , CO, CO2 , HC, uucu kl, parack madde ve atk slar birok evre problemine

sebep olmaktadrlar. Bunlarn her biri, canl yaamn tehdit ettikleri gibi, retim kayplarna

neden olmakta, doal hayata eitli olumsuz etkilerde bulunmakta ve ekolojik dengeyibozmaktadrlar (Kse,1998).

Dnyada 1970'li yllarda yaanan enerji krizi; enerji retimi, enerji tketimi ve enerji

yaplarnda nemli deiikliklere yol amtr. Enerji tasarrufu politikalar uygulanm, petrole

olan bamllk azaltlmaya allm, kmr ve doalgaz nem kazanm, alternatif enerji

kaynaklarndan daha etkin ve yaygn ekilde istifade edilmesi iin almalar balatlmtr. Enerji

temininde sreklilik, gvenirlik, temizlik ve ekonominin salanmas, enerji yaplarnn tek kaynaa

baml kalmasndan kanlmas genel olarak benimsenen politikalar olmutur. Byle olmasna

ramen 1970'lerden bu yana dnya birincil enerji tketimi yaklak %50, ham petrol tketimi ise

%25 oranlarnda artmtr. Bu dnemde tketimin nemli bir blm doalgaz ve kmre

kaydrlm olmasna ramen petrol tketimi azaltlamamtr. nmzdeki yzylda fosil enerji

kaynaklarnn ne kadar dayanabilecei tartlrken, bu kez dnyamz son derece yaamsal bir evre

krizi ile kar karya kalmtr. Sera etkisi ve ozon tabakasnn delinmesi sonucunda dnyann

snmas ve bunun neden olabilecei sorunlar gndeme gelmitir.

Trkiye'de enerji ihtiyac; takmr ve linyit (%22,50), petrol ve doalgaz (%45,39), su

kaynaklar (%30,77) ile karlanmaktadr. Son yllarda takmr ithal edildii gibi, doalgaz

ithaline de 1987 ylndan itibaren balanmtr. Halen Trkiye'de tketilen toplam enerjinin %60'

ithal edilmektedir. izelge 1.1de Trkiyede 20032004 yllar kaynaklara gre enerji retim


16/105

2

miktarlar grlmektedir. leriki yllara ait kestirimler incelendiinde, bugn iin bilinen kaynaklara

ilave kaynaklar bulunmad takdirde, enerji sorununun devam edecei aikardr.

izelge 1.1. Trkiyede kaynaklara gre elektrik retimi (DE verilerinden yararlanlmtr)

2003 YILI TOPLAMI 2004 YILI TOPLAMIRETM TP

Miktar (GWh) Oran (%) Miktar (GWh) Oran (%)

Termik 104.898,3 74,77 103.518,6 69,19

Rzgar 61,4 0,04 54,9 0,04

Hidrolik 35.326,9 25,18 46.034,8 30,77

Toplam 140.286,6 100,00 149.608,3 100,00

2003 YILI TOPLAMI 2004 YILI TOPLAMIENERJ

KAYNAI Miktar (GWh) Oran (%) Miktar (GWh) Oran (%)

Takmr 8.718,8 6,21 11.286,5 7,54

Linyit 23.624,4 16,84 22.378,8 14,96

Fuel Oil 8.661,5 6,17 9.168,2 6,13

Motorin 0,2 0,00 17,5 0,01

Doalgaz 62.300,9 44,41 58.728,6 39,25

Jeotermal 88,5 0,06 93,2 0,06

LPG 368,9 0,26 387,3 0,26

Nafta 1.059,3 0,76 1.396,3 0,93

Rzgar 61,4 0,04 54,9 0,04

Su 35.326,9 25,18 46.034,8 30,77

Dier 75,8 0,05 62,2 0,04

Toplam 140.286,6 100,00 149.608,3 100,00

Trkiye'de 2004 Yl Kaynaklara Gre Enerji retimi

8%

15%

6%

0%

39%

0%

0%

1%

0%

31%

0% Takmr

Linyit

Fuel oilMotorin

Doalgaz

Jeotermal

LPG

Nafta

Rzgar

Su

Dier

ekil 1.1 Trkiyede kaynaklara gre enerji retimi


17/105

3

Fosil yaktlarn tketiminden kaynaklanan karbondioksit, azot oksit ve metan gibi gazlar

dnyamza gelen gne nlarnn atmosfere yansmasna engel olarak sera etkisine neden

olmaktadr. Bu arada kloroflorokarbon gazlarnn, ozon tabakasnn delinmesine yol at ve

ultraviole nlarn ozon tabakasndan szlmeden dnyaya ulaarak dnyann snmasna neden

olduu bilinmektedir. Dier yandan fosil yakt tketen termik santrallerden kan SO2 ve NO2 gazlar,

asit yamurlarna sebep olup, glleri ve nehirleri kirletmekte, ormanlara zarar vermektedir. Doal bir CO2

emicisi olan ormanlarn azalmas atmosferde karbondioksit gaznn daha fazla artmasna neden

olmaktadr. Ksaca, fosil yaktlarn byk miktarlarda gelii gzel tketimi dnyamzda yaamn

srdrlebilirliini tehdit eder seviyelerde bir evre sorununa yol amtr. Bu artlarda; fosil yaktlarn

tketimini azaltmak, hidrolik, gne, rzgar, jeotermal ve dalga enerjisi gibi temiz, yerli ve

yenilenebilir kaynaklara ynelecek enerji politikalar oluturulmaldr.

1.2. almann Amac

Bu tez almasnda asl hedeflenen; enerji ihtiyacnn nemine dikkat ekmek, yaplan

yanl uygulamalar bir lde engellemek ve konuya bir aklk getirmektir. Bu balamda, enerji

konusunun ok geni kapsaml olmasndan dolay, tezin adndan da anlalaca zere; zelde

rzgar enerjisi konusuna inilerek bir snrlama getirilmeye allmtr. Son yllarda salad

avantajlar nedeniyle, elektrik enerjisinin rzgar enerjisi yardmyla elde edildii uygulamalar

artmaktadr. Bu durum doal olarak, elektrik enerjisi retimi konusuna yeni bir boyut kazandrmtr.Ancak, yaplan gzlemler ve aratrmalar sonucunda kurulu aamasnda dnlmesi gereken

konum, trbin v.s. seimi gibi faktrlerin genellikle stn kr hesaplanarak bilinsizce uyguland

grlmtr. Bu balamda, byle bir konunun aratrlmasnn, ileriki almalar ve yaplan

uygulamalar iin yol gsterici ve faydal olaca beklenmektedir. zetle bu tezde amalanan;

mhendislerin rzgar enerjisi konusunda kullanabilecei, somut rneklerle desteklenmi bir

alma ortaya koymaktr. Buradaki somut rnek, Sivas iin rzgar enerjisinin analizini yaparak

retilebilecek elektriin birim maliyetini karmaktr.

1.3. almann Yntemi

Genel anlamda "rzgar enerjisi" konusunun incelendii ve zelde ise Sivasta rzgardan

elektrik retmenin ele alnd bu tez almasnda izlenilen yntem; rzgar enerjisi ve rzgar

enerjisinin Trkiyede ve Dnyadaki durumu ile ilgili teorik ve istatistiki bilgiler verip bu bilgileri

kullanarak Sivasta kurulabilecek bir rzgar santralinin elektrik retim potansiyelinin ve

maliyetinin belirlenmesi iin gerekli hesaplamalar yapmaktr. Bu dorultuda, ncelikle, konu ile

ilgili bir ok; kitap, dergi, makale, yksek lisans tezi ve internet zerinde geni kapsaml bir

literatr aratrmas yaplmtr. Bu tez almasnda rnek olarak seilen Sivasn Merakm

Tepesine ait 2005 yl rzgar hz verileri, Devlet Meteoroloji leri Genel Mdrlnden temin

edilmitir.


18/105

4

2. RZGAR ENERJS VE UYGULAMALARI

2.1. Rzgar Enerjisi ve Tarihsel Geliimi

Rzgar enerjisinin ana kayna gnetir. Gne dnyann bir tarafndaki havay, topra

ve suyu strken dnyann dier taraf sour. Gnlk souma ve snma deiimleri gn boyunca

dnyann evresinde devam eder. Ekvator blgesi kutuplara gre daha fazla gne enerjisi depo

eder. Ekvatorda snan hava ykselerek kutuplara doru gider, souyan hava ise arlaarak geri

dner. Hava 300 kuzey enleminde ylma eilimindedir. Bunun sonucu olarak bu blgede basn

yksek ve iklim lmandr. Baz hava ktleleri bu yksek basn blgesinin dnda gney douya

doru eser ve dnyann dnmesinin oluturduu etki ile batya sapar, bu rzgarlar Alize Rzgarlar

olarak adlandrlr (www.meteor.gov.tr).

nsanolu yenilenebilir enerji kaynaklarndan biri olan rzgar enerjisini yzyllardr

kullanmaktadr. Hollandadan Amerikaya birok farkl corafyada rzgar enerjisi yel

deirmenleri vastasyla un retilmekte ve su kuyularnda su ekmekte kullanlmtr. Gnmzde

ise modern rzgar trbinleri ile rzgar enerjisi elektrik enerjisine dntrlerek insanolunun

kullanmna sunulmaktadr. Rzgar enerjisinin baz zelliklerini u ekilde sralayabiliriz: Rzgar

enerjisinden elde edilen g Betz teoremine gre rzgar h znn kb ile orantl olarak deiim

gsterir. Rzgar enerjisi younluu blgesellik arz eder. Rzgar enerjisinden faydalanmak iin

baka bir enerji trne dntrlmesi gerekir. Enerjinin hammaddesi rzgardr ve rzgar

atmosferde bol ve serbest olarak bulunur. Gne ve Dnya var olduu srece rzgar enerjisindenyenilenebilir enerji kayna olarak faydalanmak mmkndr.

nsanolunun, rzgarn gcn kefedip onun gcnden yararlanmaya balamas ok eski

dnemlere dayanr. Rzgar gcnden ilk yararlanma ekli olarak yelkenli gemilerin hareket

ettirilmesi ve yel deirmenlerinin altrlmas gsterilebilir. lk kez M.. 2800 yllarnda

Msrllarn krek mahkumlarnn gcne ek olarak rzgar enerjisini kullandklar bilinmektedir.

Msrllar metrelerce uzunluktaki yelkenleri iirip tonlarca arlktaki gemileri yzdrmek iin

rzgarn gcnden yaralanmlardr. Buharl gemilerin icadna kadar yelkenliler, ktalararas

ulam ve ticarette byk rol oynamtr. Ktalar aras ulamn gelimesinde en nemli katky

Fenikeliler yapmtr. Hatta bu yzden ngilizler, Bat rzgarlarna Ticaret rzgarlar (Trade winds)

adn vermilerdir. Yel deirmenlerinin M. 2000 yllarnda eski Msr, in ve Japonyada icat

edildikleri ve tahl tme ileminde baaryla kullanldklar kabul edilir. Yel deirmenlerinin

merkezi olarak Hollanda kabul edilmektedir. Yel deirmenlerinin icad Batya, Hal Seferleri

(10961270) srasnda Trkler yoluyla gemitir. Zamanla Fransa, Almanya ve ngilterede ina

edilmeye balanan deirmenler; 18. yzyl sonlarna doru Avrupada giderek yaygnlamtr.

Rzgar enerjisi tr olarak, endstriyel devrimde yararl bir enerji kayna olarak

benimsenmemitir. Ancak, 19731974 yllarnda ortaya kan petrol krizi, uzak blgelerin

beslenmesi amacyla elektrik retimi ve suyun pompalanmas iin bu teknolojiye gsterilen ilgiyi

yeniden canlandrmtr. 1987de Kaliforniyada uygulamaya konulan bir vergi indirimi sistemi,


19/105

5

rzgar endstrisine ynelik bir atlmn ncs olmutur. Halen dnyada, otuz kadar ciddi rzgar

trbini yapmcs mevcuttur. Bunlarn ou Avrupa Birliine ye lkelerde bulunmaktadr. Yel

deirmenlerinin en modern ekli olarak kabul edilen ve onun prensiplerine gre alan ilk rzgar

trbini 1890da Danimarkada retilmitir. Rzgar enerjisinden en youn yararlanan lke olan

ABDde ilk kez rzgar enerjisinden yararlanma almalarn 1944 ylnda gerekletirmitir.

Elektrik enerjisi reten ilk rzgar santrali ise, ABDde Vermont eyaletinin Montpelier kenti

yaknlarnda 1940 ylnda General Elektrik firmas tarafndan ina edilmitir. ABDde de balayan

bu rzgar enerjisinden yaralanma durumunu zamanla Danimarka, Hollanda, sve ve Almanya

izlemitir. Rusya federasyonunda ilk deneme rzgar trbinleri istasyonu 1952de Yalta da

kurulmutur. Kule ykseklii 50 m olan rzgar trbinlerinin kurulu gc 1000 KW civarndadr.

ngilterede lkenin sahip olduu rzgar enerjisi potansiyeli ett edilmi ve kurulu gc

2000 KW3000 KW arasnda olabilecek ok sayda santral kurulabilecei ortaya konmutur. Bu

lkelerden baka Arjantin, Msr, spanya, Hollanda, Danimarka, sve ve Avustralyada bu

konuda almalar yaplmaktadr (www.gyte.edu.tr).

2.2. Rzgar Enerjisinin stnlkleri

Rzgar enerjisi herhangi bir radyoaktif nm tahribat yapmaz. Enerjinin hammadde

bedeli cretsiz olup, herhangi bir atk meydana getirmemektedir. Atmosfere ve yaknndaki gl ve

nehirlere herhangi bir s emisyonu bulunmamaktadr. Geleneksel metotlarla enerji retirkenoluan su kayplar ve CO2, CO gazlar zararlar rzgar enerji santrallerinde olmamaktadr. Rzgar

trbinleri gvenlik asndan baarl bir gemie sahiptirler. Kullanm sonrasnda tasfiye

edilmeleri dierlerine gre ok daha kolaydr. Rzgar bir lokal enerji kaynadr ve dnya enerji

pazarnda byk lde bamsz olma zelliine sahiptir. Rzgar teknolojisinin tesisi dierlerine

gre daha basittir. Rzgar trbinleri modler olup, herhangi bir byklkte imal

edilebilmekte ve tek olarak ya da gruplar halinde kullanlabilmektedir. Rzgar trbininin iletmeye

alnmas inaata balamasndan ticari retime geiine kadar ay gibi ksa srede

gerekleebilmektedir (Onat,2001).

2.3. Rzgar Enerjisinin Dier Enerji Trleri le Karlatrlmas

Enerji retimi iin seilecek ynteme karar verilmesinde en etkili olan drt nemli faktr

unlardr: Kaynan elde edilebilirlilii, evreye etkisi, yatrm ve retim maliyetleri, kaynan

mr. Rzgar enerjisini evresel etkiler konusunda dier enerji retim metotlar ile kyaslayacak

olursak; izelge 2.1de grld gibi rzgar enerjisinin tek evresel etkisi grlt olmakla

birlikte, rzgar enerjisinden faydalanmak asndan tercih edilen arazilerin genel olarak yerleim

yerlerinden ve ormanlar gibi doal yaamn olduu yerlerden uzakta olmas bu sorunu

hafifletmektedir. Dier kriter asndan kyaslanma ise izelge 2.2.de sunulmaktadr.


20/105

6

izelge 2.1. Enerji retim sistemlerinin evresel etkileri asndan kyaslamas

klim

Deiiklii

Asit

Yamuru

Su

Kirlilii

Toprak

KirliliiGrlt Radyasyon

Petrol Var Var Var Var Var _

Kmr Var Var Var Var Var Var

Doal Gaz Var Var Var _ Var _

Nkleer _ _ Var Var _ Var

Hidrolik Var _ _ _ _ _

Rzgar _ _ _ _ (ok az) _Gne _ _ _ _ _ _

Jeotermal _ _ Var Var_ _

izelge 2.2de Enerji retim metotlarnn kaynak elde edilebilirlilii, maliyet ve mr

asndan kyaslamas ise u ekildedir: Rzgar enerjisi, maliyeti asndan hidrolik ve doal gaza

kar dezavantajl durumda olsa da, pek ok lkede devlet teviki uygulamas ile

desteklenmektedir. Bunun yannda, lkemizde doal gaz bilindii gibi yurt dndan ithal

edilmekte olup, lkenin enerji ihtiyac konusunda bu da bamll eitli sakncalar

dourmaktadr. Ayrca, uzun vadeli dnldnde rzgar enerjisi alannda yaplacak yatrmlar

ve aratrmalar, enerji kayna zerinde bir mr snr olmadndan her zaman iin

geerliliklerini koruyacaklardr (alar,2002).

izelge 2.2. Enerji retim metotlarnn maliyet mr ilikisi

Enerji TrDa Baml /

Yerel

Kalan mr

(yl)

Yatrm Maliyeti

($/KWh)

retim Maliyeti

($c/KWh)

Petrol Da baml 4045 1.5002.000 6,0

Kmr Yerel/Da baml 200250 1.4001.600 2,53,0Doal Gaz Da baml 6065 600700 3,0

Nkleer Da baml _ 3.0004.000 7,5

Hidrolik Yerel _ 7501.200 0,52,0

Rzgar Yerel _ 1.0001.200 3,57,0

Gne Yerel _ Yksek 10,020,0

Jeotermal Yerel _ 1.5002.000 3,04,0


21/105

7

2.4. Rzgar Potansiyelinin Belirlenmesi

2.4.1. Rzgar verilerinin istatistiksel analizi

Bir blgenin rzgar enerjisi potansiyelinin belirlenmesinde, ham verilerin ilenmesi yoluyla

elde edilmi olan istatistiksel veriler kullanlr. Bu amala kullanlan istatistiksel metotlar arasnda

en yaygn kullanlan iki tanesi Rayleigh ve Weibull dalmlardr. Rayleigh dalm, frekans

dalm hesab iin sadece ortalama hza ihtiya duyan bir dalm olduu iin kullanm daha

kolaydr fakat Weibull dalmnn sahip olduu hassasiyet derecesine sahip deildir. rnek olarak

ekil 2.1de belli bir blgede yaplan rzgar lm sonular kullanlarak Weibull ve Rayleigh

dalmlar ile elde edilmi sonularn hata kyaslamas yaplmtr.

==

12

1,

121

i

RWP

PPHata

ekil 2.1 Weibull ve Rayleigh modellerindeki hata yzdeleri

Bu rnekte yllk ortalama enerji hesabnda, Weibull dalm kullanldnda %4,9 hata

yaplmakta iken Rayleigh dalm ile yaplan hesabn ierdii hata % 36,5tir. Bu rnekte de daha

dk hata yzdesine sahip olduu grlen Weibull dalm rzgar enerjisi konusundaki

almalarda tercih edilen metottur. Verilen ilenmesi yoluyla elde edilen Weibull parametreleri

kullanlarak herhangi bir rzgar hznn frekans konusunda hassas bir tahminde bulunmak

mmkn olabilmektedir. Weibull olaslk younluu fonksiyonu u ekilde tanmlanabilir. Weibull

olaslk younluu fonksiyonu, rzgarn herhangi bir hzda esme skln gsteren fonksiyondur

ve buna rzgar hz frekans ad da verilir. Olaslk younluu fonksiyonunun elde edilmesi, ekil

katsays (k) ile byklk katsays (c) nin bilinmesini gerektirir ve bu iki katsay, ortalama hz ile

standart sapmann fonksiyonudur. Weibull ekil katsays (k), oluacak olaslk younluu

erisinin biimi konusunda da fikir vermektedir. Bu katsaynn bymesi ile eri daha sivrilmekte

ve hz deiimi aral daralmakta iken, deerin dmesi erinin daha fazla hz deerinin ierecek

ekilde yaylmas sonucunu vermektedir. ekil katsaysnn olaslk dalm zerindeki etkisi ekil2.2de grlmektedir (elik,2004; Carta and Ramirez,2006 ).


22/105

8

ekil 2.2 Weibull ekil katsaysnn hz dalmna etkisi

2.5. Rzgar Gl

Kuvvetli rzgarlar, ekseriya zel bir ynden gelir bu durum gzlemler sonucu

fakedilebilir. Rzgar ynlerinin deien frekanslarn ve rzgar hzlarnn dalmn gstermek

iin, rzgar hz ve ynnn meteorolojik gzlemleri esas alnarak, rzgar gl eklinde bir izim

yaplmaktadr. Bir rzgar gl 8 veya 16 yne gre olabilir, ya da Avrupa Rzgar Atlas nda esas

alnd gibi 12 yne, 30 ar derecelik yn aralklarna gre de olabilir. ekil 2.4teki rzgar gl 12

yne gredir, en dtaki izim 12 ynn her birinin birbirine gre nisbi durumunu gstermektedir,yani, herhangi bir ynden esen rzgarn zamann yzdelik esme orann gstermektedir. Dtan ie

ikinci izim, ayn ekilde her bir yne ait ortalama rzgar hz deerini gsterir. Sonu %100e

gre normalize edilmitir. Bu durum bize, bulunduumuz yerde ortalama rzgar hzna her bir

ynn ne kadar katkda bulunduunu syler. En iteki krmz izim de benzer bilgiyi, rzgar

hzlarnn kb olarak verir. Sonu %100e gre normalize edilmitir. Bu durum bize,

bulunduumuz yerde ortalama rzgar enerjisine her bir ynn ne kadar katkda bulunduunu

syler. Rzgardaki Enerjinin, rzgar hzlarnn kb ile deitiini gz nnde tutarsak,. buradaki

krmz izgi ile gsterilenler gerekte en ilgin olanlardr. Onlar, bize rzgar trbinlerini

altrmak iin en fazla gcn nereden olduunu gsterir (www.windpower.org).

ekil 2.4te grlen rnek rzgar glndeki hakim rzgar yn Gneybat (SW) yndr.

Bir rzgar gl farkl ynlerdeki nisbi rzgar hzlar hakknda bilgi verir, yani verinin seti

hakknda, (frekans, ortalama rzgar hz ve ortalama rzgar hz kpleri ) diyagramdaki en d

dairenin yarap ile en uzun kenar tam olarak eleecekekilde ayarlanr.


23/105

9

ekil 2.3 Rzgar gl iin kullanlan yn isimleri ve alar

ekil 2.4rnek bir rzgar gl

2.5.1. Rzgar glleri deiir

Rzgar glleri bir yerleimden dierine gre deiir. Rzgar glleri gerekte bir parmak

izi gibidirler. Bir rnek olarak ekil 2.4teki rzgar glne bakalm. Hakim yn Gneybat

olmasna ramen, fark edilecei gibi tm rzgar enerjisi Bat ve Gneybatdan gelmektedir.

Bylece biz o yerde, dier ynlerle ilgilenme ihtiyac duymayz. Komu alanlarn rzgar glleri

ska birbirine benzer, bylece pratikte evredeki gzlemlerden rzgar gllerini interpole etmek

emniyetli olabilir. Kompleks bir blgeye sahipseniz, yani: dalar ve vadiler farkl ynlerde veya

kylar farkl ynlere bakyorlarsa, bu tr kolay kabuller yapmak, genellikle uygun deildir.

Kuzey (North) N

Gney (South) S

Dou (East) E

Bat (West) W

Kuzeydou (Northeast) NE

Kuzeybat (Northwest) NW

Gneydou (Southeast) SE

Gneybat (Southwest) SW


24/105

10

Tekrarlarsak, rzgar gl sadece nisbi rzgar ynleri hakknda bilgi verir, o yerdeki ortalama

rzgar hznn gerek seviyesi hakknda bilgi vermez (www.windpower.org).

2.5.2. Rzgar gl kullanm

Rzgar glnn varl bir rzgar trbin yeri iin olduka faydaldr. Eer rzgar

enerjisinin byk bir ksm tek bir ynden geliyorsa ve o araziye rzgar trbinleri kurmak

isteniyorsa o zaman o ynde mmkn olduunca az engellerin olmas ve yzeyin mmkn

olduunca az przl olmas istenir. rnek rzgar glnde enerjinin ou Gneybatdan

gelmektedir. Bu sebeple biz Douda bulunan veya rzgar trbininin Gneydousundaki engellerle

ok fazla ilgilenmeye gerek duymayz, nk o ynlerden enerji gelmemektedir. Buna ramen,

rzgar yaplarnn ve enerji ieriklerinin yldan yla deiebildii not edilmelidir. nanlr

ortalamalara sahip olmak iin gzlem sresinin biraz uzun olmas en iyisidir. Byk rzgar enerji

parklarn planlayanlar ekseriya bir yllk lokal lmlere gvenirler, bu lmleri ayarlamak ve

gvenilir uzun sreli bir ortalama elde etmek iin en yakn meteoroloji istasyonu hava

gzlemlerini kullanrlar (www.windpower.org).

2.6. Rzgar Enerjisinin Dnyadaki Durumu

2.6.1. Dnyada rzgar potansiyeli

Grubb ve Meyer tarafndan yaplan ve IEA World Energy tarafndan yaynlanmalmada, 5,1 m/s zerinde Rzgar kapasitesine sahip blgelerin, uygulamaya dnk ve toplumsal

kstlar nedeni ile %4n kullanlaca esasna dayal almada, Dnya Potansiyeli

53.000 TWh/yl olarak hesaplanmtr. Bu deerin Dnyadaki dalm, ekil 2.5de verilmektedir.

Bu almalarda, dikkate alnmayan 45 m/s rzgar hzna sahip blgeler de ayrca ciddi

bir potansiyeldir. (Sadece Almanya'da bu deerin 90 TWh / yl olduu tespit edilmitir) Ayrca, bu

hesaplamalar sadece karasal blgeler iin yaplmtr, dikkate alnmayan denizsel (offshore)

blgelerin de ihmal edilemeyecek ciddi bir potansiyeli mevcuttur. (Matthies ve Garrad 'm AB iin

yapt almada, bu deerin sadece Avrupa iin 2.500 TWh / yl olaca hesap edilmitir).

ekil 2.5te belirtilen, Teknik Potansiyelin (53.000 TWh / y l) 2020 yl iin tahmin

edilen Dnya tketiminin 25.900 TWh / yl civarnda olaca dnlnce, ne denli ciddi olduu

grlmektedir. Normal ebekeler zerinde yaplan almalarda ve ok saydaki

deerlendirmelerde, rzgar enerjisi kapasitesinin, ebekeye % 20 dzeyine kadar giriinde, hibir

teknik sorun yaratmad tespit edilmitir (Dengeleme sorununu Norve ve svele ara balantlar

ile hallederek, Danimarka Enerji Planlamasnda 2030 ylnda, elektrik tketiminin % 50sini

srekli olarak rzgar enerjisinden salamay planlamtr). Bu % 20 oran temel alnarak, IAE

World Energynin 2020 Dnya Talep Projeksiyonuna dayandrld ve Ekonomik Rzgar

Potansiyeli denilebilecek deerler, izelge 2.3 ve ekil 2.5te gsterilmitir (Akaln,2005;

zerdem,2006).


25/105

11

14.000

10.600 10.600

5.4004.800 4.600

300

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

Kuzey

Amerika

Dou Avrupa

ve Rusya

Afrika Gney

Amerika

Bat Avrupa Asya

(Rusya hari)

Okyanusya

[TWh/y

l]

ekil 2.5 Dnyann teknik rzgar potansiyel dalm (Dnya toplam 53.000 TWh/yl)

izelge 2.3. Dnya 2020 talep projeksiyonu ve ekonomik rzgar potansiyeli

Blgeler

Elek.Enerj. Talep Proj.

TWh/yl

Ekonomik Rzgar Potansiyeli

TWh/yl

OECD Avrupa 4.515 903

OECD Kuzey Amerika 5.729 1.146

Latin Amerika 2.041 408

OECD Pasifik 1.745 349

Dou Asya 2.081 416

Gney Asya 1.695 339

in 3.691 738

Orta Dou 907 181

Afrika 864 173

Dier lkeler 2.615 523

Dnya Toplam 25.883 5.176


26/105

12

903

1.146

408349

416339

738

181 173

523

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

OECD

Avr

upa

OECD

Kuz

eyAm

erika

Latin

Ame

rika

OECD

Pas

ifik

Dou

Asy

a

Gne

yAsy

a in

Orta

Do

uAf

rika

Die

rlke

ler

[TWh/y

l]

ekil 2.6- Dnyann ekonomik rzgar potansiyel dalm (2020 yl tketiminin %20'si baznda,

Dnya toplam 5.180 TWh/yl)

2.6.2. Dnyada rzgar kayna kullanm hedefleri

Dnya elektrik enerjisi talebi, WEC ve IEA tarafndan srekli deerlendirilmektedir. WF

10 ve WE Outlook, bunlardan en nemlileridir. WF10 bilahare (1998) WF12 olarak yeniden

revize olarak ortaya konmutur. 2000 ylnda gncelletirilen, dnya elektrik enerjisi talep

projeksiyonu ve rzgar kaynakl retim hedefleri, izelge 2.4teki gibi yaynlanmtr. Burada

%12 hedefine balanan, 2020 ylndaki hedeflenen 3.093,4 TWhyl Rzgar kaynakl elektrik

enerjisinin, kresel snma nedeniyle elektrik talebinde beklenen artn olmamas halinde, daha da

yksek oranlara kabilecei sylenebilir (Bu deer, 2001 tketiminin % 20si civarndadr).


27/105

13

izelge 2.4. Dnyada planlanan rzgar enerjisi gelimesi

Yllar

Yeni Kapasite

ilavesi

[MW]

Kmlatif

Kapasite

[MW]

Rzgardan

retim

[ TWh / yl ]

Dnya

Elektrik

Talep Prj.

[ TWh / yl ]

Rzgar

Oran

[%]

2001 6.800 24.900 15.578 0,35%

2002 8.500 33.400 16.014 0,46%

2003 10.625 44.025 16.463 0,59%

2004 13.281 57.306 125,5 16.924 0,74%

2005 16.602 73.908 161,9 17.397 0,93%

2006 20.752 94.660 207,3 17.885 1,16%

2007 25.940 120.600 264,1 18.385 1,44%

2008 31.128 151.728 332,3 18.900 1,76%

2009 37.354 189.082 414,1 19.429 2,13%

2010 44.824 233.906 512,3 19.973 2,56%

2011 53.789 287.695 705,7 20.493 3,44%

2012 64.547 352.242 864,0 21.025 4,11%

2013 74.229 426.471 1.046,0 21.572 4,85%

2014 85.363 511.834 1.255,4 22.133 5,67%

2015 98.168 610.002 1.496,2 22.708 6,59%

2016 107.985 717.987 1.761,1 23.299 7,56%

2017 118.783 836.770 2.052,4 23.905 8,59%

2018 130.661 967.431 2.372,9 24.526 9,68%

2019 143.727 1.111.158 2.725,4 25.164 10,83%

2020 150.000 1.261.158 3.093,4 25.883 11,95%

2030 150.000 2.551.277 6.306,8 31.318 20,14%

2040 150.000 3.044.025 7.999,7 36.346 22,01%


28/105

14

73.900233.900

610.000

1.262.200

2.551.300

3.044.000

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

2005 2010 2015 2020 2030 2040

Yllar

[MW]

ekil 2.7 Dnya rzgar enerjisi kurulu g hedefi

2001 ylnda 24.700 MW olan Rzgar Kurulu Gcnn 2007 ylnda 120.600 MWa

yllk % 25lik bir artla ykselecei, daha sonra bu art orannn derek, Kurulu Gcn 2020

ylnda 1.261.158 MWa kaca, bu tarihten sonra sfr art hz ile (ylda sabit 150.000 MW

Kurulu G ilavesi ile) 2030 ylnda 2.551 GW, 2040 ylnda ise 3.044 GW Kurulu Gceulalaca hedeflenmitir. Bu tarihte, Rzgar Enerjisi kullanmnda doyum noktasna gelinecei

varsaylmaktadr. Ayrca, 20 yl olarak tahmin edilen trbin mrlerinin sonunda % 5inin yeni

teknolojiye dayal trbinler ile deitirilecei dnlmektedir. leride tesis bedellerinin % 50sine

kadar debilecei varsaylan rzgar enerjisi tesislerinin, birim elektrik enerjisi maliyetinin de

3,61 c/KWh seviyelerine inebilecei dnlmektedir.

Dnyada Rzgar Enerjisi konusunda asl byme orannn, Kuzey Avrupa, ABD ve

Japonyada denizsel kapasitelerde olaca tahmin edilmektedir. Bu potansiyelin, zellikle ABD ve

Japonyada olumakta olan elektrik enerjisi talebinin, iki katna yakn (%180) potansiyel ierdii

hesap edilmektedir.

Rzgar santrallerinde, kapasite kullanmnn bugnk ortalama deeri % 25ten 2010da

%28e, 2035te ise %30a kabilecei hedefi alnmtr. Esasen bunu %50 seviyelerine

ykseltmenin mmkn olabilecei kuvvetle tahmin edilmektedir. Trkiyede ise rzgar

tesislerinin kapasite kullanm oran, bugn %28 ile %40 arasnda deimekte olup, Dnya

ortalamasnn ok stndedir. 2020 yl itibari ile dnyada planlanan, rzgar kaynana dayal

elektrik retimi ile ilgili kurulu g ve yllk retim ile, dnyann 2020 ylndaki elektrik enerjisi

talep tahmininin dalm, izelge 2.5 ve ekil 2.8de verilmektedir (Akaln,2005).


29/105

15

izelge 2.5. Dnya rzgar kurulu gcnn dalm (2020 projeksiyonu IEA World Energy)

BlgelerKurulu G

Dalm[MW]

Kurulu GDalm Oran

[%]

2020 Toplam ElektrikTalep Tahmini

Dalm[ TWH / yl ]

OECD Avrupa 230.000 18,3 % 4.514

[OECD] Amerika 250.000 19,8 % 5.729

[OECD] Kanada 60.000 4,8 %

Latin Amerika 100.000 7,9 % 1.745

OECD Pasifik 90.000 7,1 % 2.041

Dou Asya 80.000 6,3 % 2.081

Gney Asya 60.000 4,8 % 1.695

in 190.000 15,1 % 3.691Orta Dou 25.000 2,0 % 907

Afrika 25.000 2,0 % 2.615

Dier lkeler 150.000 11,9 % 864

Dnya Toplam 1.260.000 100,0% 25.882

230250

60

90100

8060

190

25 25

150

0

50

100

150

200

250

300

OECD

Avr

upa

[OE

CD]A

mer

ika

[OEC

D]Kan

ada

[O

ECD]

Pas

ifik

Latin

Ame

rika

Dou

Asy

a

Gne

yasy

a in

Orta

Do

uAf

rika

Di

erlke

ler

[GW]

ekil 2.8 Dnyann rzgar kurulu g hedefleri dalm (2020 yl Tketiminin % 20 'sibaznda, Dnya toplam 1.260 GW)

2.6.3. Avrupa birlii lkelerinde rzgar enerjisi

Teknolojik gelimelerinde etkisiyle, yenilenebilir enerji kaynaklar arasnda

konvansiyonel kaynaklarla en rekabet edebilir kaynak durumuna gelen rzgar enerjisi; zellikle

Danimarka, Almanya ve son yllarda spanya'da uygulanan tevik politikalar ile hzl bir geliim

gstermitir. 1990 ylnda AB15te sadece 474 MW olan rzgar kurulu gc, 2003 y lna kadar


30/105

16

olan 13 yllk dnemde tam 60 kat artarak 2003 ylnda 28.676 MW'a ulamtr. Dnyadaki kurulu

rzgar gcnn yaklak %74ne karlk gelen bu kurulu g ile Avrupa, rzgar enerjisi

konusunda dnyadaki lider konumunu srdrmektedir. AB lkelerinde rzgar kurulu gcnn

1990dan gnmze kadar olan geliimi ve rzgardan retilen yllk elektrik enerjisi miktar

ekil 2.910da verilmektedir. Buna gre AB lkelerinde son 10 ylda yaklak 27.400 MW, son 5

ylda ise 22.400 MW rzgar santral tesis edilmitir. Bylece son 10 yllk dnemde yllk ortalama

%37 artan rzgar kurulu gc 23 katna km, son 5 yllk dnemde ise kaydedilen yllk

ortalama %36lk art kurulu gc 5 ylda 4,6 katna kmtr.

Kurulu g ve retim ekillerinde grld zere rzgar santrallerinin elektrik enerjisi

retimi kurulu g geliimine paralel olarak hzl bir art gstermitir. 1990 ylnda l TWhin

altnda olan elektrik retimi 2003 ylnda 43,3 TWhe kadar ykselmitir. Son 5 yllk dnemde

retimdeki art 3,8 kata karlk gelmektedir. Elektrik retimindeki artn kurulu g geliiminin

bir miktar altnda kalmas, sektrn geliimi ve salanan teviklerle daha nce ekonomik olmayan

retimi nispeten az sahalarn son yllarda gelitirilmesi ve meteorolojik koullarla aklanabilir.

474 653 905 1.2431.675 2.471

3.4094.608

6.205

8.909

12.813

17.136

23.299

28.676

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Yllar

[MW]

ekil 2.9 AB-15de rzgar kurulu g geliimi (1990-2001 yllar iin IEA istatistikleri,2002-2003 yllar iin EurObservER istatistikleri kullanlmtr)


31/105

17

ekil 2.10 AB-15 lkelere gre rzgar kurulu gc (19902001 yllar iin IEA istatistikleri,2002-2003 yllar iin EurObservER istatistikleri kullanlmtr)

2003 ylnda ABdeki rzgar gc kapasitesi 2002 yl sonuna gre %23,1 artarak

23.299 MWtan 28.676 MWa kmtr. 2003 ylnda AB lkelerinde kurulan 5.443 MW rzgar

kapasitesi yl iinde dnyada kurulan toplam rzgar kapasitesinin %68,5ine karlk gelmektedir.

2003 ylnda tesis edilen yeni rzgar kapasitesinin 2002 ylndakinin altnda kalmasna ramen,

Almanya bu yl da Avrupa piyasasnn lideri olma konumunu srdrmeye devam etmitir.

Almanya Rzgar Enerji Kurumu (German Wind Energy Institute-DEWI)ye gre 2003 ylnda

2.645 MW (2002 ylnda 3.240 MW) rzgar santral kurularak, Almanya'nn toplam kapasitesi

14.609 MWa (39 MW devre d) ulamtr. Almanyada rzgar kurulu gc geliim hzndaki bu

d, daha zor finansman koullar

ve yenilenebilir enerji sat

n alma fiyat

n

belirleyen EEGkanunun (EEG law) deitirilmesi konusundaki belirsizlikle ilikilendirilmektedir.

spanya; 2003 ylnda kurulan 1.369 MW ile toplam rzgar gcn 6.411 MWa

kararak rzgar gc konusunda lider lkelerden biri olduunu bir kez daha gstermitir. Bu,

spanya'da kaydedilen en yksek yllk kapasite geliimine karlk gelmektedir. spanya'daki

rzgar santrallerinin kurulu gcnn okluu ve son yllarda ksa srede hzla tesis edilmi

olmasnn nedenleri arasnda spanya'nn dnyadaki sayl rzgar trbini reticileri (Almanya,

Danimarka gibi) arasnda olmas da bulunmaktadr. Ancak, spanya'da rzgar santrallerinin hzla

artan sisteme balant taleplerinin, mevcut ebekeye balant artlar ynetmeliindeki kstlar

nedeniyle snrlandrlabilecei veya ertelenebilecei bildirilmektedir.


32/105

18

Danimarka (off-shore) ak deniz rzgar santralleri geliimi ve 10 yandan eski rzgar

trbinlerinin yenilenmesini tevik eden ulusal program erevesinde rzgar gcnn geliimi

konusunda 2002 ylnda tekrar yakalad ivmeyi 2003 ylnda da srdrmtr. Danimarkada

2003 ylnda kurulan 243 MW yeni kapasite devre d braklan eski trbinlere ramen rzgar

kurulu gcn 3.110 MWa karmtr. Ayrca Danimarka yl iinde devreye giren ak deniz

rzgar santral ile bu konudaki lider konumunu srdrmtr. Ancak Danimarka Sanayi ve

Ekonomi Bakanl tarafndan 2008 ylna kadar ak deniz rzgar santrallerinin 450 MW

arttrlmas projesinin iptal edilmesi nerilmitir.

2002 yl sonunda toplam rzgar kurulu gc asndan AB lkeleri arasnda beinci

srada yer alan Hollanda, 2003 ylnda tesis edilen 232 MW ilave kapasite ile 910 MW toplam

kurulu gce ulaarak, 904 MWa ulaan talyann nnde drdnc sraya ykselmitir.

ngilterede 2003 ylnda tesis edilen rzgar gc 103 MW dzeyinde kalm olmakla

birlikte, tesis aamasndaki ya da tesis iin gerekli izinleri alm projelerin toplam kurulu gc

2.257 MWa (1.109 MW ak deniz) ulamtr. 2003 yl sonu itibariyle ngilterede 648 MW

kurulu gte rzgar santral iletmede olup, AB Yenilenebilir Enerji Kaynaklar Direktifinde

ngrlen hedeflerin ngiltere iin teknik ve ekonomik olarak fizibl bulunmad, elektrik arz

gvenlii ve kalite kriterleri salanarak bu hedeflerin tutturulmasnn mmkn olmad

bildirilmektedir.

Avusturyada l Ocak 2003 tarihinde yrrle giren ve nemli tarife garantileri salayanyeil elektrik yasas ile 2003 ylnda 276 MW rzgar gc kurularak toplam rzgar kurulu gc

415 MWa kmtr.

Fransa'da rzgar enerjisini gelitirme konusunda politik irade mevcut olsa da (ortalama

7 c/KWh fiyattan 15 yl alm) teknik, idari ve hatta psikolojik engeller hala mevcuttur. Fransada

rzgar trbinlerinin evreye yapt grsel ve grlt etkilerine hala pheyle yaklalmaktadr.

Bunlarn sonucunda rzgar kurulu gc asndan AB lkeleri arasnda 11. srada yer alan

Fransada 2003 ylnda kurulan ilave g sadece 100 MWta kalarak toplam kurulu g 253 MWa

ulamtr.

rlanda 2003 ylnda 49 MW rzgar santral kurarak, 2003 yl sonu itibariyle rzgar

kurulu gcn 187 MWa (rzgarn toplam kurulu gteki pay %3) karmtr.

2004 ylnda, geen yln sonunda tamamlanan Yenilenebilir Enerji Kaynaklarn

Harekete Geirme Kampanyasnn sonularnn deerlendirilmesi mmkn olmaktadr. Bu

kampanya ile yenilenebilir enerji kaynaklarnn yksek bir endstri dzeyine ykseltilmesi ve

bylece bunlarn gelitirilmesi ile Beyaz Bildiri (White Paper) hedeflerine ulalmas

amalanmtr. Rzgar enerjisinde 2003 yl sonunda 10.000 MW kurulu gce ulalmas

konusundaki zel hedef 28.700 MW civarndaki kurulu g ile byk miktarda almtr.

Uzun dnemde Almanya pazarnda ngrlen daralmaya ramen, ABde sektrn hzl

geliiminin aynen srmesi beklenmektedir. Ak deniz rzgar santrali pazarnn kalc olarak


33/105

19

ortaya k, spanyadaki geliimin srmesi ve yenilenebilir kaynaklardan retilen elektrik

enerjisiyle ilgili yeni yasalar sayesinde Hollanda, Belika, Portekiz ve Avusturyada kaydedilen

kapasite art rekorlar bu grnm desteklemektedir. Bu faktrlerin nda; Avrupa Rzgar

Enerjisi Birlii (EWEA) tarafndan, 2010 yl sonu iin daha nce 5.000 MW ak denizde olmak

zere 60.000 MW olarak belirlenen kurulu g hedefi 10.000 MW ak denizde olmak zere

75.000 MW olarak revize edilmitir. EWEAya gre bu hedef Avrupa Birlii elektrik retiminin

%5,5ine karlk gelecek 168 TWh retimi mmkn klacaktr. 2010 yl iin Observ'ER 20

tarafndan yaplan daha mtevazi 67.600 MW kurulu g tahmini Danimarka pazarnda olduu

gibi Almanyada da pazarn daha ok ak denizde geliimi ve eski trbinlerin yenilenmesine

younlaarak klecei konusundaki tahminleri dikkate almaktadr. Pazarn durumu ile ilgili

dier belirsizlikler yenilenebilir enerji gelitirme plannda 2010 yl iin 8.974 MW olarak

belirlenen kurulu g hedefine yaknda ulaacak olan spanya ve bir mucize olmamas durumunda

ykmllklerini yerine getiremeyecek olan Fransa (ykmllkleri yerine getirmek iin tesisi

gerekli en az 14.000 MWa karlk tahmin edilen 6.000 MW) ile ilgili olarak ortaya kmaktadr.

Daha ksa dnem iin Danimarka danmanlkirketi BTM Consult tarafndan 2003 Mart aynda

yaynlanan raporda 2007 yl sonuda AB15te 56.800 MW kurulu g hedefi verilmektedir. Bu

eilimin srmesi durumunda Beyaz Bildiri (White Paper) hedefleri kapsamnda 2010 yl sonunda

40.000 MW hedefinin iki katndan fazlasna ulalarak hedeften saplacaktr. 2003 yl AB

lkelerine ait rzgar kurulu gleri izelge 2.6da verilmitir (TEA raporu,2005).


34/105

20

izelge 2.6. 2003 yl itibariyle Avrupa Birlii'nde kurulan rzgar kurulu gc (Rzgar kurulu

gc iin EurObserv'ER 2004, toplam kurulu g iin Eurelectric istatistikleri)

Rzgar (MW)Toplam Kurulu G

(MW)

Rzgarn

Toplamdaki Pay

(%)lkeler

2002 20032003'te

giren% 2002 2003 2002 2003

Almanya 11.994 14.609 2.645 21.8 124.420 126.531 9.6 11.5

spanya 5.042 6.411 1.369 27.2 59.738 63.819 8.4 10.0

Danimarka 2.889 3.110 243 7.6 12.879 12.948 22.4 24.0

talya788 904 116 14.7 76.950 78.358 1.0 1.2

Hollanda 685 910 232 32.8 20.813 20.965 3.3 4.3

ngiltere 552 648 103 17.3 77.133 78.200 0.7 0.8

sve 328 399 71 21.6 32.263 33.361 1.0 1.2

Yunanistan 302 390 88 29.1 10.990 10.990 2.7 3.5

Portekiz 194 301 107 55.2 11.450 11.654 1.7 2.6

Fransa 153 253 100 65.2 116.200 116.380 0.1 0.2

rlanda 138 187 49 35.5 5.400 5.550 2.6 3.4

Avusturya 139 415 276 198.6 17.799 17.842 0.8 2.3

Finlandiya 43 51 8 18.6 16.566 16.647 0.3 0.3

Belika 35 67 31 89.2 15.627 15.684 0.2 0.4

Lksemburg 16 22 5 32.9 1.129 1.129 1.4 1.9

Avrupa Birlii

(AB- 15)23.299 28.676 5.443 23.1 599.357 610.058 3.9 4.7

Polonya 29 60 31 108.8 31.013 31.699 0.1 0.2

Letonya 23 24 1 4.3 2.175 2.141 1.1 1.1

ek 3 10 7 233.3 15.133 16.005 0.0 0.1

Estonya 5 5 0 0.0 2.427 2.427 0.2 0.2

Macaristan 3 3 0 0.0 7.492 7.998 0.0 0.0

Slovakya 0 3 3 0.0 7.757 7.777 0.0 0.0

Kbrs 2 2 0 0.0 988 988 0.2 0.2

Litvanya 0 0 0 0.0 5.761 5.784 0.0 0.0

Malta 0 0 0 0.0 577 577 0.0 0.0

Slovenya 0 0 0 0.0 2.729 2.772 0.0 0.0

Avrupa Birlii

(AB-25)23.360 28.780 5.486 23.2 675.409 688.226 3.5 4.2

Trkiye 19 19 0 0.0 31.846 35.587 0.1 0.1

Romanya 1 1 0 0.0 17.846 35.502 0.0 0.0


35/105

21

2.7. Rzgar Enerjisinin Trkiyedeki Durumu

Gelimekte olan lkeler statsndeki Trkiyenin hzl nfus art ve sanayilemesine

paralel olarak enerjiye olan gereksinimi de artmaktadr. Dnyada olduu gibi lkemizde de en

byk pay fosil yaktlarna aittir. Enerji tketimimizin yarya yaknn karlayan petrol ve doal

gaz kaynaklar Trkiyede yeterli dzeyde deildir.

Trkiyede 1970li yllarda yaanan elektrik skntsnn balca sebebi, dnyada yaanan

petrol krizidir. Akaryakt temininin zorlamas nedeni ile ana retim santrallerinden Ambarl bata

olmak zere akaryakt ile alan santraller ksntl almak zorunda kalmtr. 2000 ylnda

yaanan elektrik skntsnn sebebi ise doal gaz hatlarndaki basncn dmesidir. Bu iki kriz de

da bamlln sonucudur. 1970li yllardaki krizin bir baka sebebi de enerjiye talepteki art ile

kurulu santral gcnn paralel gitmemesidir. rnein, 1960 ile 1980 yllar arasnda enerji talebi

dokuz kat artarken santral kurulu gcmz ancak drt kat artmtr.

Trkiye, yenilenebilir enerji kaynaklar bakmndan olduka iyi durumdadr. 1961 ylnda

yaplan bir aratrmaya gre dokuz ile yaylm olarak 718 tane su karma amal ve 41 tane de

elektrik reten rzgar trbini tespit edilmitir. Gnmzde yenilenebilir enerji kaynaklarnn gerek

ilk yatrm maliyeti gerekse retim maliyeti asnda fosil yaktlarla rekabet etmesi mmkn

deildir. Fakat teknolojinin gelimesiyle rekabet edebilecek duruma gelmeye balamtr. te

yandan Trkiyenin enerji gelecei sadece enerji retim maliyetleri veya yatrm maliyetleri ile

belirlemek de yeterli deildir. Bunlarn yannda evre faktr ve enerjide da bamllk gzdenuzak tutulmamaldr.

Trkiyenin toplam rzgar enerji potansiyeli 40.000 ile 80.000 MW dzeyindedir. Devlet

Meteoroloji leri istasyonlarnn 1970-1980 dnemi rzgar verilerinin deerlendirilme sonularna

gre, Trkiyenin yllk ortalama rzgar hznn yer yzeyinden 10 metre ykseklikte, 2,54 m/s ve

rzgar gc younluunun 24 W/m2 olduu belirlenmitir. Trkiyenin rzgar enerjisi potansiyeli

blgelere gre deerlendirildiinde, Marmara ve Gneydou Anadolu blgelerinin rzgar gc

younluu bakmndan dier blgelere gre daha zengin olduu grlmektedir. Trkiyede

Marmara, Ege ve Akdeniz kylar, dnyada rzgar gc potansiyeli asndan ilk %30luk alana

girmektedir. Elektrikleri Ett daresinde yaplan almalara gre, lke genelinde sreklilik ve

younluk asndan mit veren yrelerdir (Kse ve ark.,2003).

Altnc Be Yllk Kalknma Plannda yenilenebilir enerji kaynaklarna yer verilmemitir.

Yedinci Be Yllk Kalknma Plan hazrlk almalarnn yapld 1993 ylnda, 1990 ylna

kadar olan teknolojik geliim gz nne alnarak, yalnzca yeni teknolojileri izleyebilmek

amacyla, gne pilleri ile elektrik retiminin 1995te 2,5 GWhten balayarak 2010 ylnda

61,1 GWh gibi sembolik bir dzeye karlmas, ayrca 2010 yllarnda gne termik santralleri

kurulmas zerine durulmas istenmiti. Bu istek Genel Enerji htisas Komisyonu Raporuna

geirilmiti. Ayn raporda, yine yalnzca teknolojiyi izlemek amacyla 50 MW amayan bir

deneysel kurulu gle rzgardan elektrik retimi zerinde durulmu, 1995te 3,7 GWh ile retime


36/105

22

balanarak 2010 ylnda 183,3 GWh dzeyine karlmas planlanmtr. Bu hedefler Trkiyenin

beklenen elektrik talebinin %0,006 ile %0,08 arasnda kalmaktadr. Planlanan admlar atlamad,

ama -be yln hzl teknolojik geliimi planlanan hedeflerin ok yetersiz dzeylerde kalmasna

neden oldu (Gler,2005).

izelge 2.7. Blgelere gre ortalama rzgar gc younluu ve hzlar

Blgeler

Ortalama Rzgar Gc

Younluu

(W/m2)

Ortalama Rzgar Hz

(m/s)

Akdeniz 21,36 2,45

Anadolu 20,14 2,46

Ege 23,47 2,65

Karadeniz 21,31 2,38

Dou Anadolu 13,19 2,12

Gneydou Anadolu 29,33 2,69

Marmara 51,91 3,29

lkemizde 1984 ylnda kurulmu olan 55 kW kapasiteli bir rzgar trbini emede

turistik bir tesisin elektrik enerjisi ihtiyacnn %5ini karlamaktadr. Ticari amal ilk rzgar

santrali olan Alaatnn Germiyan Kynde kurulmu otoprodktr statsndeki 1,5 MW kurulu

gcndeki santral, ylda yaklak 5.000.000 kWh enerji reterek evre blgede yaayan be bin

kiinin elektrik ihtiyacn karlamaktadr. Ayrca 7,2 MW kapasiteli Alaat Rzgar Santrali 1998ylnda retime balamtr. Bunlarn yan sra, Bodrum Belediyesi ve anakkale ntepe Belediyesi

kendi elektrik ihtiyalarn rzgar enerjisinden karlamak iin giriimlere balamlardr. Bodrum

Yarmadasnn 1998 yl tm elektrik ihtiyacn 100 adet rzgar trbini ile karlamak

mmkndr. eitli firmalar da rzgar hznn fazla olduu yerlerde, enterkonnekte sisteme bal

rzgar enerjisi projelerinin n fizibilite almalarna devam etmektedir (www.demirer.com.tr).


37/105

23

izelge 2.8. Trkiye'deki Rzgar santralleri

Elektrik retimeGei Tarihi

Kurulu g(MW)

Firma Yer

ubat 1998 1,5 Demirer eme - zmir

Kasm 1998 7,2 Gbirlii eme - zmir

Haziran 2000 10,2 Demirer-Enercon Bores - anakkale

Kasm 2003 1,2 Sunjut-Demirer Hadmky - stanbul

2004 Yl Mevcut

RES ler20,1

Mays 2006 30,0 Bares -Bilgin Bandrma

Austos 2006 39,2 Demirer-Enercon eme zmir

Kasm 2006 30,4 Demirer-Ado anakalan - anakkale

2006 sonunda

retime geecek

RESler

99,6

Mart 2007 15,0 Demirer-Polat Gelibolu - anakkale

Mays 200730,4

Demirer-Polat Sayalar - Manisa

Aralk 2007 28,8 Demirer-Enercon Dares - Data

2007de retime

gemesi planlanan

RESler

74,2

TOPLAM 193,9

Yaplan fizibilite almalar, Trkiyenin zellikle Marmara ve Ege Blgelerinin rzgar

enerjisi dnm sistemleri iin uygun olduunu gstermitir. Elektrik sarfiyatnn en yksek

olduu blgelerin Marmara ve Ege olduu gz nne alnrsa buralara kurulacak olan rzgar

enerjisi dnm sistemleri ile elektriin iletimi srasnda ortaya kacak kayplarn da azalaca

aktr. Ayrca, yaplan son kanuni dzenlemelerde zel irketlerin kuraca rzgar enerjisi

dnm sistemlerinin ulusal ebekeye verecei elektrik enerjisini satmas veya verdii elektrik

enerjisi kadarn kullanmas gndeme gelmitir.


38/105

24

izelge 2.9. Bat Anadolu Blgesindeki sekiz yrenin rzgar gc younluu (www.eie.gov.tr)

stasyon Ad

Ortalama Rzgar Gc

Younluu

( W/m2)

Ortalama Rzgar Hz

(m/s)

Gkeada 113 4,1

Bozcaada 320 6,4

anakkale 94 4,1

Edremit 20 2,4

Ayvalk 59 3,3

Dikili 21 2,5zmir 53 3,6

Bodrum 115 4,1

ekil 2.11Trkiyenin ilk rzgar santrali, 3 x 500 KW = 1.5 MW eme-Alaat, ubat 1998


39/105

25

ekil 2.12Bozcaada rzgar santrali, 17 x 600 KW = 10.2 MW Haziran 2000

ekil 2.13Aero, rzgar trbin kanat fabrikas, zmir 2002


40/105

26

2.6.1. Trkiye rzgar atlas

Devlet Meteoroloji leri Genel Mdrl (DM) ve Elektrik leri Ett daresi (EE)

tarafndan hazrlanan bu haritalarda; seilmi byk gzlem istasyonlarnn, anemograf

diyagramlarndan bilgisayar ortamna aktarlm olan saatlik ortalama rzgar hz ve yn

bilgilerinden olumu on yllk bir periyodun zaman serisi eklinde kaytl verileri kullanlmtr.

Rzgar hz birimi m/s ve yn derece olarak alnmtr. Analizin amac; meteoroloji

istasyonlarnda llm olan rzgar hz ve yn datasna lm etrafndaki yakn engeller, evre

przllk durumu ve yerekillerinden dolay olabilecek etkilerin hesaplanmas ve datann bu

etkilerden arndrlmasdr. Bylece serbest atmosferdeki rzgar datasna eriilmi olur. Bu datay

kullanarak rzgar gc younluunu ve yllk rzgar enerji potansiyelini daha salkl hesaplamak

mmkn olmaktadr. Yaplan almalar sonucunda meteoroloji istasyonlar iin hesaplanan

ortalama rzgar hzlar ile ortalama enerji younluklar kullanlarak, DM Genel Mdrl ve

EE tarafndan, Trkiyenin yeryznden 50 m ykseklik iin Trkiye Rzgar Atlas haritas

hazrlanmtr (Dndar ve ark.,2002).


41/105

27

ekil 2.14- Trkiye rzgar potansiyel dalm


42/105

28

2.7. Avrupa lkelerinde Rzgar Enerjisi Yatrmlarna Verilen Tevikler

1990l yllarn bandan itibaren yenilenebilir enerji kaynaklar ile ilgili btn dnyada

ciddi bir hareketlenme balamtr. zellikle Avrupa Birlii lkeleri bu konuda ba

ekmektedirler. Avrupa Birlii lkeleri, 2001/77/EC nolu direktifine gre, 2010 ylnda

tkettikleri enerjinin ortalama %22sini yenilenebilir enerji kaynaklarndan salayacaklarn

taahht etmilerdir. Trkiyede bu oran 2004 yl itibariyle %30,87dir (su + rzgar + jeotermal).

Dnyada son yllarda yenilenebilir enerji kaynaklarna ynelmenin birok hakl yan

vardr. Devletler srdrlebilir bir evre ynetimi ile enerji kaynaklarnda da bamll

nlemek ve kaynak eitlilii yapmak amac iin bu yolu semektedirler. Bu yzden, birok devlet

yenilenebilir enerji kaynaklarn desteklemek iin eitli tevikler gelitirmitir. Yenilenebilir

enerji kaynaklarna verilen tevikler, sektrn dier enerji kaynaklar ile rekabet edinceye kadar

kanlmazdr. Avrupa Birlii lkeleri, 2010 ylnda rettikleri enerjilerinin ortalama %22 orannda

yenilenebilir enerji kaynaklarndan salayacaklarn planlayarak en byk teviki bir anlamda

vermilerdir (Durak,2005).

2.7.1. Tevik trleri

lkeler yenilenebilir enerji kaynaklarna farkl tevikler vermektedirler. Bunlar mali,

vergi ve retim tevikleri olarak balk altnda toplanabilir.

2.7.1.1. Mali tevikler

Mali tevikler genellikle iki alt balkta toplanmaktadr.

1. Yatrm Tevikleri: Bu tevik trnde devlet toplam yatrm tutarna belli bir oranda katk da

bulunmaktadr. Bu oran %20 %40 arasnda deimektedir. Baz devletler belli kaynaklar iin bu

teviki vermektedirler.

2. Hkmet Destekli Kredi: Devlet veya uluslararas kurulular, yatrmlarn finanse edilmesi iin

bu tip projelere normal ticari kredilerden daha cazip krediler vermektedir. Almanyada Deutsche

Ausgleichsbank ve Commerzbank kredileri bu duruma rnek olarak verilebilir (Durak,2005).

2.7.1.2. Vergi tevikleri

Vergi teviklerini iki alt balkta toplamak mmkndr.

1. Vergi Muafiyetleri: Baz devletler 15 yl arasnda santralden elde edilen gelirden kurumlar

ve/veya gelir vergisi almamaktadr. Hollandada uygulanmaktadr.

2. Gmrk Muafiyetleri: Devletler, rzgar trbini, solar paneli gibi ekipman ithalat ve ihracatndan

dk oranda veya btn ile gmrk vergi muafiyeti getirmektedir. Danimarkada

uygulanmaktadr (Durak,2005).


43/105

29

2.7.1.3. retim tevikleri

retim teviklerini ise alt balkta toplamak mmkndr.

1. Yenilenebilir Portfy Standard: Bu tevik trnde elektrik datm irketleri, datmn

yaptklar elektriin belli bir yzdesini belirli bir zaman aralnda yenilenebilir enerji

kaynaklarndan karlamak zorundadr.

2. retilen Elektrie Tevik: Yenilenebilir kaynaklara verilen bir dier tevik tr de, retilen

elektriin birim fiyatna verilen tevik trdr.

3. Sabit Tarife Uygulamas: retilen elektrik iin belli bir zaman aralnda belli bir fiyat tarifesi

uygulanmaktadr. rnein, ilk 10 yl ve ikinci 10 yl olmak zere 2 farkl periyotta sabit fiyat

tarifesi uygulanmaktadr. Santral kredi borcu ve faizlerini geri dediinden ilk 10 yl daha yksek

tarife uygulanmaktadr. Yaygn olarak kullanlan bir tevik trdr (Durak,2005).

2.7.2. eitli avrupa birlii lkelerinde verilen tevikler

Daha ncede belirtildii gibi, lkeler farkl ekillerde tevik mekanizmalar

gelitirmilerdir. Avrupa Birlii lkeleri bata olmak zere, seilen baz lkeler ile ilgili bilgiler

aada verilmitir.

Almanya: 1991 ylnda karlan Yenilenebilir Enerji Kaynaklar Kanunu (Erneuerbare Energien

Gesetz, EEG) yenilenebilir enerji kaynaklarndan retilen elektriin alnmasn zorunlu hale

getirmitir. Almanya'da yrrlkte olan tevikler: Rzgar enerjisinden retilen elektiriin fiyat 9c/KWh, Deutsche Ausgleichsbank ve Kreditanstalt fr Wiederaufbau bankalarnn rzgar elektrik

santrallerine normal ticari kredilerden daha cazip imkanlarda finans temin etmesi, 5 y l ncesine

kadar toplam yatrm tutarnn %25ini gemeyecekekilde devlet sbvansesi. Alman Hkmeti

19951997 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 343,2 milyon EURO'luk Ar-Ge

harcamalar yapmtr

Avusturya: Biomass ve kk gl hidroelektrik santralleri ile ilgili baz tevikler verilmektedir.

Bu tevikler genellikle yerel ve merkezi idarelerin sbvansesi eklinde olmaktadr. Rzgar

enerjisinden kaynaklarndan retilen enerjiye 7,310,9 c/KWh arasnda deien tarife

uygulanmaktadr. 1997 ylnda kurulan yatrm fonu, ylda 6 milyon EURO yenilenebilir enerji

kaynaklarna sbvanse ayrmtr. Avusturya Hkmeti 19951998 yllar arasnda yenilenebilir

enerji kaynaklar iin 36 milyon EUROluk Ar-Ge harcamalar yapmtr.

Belika: 3 federal blgeye ayrlan (Flanders, Wallonia ve Brussels) Belika'da btn yenilenebilir

enerji yatrmlarnda %15'e kadar devlet yardm yaplmaktadr. Rzgar enerjisi projeleri iin ise,

7,68 c/KWh tarif uygulanmaktadr. Belika Hkmeti 19951997 yllar arasnda yenilenebilir

enerji kaynaklar iin 10,5 milyon EUROluk Ar-Ge harcamalar yapmtr.

Danimarka: zellikle rzgar trbini retim piyasasna hakim olan Danimarkal trbin reticileri,

dnya trbin retiminin %60n gerekletirmektedirler. Rzgar Gl "Windmill Law" yasasna

gre, Elektrik datm irketleri yenilenebilir enerji kullandklar takdirde 1,5 $c/KWh tevik


44/105

30

almaktadr. Datm irketleri kullandklar yenilenebilir enerji birim KWh iin 0,18 c/KWh genel

karbon vergisi iadesi almaktadr. Ulusal ebeke balants, rzgar santrali sahibi ile datm irketi

tarafndan ortak olarak ina edilmektedir. Rzgar trbini ihra kolaylklar, baz vergi muafiyetleri

yatrmclara salanmaktadr. Danimarka hkmeti ayrca 2005 ylna kadar tketilen enerjinin

%10luk ksmnn yenilenebilir enerji kaynaklarndan karlanacan planladndan her yl

100 MWlk bir kapasite artrm yapmaktadr. Danimarka Enerji Ajans 19951999 yllar

arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 36 milyon EUROluk yat rm sbvansesi ayrmtr.

Rzgar enerjisi projeleri iin ise, 5,76 c/KWh tarife uygulanmaktadr.

Finlandiya: Yenilenebilir enerji yatrmlarnda %30a kadar devlet yardm yaplmaktadr. 1998

ylnda bu amala 22 milyon EURO sbvanse edilmitir. Finlandiya Hkmeti, 19951998 yllar

arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 18 milyon EURO'luk Ar-Ge harcamalar yapmtr.

Fransa: Eole 2005 program erevesinde, rzgar enerjisi kurulu gc 2005 yl hedefi 500 MW,

2010 yl hedefi ise 10.000 MW olarak planlanmaktadr. Santralin iletildii ilk 5 yl elektrik sat

fiyat 8,38 c/KWh olarak belirlenmektedir. Bu rakamlar, kurulu gc 12 MW gemeyen

santralleri iin geerlidir. Ortalama tarife ise, 6 c/KWhtir. Yenilenebilir enerji santral

ekipmanlarndan toplam vergi tutarnn %25i alnmamaktadr.

Fransa Hkmeti, 19951999 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 30,5 milyon

EUROluk Ar-Ge harcamalar yapmtr.

Hollanda: 1996 ylnda karlan bir kanunla baz vergi tevikleri ve Yatrm indirimiverilmektedir. Yenilenebilir enerji, enerji vergisi'nden muaf tutulmaktadr. Rzgar enerjisi

projeleri iin 7,71 c/KWh tarife uygulanmaktadr.

ngiltere: Yenilenebilir enerji retimi, Non Fossil Fuel Obligation (NFFO) isimli devlet program

erevesinde yrtlmektedir. Buna gre, elektrik datm yapan irketler, tketicilere tedarik

ettikleri elektriin belirli bir miktarn yenilenebilir enerji kaynaklarndan salamakla

ykmldrler. ngiliz Hkmeti, 19951998 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin

40,4 milyon EUROluk Ar-Ge harcamalar yapmtr. Rzgar enerjisi projeleri iin, 47 c/KWh

tarife uygulanmaktadr.

rlanda: Rzgar enerjisi ve biomass projelerine toplam yatrm tutarnn %50ye kadar olan

devlet tarafndan sbvanse edilmektedir. Rzgar enerjisi projeleri iin, 4,70 c/KWh tarife

uygulanmaktadr.

spanya: Rzgar santrallerinden 5 yllk alm garantisi verilmekte ve 6,28 c/KWh fiyat tarifesi

veya alternatif olarak, havuz tarifesi art 0.029 c/KWh, olarak uygulanmaktadr. spanya

Hkmeti, 19941999 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklar iin 60 milyon EUROluk

Ar-Ge harcamalar yapmtr. 2010 yl kurulu rzgar santral kapasite hedefi 9.000 MWtr.

talya: Uzun dnem enerji sat anlamas yaplarak enerji alm garantisi verilmektedir. lk 8 yl

0.01 c/KWh, geri kalan mrde de 0.05 c/KWh devlet sbvansesi enerji sat anlamalarnda

yer almaktadr. talyada ayrca 488/92 sayl yasa ile yatrmlarn %40a kadar olan ksm devlet


45/105

31

veya yerel otoriteler tarafndan sbvanse edilebilmektedir. Rzgar enerjisi projeleri iin,

7,37 c/KWh tarife uygulanmaktadr. talya Hkmeti, 19951998 yllar arasnda yenilenebilir

enerji kaynaklan iin 160 milyon EUROluk Ar-Ge harcamalar yapmtr. 2010 yl kurulu rzgar

santral kapasite hedefi 3.000 MWtr.

Portekiz: Portekizde 19951999 yllar arasnda 159 milyon EUROluk kamu fonu sbvanse iin

ayrlmtr. Yenilenebilir enerji ekipmanlarndan %5 daha az KDV alnmaktadr. Portekiz

Hkmeti, 19951999 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 5,3 milyon EUROluk

Ar-Ge harcamalar yapmtr. Rzgar enerjisi projeleri iin tarife farkl aamada

uygulanmaktadr. Tam kapasite 2000 saate kadar 9,0 c/KWh, 20002600 saate kadar

2,0 c/KWhe kadar den tarife, 2600 tam kapasite saatten sonras iin 2 c/KWh sabit tarife.

Yunanistan: Rzgar santrallerinin toplam yatrm tutarnn %30a kadar devlet tarafndan

sbvanse edilmektedir. Rzgar enerjisi projeleri iin, 6,10 c/KWh tarife uygulanmaktadr.

Yunanistan hkmeti, 19941999 yllar arasnda yenilenebilir enerji kaynaklan iin 20 milyon

EURO'luk Ar-Ge harcamalar yapmtr.

Trkiye: lkemiz enerji piyasas ve mevzuatu anda bir gei dnemi ierisindedir. Halihazrda,

enerji sektrne reel sektr yatrmlarnda tevik arac olan yatrm indirimi teviki

uygulanmaktadr. Sektrn oluabilmesi iin bu yasal dzenlemeleri beklemek gerekmektedir.

Bunlar mevcut teviklerden olan yatrm indirimine katma deer vergisi muafiyetinin de

eklenmesi, Yenilenebilir enerji ile alan elektrik santrallerinde kullanlan ekipmanlara GmrkMuafiyetleri, olarak saylabilir. lkemiz, 19951999 yllan arasnda yenilenebilir enerji kaynaklar

iin 0,15 milyon EURO'luk Ar-Ge harcamalar yapmtr. Rzgar enerjisi projeleri iin tarife iki

farkl aamada uygulanmaktadr (YD projelerinde) ilk 10 yl 67 c/KWh; Son 10 yl

35 c/KWhtir.

Sonu olarak lkeler ok deiik tevik mekanizmalar gelitirmitir. lkemizde konu ile

ilgili yatrm indirimi tevik mekanizmas mevcuttur. Bununla beraber, yakn bir gelecekte

lkemizde de yenilenebilir enerji kaynaklarna yukarda saylan tevik mekanizmalarn da hayata

geirilecei yksek bir olaslktr. Kamu finansman ve sbvanse olanaklarnn kstl olduu

lkemizde, devletin yatrma dorudan destei yerine dier tevik mekanizmalarn altrmak

gerekmektedir. Bunlara rnek olarak, aada verilen tevik mekanizmalar zerinde dnlmesi

gerekmektedir.

Yenilenebilir Portfy Standard: Bu tevik trnde, blgesel elektrik datm yapan firmalar iin

yaplacak dzenlemelerde datm yaplan elektriin belli bir yzdesinin yenilenebilir enerji

kaynaklarndan karlanmas gerektii konusunda yasal dzenlemeler yaplabilir.

retilen Elektrie Tevik: Yenilenebilir enerji kaynaklarndan retilen enerjiye havuz veya normal

tarifeden daha yksek bir tarife verilebilir.

Vergi Tevikleri: Yenilenebilir enerji kaynaklan ile alan elektrik santrallerinden santral kredi

borcunu deyene kadar eitli vergi muafiyetleri ve istisnalar uygulanabilir.


46/105

32

Gmrk Muafiyetleri: Rzgar trbini ve yenilenebilir santral ekipman ihracnda gmrk ve vergi

muafiyetleri verilebilir.

Dier Tevikler: Orman Bakanl'na ait arazilerde kurulacak olan tesisler iin alnan tesis

bedelinin %5'ten %1 'e indirilmesi, veyahut ta demenin yllara yaylmas verilebilir (Durak,2005).


47/105

33

3. RZGAR ENERJS METODOLOJS

3.1. Rzgardaki Enerji

Rzgar enerjisi potansiyelinin belirlenmesi iin temel veriler rzgarn hz ve esme saat

saysdr. Bu veriler kullanlarak bir yreye ait potansiyel enerji deerini ortaya koymak

olanakldr. Bunun iin, rzgar potansiyelini tanmlayan kinetik enerjinin hesaplanmas gerekir.

Havann bir arl ve hz olmas nedeniyle bir kinetik enerjisi vardr.

Rzgar trbinleri ile ilgili ilk teori 1926 ylnda Gttingen Institute'de Dr. Albert BETZ

tarafndan ortaya atlmtr. Bu teoremde, Betz rzgar rotorunun ideal olduu varsaylr. Dier bir

ifade ile rotor, havaya kar srklenme direnci gstermeyen sonsuz sayda kanattan olumaktadr.

Bu ekilde, rzgar rotorunun mkemmel bir enerji dntrcs olduu varsaylmtr. Bu teoriye

gre; Rzgar hareket halindeki hava olup sahip olduu kinetik enerji u ekildedir:

2

2

1rhk VmE = 3.1

Burada;

Ek : Rzgardaki kinetik enerji (J)

Vr : lm yksekliindeki rzgar hz (m/s)

mh: Havann ktlesi (kg)

Havann ktlesi (mh) aadaki forml ile belirlenir:

hhh Vm = 3.2

Burada;

h: Havann younluu (kg/m3)

Vh: Hava hacmi (m3)

Hava hacmi (Vh):

tsvV rh = 3.3

forml ile hesaplanr. Burada;

vr: lm yksekliindeki rzgar hz (m/s)

s: Rotor sprme alan (m2)

t: lm zamann (s)


48/105

34

Bylece, (3.3) bants (3.2) bantsnda yerine konularak, kinetik enerji eitliinde gerekli

dzenlemeler yaplacak olursa, Rzgar enerjisi (Er ) Joule cinsinden u bant ile tanmlanm

olur;

tvsE rhr =3

2

1 3.4

Bu eitlikte t = l alnacak olursa, Birim zamandaki enerji yani, rzgarn anlk gc (Pr);

32

1rhr vsP = 3.5

olur, burada;

Pr: Rzgarn anlk gcdr (W)

Deiik rzgar hzlarna sahip yrelerin rzgar g ve enerjilerini karlatrmak

amacyla, rzgar g ve enerji younluu teriminden yararlanlr. Buna gre (3.5) eitlii

dzenlenecek olursa; Py, lm yksekliindeki g younluu (W/m2) u ekilde olur:

3

2

1rh

ry vs

PP == 3.6

Bu sonuca gre enerji younluunu (Ey) bulacak olursak;

fvfPs

fPE rhyry ===

3

2

1 3.7

Burada;

Ey: Enerji younluu (Wh/m2.yl)

s: Rotor sprme alann (m2)

f: Yllk esme saat saysn (h/yl) gstermektedir.

Rzgar, kinetik enerjisi nedeniyle doal bir potansiyele sahiptir. Bunun bilinen fiziksel

konular ve teknolojik imkanlar sayesinde yararl enerjiye evrilen miktarna Rzgar enerjisi

teknik potansiyeli denir.


49/105

35

Bu durumda trbinin gc;

( )232221 vvvsP rT = 3.8

Froude- Rankie teoreminden ortalama trbin iindeki rzgar hz,

( ) 2/32 vvv r += 3.9

olarak hesaplanr. Trbin gc (3.8) formlnde v2 yerine yazlrsa,

( )232322

1vv

vvsP r

rT

+= 3.10

veya;

+=

233 11

2

1

2

1

rrT

v

v

v

vsP 3.11

Burada (3.5) denklemi (3.11) denkleminde yazlrsa;

+=

233 11

2

1

rrrT

v

v

v

vPP 3.12

elde edilir. Burada g faktr Cp = PT/Pr ve yavalatma faktr n = V3/Vr olarak tanmlanrsa

(3.12) denklemi;


50/105

36

( )

( )211

2

1nnC

p+= 3.13

Halini alr. Bu denklemde maksimum g faktr Cp'yi bulmak iin yavalatma faktr nin trevi

alnp sfra eitlenirse,

( ) 012

1 32 =+= nnnd

dC

d

d

n

p

n

3.14

1,

3

121 == nn

Bulunur. Yavalatma faktrnn deiimi ekil 3.1 'de verilmitir.

ekil 3.l - Yavalatma faktr deiimi (www.windpower.org)

Yavalatma faktr n, hibir zaman negatif deer olamayacandan 1/3 alnr ve (3.13)

denkleminde yerine konursa;

+=

9

11

3

11

2

1maxp

C

5926,0max

=pC

Serbest pervaneden alnacak maksimum verim olarak bulunur. Yani bir rzgar trbiniyle, rzgarn

tm enerjisinden faydalanmak imkanszdr. Rzgar; rzgar trbininden, rzgardan aldmz enerji


51/105

37

lsnde yavalam olarak kar. Eer rzgardaki tm enerjiyi alabilseydik, rzgarn trbinden

durgun halde kmas gerekirdi. Fakat bu durumda da trbine rzgarn dier taraftan girmesi

engellenir ve hi enerji elde edilmezdi. ada rzgar trbinleri iin Cp deeri yaklak olarak

0,350,40tr. Bunun nedeni hava direnci, rotorun oluturduu trblans ve aktarma organlar ile

elektrik sistemi gibi noktalardaki kayplardr. Rzgar trbinlerinde oluan gc g faktrn de

katarak yeniden tanmlarsak, sonu aadaki gibi olur.

3

2

1rph vsCP = 3.15

Eer (3.15) formlnde; ph Ck = 2

1seilirse, g forml aadaki gibi olur.

3rvskP = 3.16

Burada k; Rzgar trbininin tipine gre 0,1 ile 0,3 arasnda deien bir katsaydr. deal bir rzgar

trbini iin k katsaysnn deeri 0,37dir. Bu durumda ise gelen rzgarn kinetik enerjisinin

%59,3 geri kazanlr (Polat,2000; en,2003; Jaramillo and Borja,2004).

3.2. G Kayplar

Optimal bir rzgar trbini pervanesinden alnabilecek g en fazla:

3

2

1rBetzpp vsCP = 3.17

32

2

15926,0 rp vRP =

olabilir. Fakat uygulamada bu deere ulalamaz nk bunun nedenleri kayplardr. Pervanedeki

bu kayplar ana balk altnda toplanrlar.

3.2.1. Profil kayplar

hmal edilen diren kuvvetlerinden kaynaklanrlar. Hesaplamalarda,

rr

A

VnR

VV

==30 3.18

W

A

C

C= 3.19

AAofil = 1)( ,Pr 3.20

le dikkate alnr. Burada;

A: dizayn devirlilik says

V: evresel hz


52/105

38

: kayma says

CA: kaldrma kuvveti katsays

CW: diren kuvveti katsaysdr.

3.2.2. U kayplar

Kanat ucunda, profil alt ksmndan profil st ksmna doru hava akm oluur. Kanat

ularndaki bu akm ile kanada gelen hava akm st ste binerek, gittike genileyen girdap

olutururlar. Hesaplamalarda bu kayp;

= AAu

ZZ 84,11),( 3.21

ile dikkate alnr. Burada kanat says (Z) ile gsterilir.

3.2.3. Girdap kayplar

Betz Kriterine gre rzgar hz, pervane dzlemi ncesi ve sonrasnda dorultusunu

deitirmez. Halbuki, kanada arpan hava ktlesi, kanat sonrasnda dorultusunu deitirir ve

girdap oluturur. Girdap kayplar Schmitz tarafndan verilen CpschmitzA, a erisi yardmyla

hesaba katlr. Cpschmitz-A, a erisi ekil 3.2 verilmitir. Sonuta, bir rzgar trbini pervanesinin

gerek g faktr;

),(),()( Pr AuAofilASchmitzpGerekp ZCC = 3.22

Bants ile bulunur (Polat,2000; en,2003; Jaramillo ve Borja,2004).

ekil 3.2 CPschmitz- A, a erisi


53/105

39

3.3. Rayleigh Dalm Fonksiyonu

Rzgarn belli bir periyotta deiimi ve dalm, enerji retimi deerlendirmeleri iin ok

nemlidir. Trbin tasarmclar; trbin iyiletirmesinde ve maliyetler

Documents

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA BİR