Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Rüzgar enerjisi

1,364 views

Published on

  • Be the first to comment

Rüzgar enerjisi

  1. 1. RÜZGAR ENERJİSİ
  2. 2. • RÜZGAR ENERJİSİ NEDİR? • RÜZGAR ENERJİSİ TARİHÇESİ • DÜNYA’DA VE TÜRKİYE’DE RÜZGAR • RÜZGAR VE ÇEVRE • YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI • ENERJİ, GÜÇ BAĞINTILARI VE ÇEVRİM HESABI
  3. 3. RÜZGAR ENERJİSİ NEDİR? • Rüzgar enerjisi kaynağı güneş olan, atmosferde bolca ve serbest olarak bulunan güvenli ve sürekli bir kaynaktır. Yeryüzündeki farklı güneş radyasyonu dağılımının neden olduğu basınç ve sıcaklık farklılıkları rüzgarı yaratmaktadır. Rüzgar, yüksek basınç alanından alçak basınç alanına yer değiştiren havanın, dünya yüzeyine göre bağıl olarak yaptığı harekettir.
  4. 4. • Deniz meltemleri daha güçlü olduğundan (3-8 m/s) rüzgar enerjisi kaynağı olarak kullanılabilirler. Kara meltemleri ise daha düşük hızlıdırlar (2-4 m/s). • Atmosferin rüzgarı oluşturan brüt kinetik gücü 0.191x1012 kW kadardır. Dünyanın 50° kuzey ve güney enlemleri arasında rüzgar enerjisinin potansiyeli 3x109 kW olmasına karşın, ekonomik ve fiziksel planlama limitlerinden ötürü 1x109 kW kapasitesinin kullanılabileceği hesaplanmıştır. Dünya çapında rüzgar enerjisi teknik potansiyeli 26.000 TWh/yıl olarak tahmin edilmektedir.
  5. 5. RÜZGAR ENERJİSİ TARİHÇESİ • Temiz ve tükenmez enerji kaynaklarından rüzgar enerjisinin kullanımı M.Ö. 2800 yıllarında Orta Doğu ’da başlamıştır. • M.Ö. 17. yüzyılda Babil Kralı Hammurabi döneminde Mezopotamya’da sulama amacıyla kullanılan rüzgâr enerjisinin, aynı dönemde Çin’de de kullanıldığı belirtilmektedir. • Rüzgâr enerjisinin M.Ö. 5000’li yıllarda, Nil nehrinde kayıkları hareket ettirmek için de kullanıldığı bilinmektedir.
  6. 6. • Yel değirmenleri ise, ilk olarak İskenderiye yakınlarında kurulmuştur. • Türklerin ve İranlıların ilk yel değirmenlerini M.S. 7. yüzyılda kullanmaya başlamalarına karşın, Avrupalılar yel değirmenlerini ilk olarak Haçlı Seferleri sırasında görmüşlerdir.
  7. 7. • Fransa ve İngiltere’de yel değirmenlerinin kullanılmaya başlaması 12. yüzyılda olmuştur.
  8. 8. DÜNYA’DA VE TÜRKİYE’DE RÜZGAR • 1980 sonrasındaki gelişmelerle Avrupa’da ve ABD’de rüzgar santralleri enerji, ekonomi ve çevre açısından çağdaş mühendislik ürünleri haline gelmişlerdir. • 1999 başı verilerine göre, dünya rüzgar enerjisi kurulu gücü 9.839 MW’a ulaşmıştır.
  9. 9. • 1982-1992 döneminde Kaliforniya’da yaklaşık 15.000 rüzgar türbini kurulmuştur. • 1993 yılında buradaki çiftliklerden 3 milyar kWh elektrik üretilmiş ve bununla Kaliforniya’nın elektrik tüketiminin %1.2’si karşılanmıştır.
  10. 10. • Dünya’nın en büyük rüzgar çiftliği ise ABD’de bulunan 270 MW gücündeki Altamount Pass Rüzgar Tesisi’dir. 8160 hektar alan kaplayan bu çiftlikte 3500 adet 100 kW’lık ve 40 adet 300-405 kW’lık türbin bulunmaktadır. • 1999 başı verilerine göre dünya kurulu gücü yaklaşık 9839 MW ‘tır. Bunun 2035 MW’ı ABD’de, 6469 MW’ı Avrupa’da 968 MW’ı Hindistan’da ve 367 MW’ı dünyanın diğer alanlarındadır. Altamount Pass Rüzgar Çiftliği
  11. 11. Avrupa Ülkelerindeki Rüzgar Enerjisi Kurulu Gücü(MW)
  12. 12. • Rüzgar türbinlerinin ve teknolojisinin geliştirilmesinde AR-GE çalışmalarının büyük etkisi olmuştur. Bahreyn Ticaret Merkezi
  13. 13. • Bu tasarım şekli rüzgar gücünü ortalama olarak %30 oranında arttırmış ve aynı zamanda bina, rüzgarı merkeze yönlendirerek,rüzgarın türbinlere dik bir açıyla çarpmasını sağlar ki bu da rüzgar verimliliğini arttıran önemli bir özelliktir.
  14. 14. Bazı Avrupa Ülkelerinin Rüzgar Kurulu Gücü Kapasiteleri(1994 Verileri) • Enerji Ajansı ile Hollanda Ulusal Laboratuarı, Avrupa rüzgar türbinlerinin standartlaştırılması için 1994 yılında bir çalışma başlatmış olup, Almanya, Danimarka, İngiltere, İspanya ve İsveç de bu projeye katılmıştır.
  15. 15. • Türkiye’de rüzgar enerjisi ile ilgili yapılan ilk çalışmalar 1960’larda Ankara Üniversitesi, 1970’lerde Ege Üniversitesi, daha sonraki yıllarda ODTÜ ve İTÜ kapsamında sürdürülmüş olup, bugün daha çok üniversiteye yayılmış durumdadır. Son dönemlerde TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (MAM) bünyesinde de bazı çalışmalar yapılmıştır. Çeşme RES,Mare A.Ş.(49x800 kW=39,2 MW)
  16. 16. • Üç yıllık rüzgar hızı ortalamalarına göre, Kocadağ (8.5 m/s) ile en yüksek ortalama rüzgar hızına sahiptir. Bunu sırasıyla Gökçeada (6.8 m/s), Akhisar (6.78 m/s) ve Belen (6.5 m/s) izlemektedir. Kocadağ için yıllık rüzgar gücü yoğunluğu 1995 yılında 775 W/m2’dir. Bu değerler Gökçeada, Akhisar ve Belen için; sırasıyla 457, 450 ve 343 W/m2’dir. Alaçatı RES(12x 600 kW=7,2 MW)
  17. 17. • Türkiye rüzgar enerjisi potansiyelinin belirlenmesi ve rüzgar atlası ile rüzgar haritaları oluşturulması için Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü (DMİ) tarafından yapılan bir çalışmanın da kullanılabilir sonuçları alınmıştır. Çizelge :Ortalama Rüzgar Enerji Yoğunluğu ve Rüzgar Hızları
  18. 18. • Türkiye Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası (REPA)’nda yer seviyesinden 50 metre yükseklikteki rüzgâr potansiyelleri incelendiğinde Ege, Marmara ve Doğu Akdeniz bölgelerinin yüksek potansiyele sahip olduğu görülmektedir. 7 m/s ’den büyük rüzgâr hızları göz önüne alınarak Türkiye rüzgâr enerjisi potansiyeli 47.849 MW olarak belirlenmiştir. Türkiye İçin Ortalama Yıllık Rüzgar Dağılımı
  19. 19. Yıllara Göre Rüzgar Türbini Enerji Kapasitesi • Türkiye’de şebekeye bağlı rüzgâr enerjisi ile elektrik üretimi 1998 yılında başlamış ve özellikle 2005 yılından itibaren özellikle 5346 sayılı Yenilenebilir Elektrik Kanunun çıkmasından sonra kurulu güç ve enerji üretiminde her yıl yüzde yüzün üzerinde artış göstererek kısmen veya tamamen işletmede olan 39 adet rüzgâr santrali ile 2010 yılı sonunda 1329 MW ’a, 2011 Mayıs ayı itibariyle ise mevcut santrallerdeki kapasite artırımları ve eklenen üç yeni santralle 1405,95 MW’a ulaşmıştır.
  20. 20. • Marmara Bölgesi’nde Balıkesir, İstanbul, Çanakkale, Ege Bölgesi’nde İzmir, Manisa, Doğu Akdeniz çevresinde Hatay rüzgâr santrallerinin yoğun olarak yer aldığı illerdir. Rüzgâr santrallerinin yoğun olarak kurulduğu iller REPA’da gösterilen potansiyelle uyum göstermektedir. İllere Göre Rüzgar Enerji Kapasitesi
  21. 21. Türkiye’deki Kurulu İşletmeler(2010 verileri)
  22. 22. RÜZGAR VE ÇEVRE • Fosil esaslı enerji kaynakları sera gazlarının (CO2 , SO2 ve NO2 ) oluşumuna sebebiyet verirler. Atmosferdeki CO2 oranı sanayi çağı öncesine göre şimdiden %25 artmış ve 2050 yılında iki katına çıkacağı tahmin edilmektedir.Günümüzde CO2 emisyonunun yaklaşık 6 milyar ton olduğu söylenmektedir. Enerji Üretim Sistemlerinin Çevresel Etkileri Açısından Kıyaslanması
  23. 23. • Avrupa Birliği (AB) 2020 yılına kadar hedef olarak toplam sera gazı miktarını %20 azaltacağını ifade etmektedir. 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. Enerji Üretim Metodlarının Kaynak Elde Edilebilirliği,Maliyet ve Ömür Açısından Kıyaslanması
  24. 24. • 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'u yok olacaktır. Kişi Başına CO2 Emisyonlarının Ülkelere Göre Dağılımı (ton CO2/kişi/yıl)
  25. 25. RÜZGAR TÜRBİNİ ELEMANLARI
  26. 26. KULE Kule bir rüzgar türbinin kanatlarının ve döner tablasının istenilen yüksekliğe çıkarılmasını sağlar. Kule malzemesi, genelde çelik veya betondur. Modern rüzgar türbinleri, halka enine kesitli kulelere sahiptir. Modern rüzgar türbinlerinde kullanılan kule tipleri; kafes, boru ve gergi kulelerdir.
  27. 27. Kafes Kuleler Kafes kuleler, elektrik şebekelerinin iletim kulelerine benzerler. Kafes kulelerde aynı tip boru kulelerdekinin yarısı kadar malzeme kullanılır. Bu yüzden hem hafif hem de ucuzdurlar. Bu kulelerin ayakları şekilde görüldüğü gibi geniş bir alana yayılır.
  28. 28. Boru Kuleler Genellikle yeni tesislerin çoğunda boru çelik kuleler kullanılmaktadır. Bu kuleler 10 – 20 m uzunluğundaki borusal parçaların birleştirilmesiyle oluşturulmaktadır.
  29. 29. Gergi Tip Kule Küçük sistemler için gergili çelik direkler kullanılmaktadır. Türbinin kısmen gergi telleriyle desteklenmesi ağırlığın, dolayısıyla maliyetin oldukça düşmesini sağlar. Genelde birbirine eşit mesafeli ve 45 derece eğim açısına sahip 4 adet halat kuleye destek verir.
  30. 30. TÜRBİN PERVANESİ Modern rüzgar türbinlerinde kanatlarının hemen hemen tamamı, cam elyafı ile güçlendirilmiş polyester veya epoksi gibi, cam elyafı ile plastikten üretilirler. Çelikten üretilen kanatların eğilmeye dayanımı çok iyidir. Fakat, yorulma dayanımları korozyon sorunu yaratmaktadır. Alüminyum kanatlar, çeliğe göre daha hafiftir, yorulma dayanımları daha iyidir ve korozyona daha dayanıklıdır. Alüminyum malzemenin zayıf noktaları; kabuk şeklindeki malzemenin burkulması, imalat tekniğinin zorluğu ve pahalı olmasıdır.
  31. 31. ROTOR Rotora iki veya üç kanat bağlıdır. Üç kanatlı rotor sürekli üretim sağlar ve sessiz çalışır, ancak fiyatı yüksektir. 500 KW ile 3MW arasındaki türbinler için rotor çapı (D) 40-80 m olmaktadır. Rotor genellikle kulenin önünde yer alır ve türbin önünde rüzgar doğrultusuna göre ayarlanabilmesi için elektrikli yönlendirici bulunur. Rotorun kulenin arkasında kalması halinde kulenin yarattığı türbülans türbin verimini düşürmektedir.
  32. 32. ŞAFT Düşük hız şaftı: Rotoru dişli kutusuna bağlar. Dakikada 30 ile 60 tur dönmektedir. Yüksek hız şaftı: dişli kutusunda arttırılan hızı jeneratöre iletir. Yaklaşık 1500 d/dak hız ile dönmektedir. Şaft malzemesi olarak, dövme ve yüksek alaşımlı çelik kullanılır.
  33. 33. DİŞLİ KUTUSU Dişli kutusu bir rüzgar türbininin aktarma sisteminin önemli bir bileşenidir. Normal bir rüzgar türbin pervanesinin hızı 30 – 50 d/dak iken bir jeneratörün optimum hızı 1000 – 1500 d/dak civarındadır. Bu yüzden dönme hızının jeneratörün hız gereksinimlerine göre ayarlanabilmesi için iletim hattında güç aktarma sisteminin bulunması gerekir.
  34. 34. JENERATÖR Küçük rüzgar türbinlerinde birkaç watt’tan kilowatt seviyelerine kadar değişen kapasitelerde DC jeneratörler kullanılmaktadır. Daha büyük sistemlerde tek yada üç fazlı AC jeneratörler kullanılır. Bu jeneratörler endüksiyon (asenkron) ya senkron jeneratörler olabilirler.
  35. 35. Endüksiyon Jeneratör Rüzgar türbinlerinin bir çoğu endüksiyon jeneratörleriyle donatılmıştır. Yapı olarak basit ve dayanıklıdırlar ve değişken çalışma koşulları altında yüksek verim sunarlar. Senkron Jeneratör Senkron jeneratörde rotor ve manyetik alan aynı hızda döner. Endüksiyon jeneratör Senkron jeneratör
  36. 36. YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI • Yenilenebilir enerji, "doğanın kendi evrimi içinde, bir sonraki gün aynen mevcut olabilen enerji kaynağı" olarak tanımlanabilir. Fosil yakıtları esas alan enerji kullanımı; yakıt konusunda dışa bağımlılık, yüksek ithalat giderleri ve çevre sorunları gibi önemli olumsuzlukların yanında, dünya fosil yakıt rezervlerinin hızla tükenmesi yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini arttırmaktadır. Biyokütle Enerjisi • Biyokütle enerji teknolojisi kapsamında; odun (enerji ormanları, ağaç artıkları), yağlı tohum bitkileri (ayçiçek, kolza, soya v.b), karbonhidrat bitkileri (patates, buğday, mısır, pancar, v.b), elyaf bitkileri (keten, kenaf, kenevir, sorgum,vb.), bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk v.b), hayvansal atıklar ile şehirsel ve endüstriyel atıklar değerlendirilmektedir. • Biyoyakıtlara örnek olarak biyogaz,biyometanol ve biyodizel örnek olarak verilebilir.
  37. 37. Rüzgar Enerjisi • Tüm yenilenebilir enerjiler ve hatta fosil yakıtlar enerjilerini güneşten almaktadır.Güneşten dünyaya her saat 174.423.000.000.000 kilowatsaat enerji gelir. Bir başka ifadeyle, dünya güneşten her saatte 1.74x1014 W güç alır. Güneşten gelen bu enerjinin yaklaşık % 1-2’lik kısmı rüzgar enerjisine dönüştürülür.
  38. 38. Güneş Enerjisi • Güneş ve çevresinde dolanan gezegenlerden oluşan güneş sistemi dünya için, temel bir enerji kaynağıdır. Özellikle, dünyada yaşayan canlılar için vazgeçilmez bir kaynaktır. Bugün kullanılan çeşitli enerji kaynaklarının büyük kısmı, güneşin sebep olduğu olaylar sonucu ortaya çıkar. Günlük güneş enerjisi ile dünya aydınlatılabilmekte; yağışlar ile su döngüsü sağlanabilmekte ve en önemlisi de, fotosentez ile canlı yaşam sürdürülebilmektedir.
  39. 39. ENERJİ VE GÜÇ BAĞINTILARI • Rüzgar türbininin performansına; 1)Rüzgar Hızı, 2)Rüzgar Çarklarının Çapına Bağlı Olarak Süpürme Alanı etki eder. • Rüzgâr gücü mümkün rüzgâr enerjisinin bir ölçümüdür. Rüzgâr, gücü rüzgâr hızının kübünün bir fonksiyonudur. Eğer rüzgâr hızı iki misline çıkarsa rüzgârdaki enerji sekiz faktörü ile artar (23). Bunun anlamı şudur; rüzgâr hızındaki küçük değişiklikler rüzgâr enerjisinde büyük değişikliklere neden olurlar. Örneğin; 12.6 m/s hızındaki bir rüzgâr ile üretilebilecek enerji miktarı, 10 m/s hızındaki bir rüzgârdan üretilebilecek enerjinin yaklaşık iki katıdır. (103 = 1000, 12.63 = 2000)
  40. 40. • Power = 0.5×Cp×ρ ×A×V3 (Watt) Burada ; • P = Güç Çıkışı (watt) • Cp = Maksimum Güç Katsayısı (0.25 – 0.45 arasında değişir, boyutsuzdur ve teorik olarak maksimum = 0.59) • Havanın Yoğunluğu (Deniz seviyesinde 1.22 kg/metre3) • A = Rotorun Süpürdüğü Alan (m2); , D:m biriminde rotorun çapı, π = 3.1416) • V = Rüzgar Hızı (m/s) Çıkan sonucu 0,00136 ile çarparsak beygir gücüne çevirmiş oluruz. (1Watt=0,00136 beygir gücü)
  41. 41. Güç Katsayısı→ Moment Katsayısı → ; (Nm) (Nm) • Öncelikle rüzgarın minimum hızla estiği zaman elde edilecek minimum güç ve moment değerleri hesaplanırsa; CP=0,25 kabul edilir. ρ=1,22kg/m3 D=46,1 m V=3,5 m/s
  42. 42. • Rüzgarın nominal hızla estiği zaman dilimi için aynı değerler hesaplanırsa; CP=0,35 kabul edilir. ρ=1,22kg/m3 D=46,1 m V=14 m/s W=0.15 s-1 Mmin=72,75 kNm
  43. 43. W=0,6 s-1 Mnom=1629,7 kNm • Rüzgarın maksimum hızla estiği zaman dilimi için aynı değerler hesaplanırsa; CP=0,45 kabul edilir. ρ=1,22kg/m3 D=46,1 m V=25 m/s
  44. 44. W=1,084 s-1 ÇEVRİM HESABI Mmax=6604,2 kNm 500 kW gücünde rüzgar türbini için seçtiğimiz dişli kutusunun çevrim oranı 1:53,199’dur.Seçtiğimiz jeneratörün dakikadaki devir sayısı ise 1515 rpm’dir. denkleminde verilenler yerine konulursa; ise n1=28,47 rpm rotorun dakikadaki dönme sayısı hesaplanmış olur.
  45. 45. • Burada yapılan hesaplamalar teorik olup rüzgar hızı arttıkça türbinden elde edilen gücün de arttığı görülmektedir. Ama gerçekte güç rüzgar hızının 12 m/s olduğu değere kadar artmaktadır. Rüzgar hızı bu değerden daha fazla olsa da türbinden elde edilen güç değişmemektedir. Eğer rüzgar hızı türbinin çalışma aralığının(3,5-25 m/s) dışına çıkarsa türbin otomatik olarak devreden çıkar.Bu hesaplamalarda bulunan değerler türbin verimini %100 olarak kabul edilerek elde edilmiştir.Kayıplar ihmal edilmiştir.
  46. 46. MALİYET HESABI ÖRNEĞİ
  47. 47. • Enerji maliyeti hesabında sabit yıllık sermaye masrafı metodu kullanılmıştır. • Bunun için bazı değerlerin kabul edilmesi gerekmektedir.Kabul edilen değerler;
  48. 48. Birim Tesis Bedeli Eğrisi (Cs); • RES için birim tesis bedeli eğrisi çizilir ve gelişen teknolojiye göre sürekli güncellenmelidir.Dünyadaki örneklerden yararlanılarak bu eğri elde edilmiştir.
  49. 49. Yatırım Maliyeti (Id); Id =Birim Tesisi Bedeli x Baz Alınan Güç 1$=1,89 TL baz alınmıştır.
  50. 50. İnşaat Süresince Eskalasyon Yükü ( Ye(t)); • Harcama planı ilk yıl için %30 , ikinci yıl için %50 ve üçüncü yıl için % 20 kabul edilmiştir. • İnşaat süresince eskalasyon yükü hesaplanarak yüksek enflasyon nedeniyle inşaat,tesisat,araç ve gereç fiyatlarındaki artışlar devam eden işlerin birim fiyatlarını güncel konuma getirilir. • Ülkemizde 1959’dan beri eskalasyon kararnameleri çıkarılmaktadır. Eskalasyon;fiyat farkı;enflasyon nedeniyle artan fiyatlar için belirlenen birim artış katsayısıdır.
  51. 51. • 3 yıllık eskalasyonsuz harcama planı; 2006 yılı için; Y(t)=940595 x 0.30=282178.5$ 2007 yılı için; Y(t)=940595 x 0.50=470297.5$ 2008 yılı için; Y(t)=940595 x 0.20=188119$ • Gerekli olan eskale edilmiş olan harcama planı; 2006 yılı için; 2007 yılı için; 2008 yılı için;
  52. 52. Harcama Planı Tablosu
  53. 53. İnşaat Süresince Faiz Yükü (T(t)); • 2006 yılı için; • 2007 yılı için; • 2008 yılı için; İnşaatın bitiminde toplam yatırım bedeli lk ;
  54. 54. Harcama Planı Tablosu
  55. 55. Sabit Yıllık Sermaye Masrafı (Ck); Yıllık Üretilen Enerji Miktarı (E);
  56. 56. Birim Yatırım Maliyeti (gk) (TL / kWh , $ / kWh); Birim İşletme ve Birim Maliyeti (gm) ( TL / kWh , $ / kWh); • Toplam yıllık işletme ve bakım masrafı rüzgar sistemlerinde başlangıç maliyetinin %2 ‘sidir ve şöyle hesaplanır;
  57. 57. Birim Elektrik Enerjisi Maliyeti ( g ) (TL / kWh , $ / kWh );
  58. 58. • Şebeke Yük Faktörlerinin Birim Enerji Maliyetine Etkisi
  59. 59. RÜZGAR ENERJİSİ İLE MUDANYA’DAKİ BİR EVİN ELEKTRİK İHTİYACININ KARŞILANMASI
  60. 60. • 2007-2008 yılına ait rüzgar hız verileri bilinen Mudanya’da bir ev için altı farklı rüzgar türbini konfigürasyonu incelenmiş olup,evin günlük enerji kullanımı belirlenerek, enerjinin sürekliliği bataryalar ile sağlanacak şekilde modellenip, MATLAB ’da bir program geliştirilmiştir.Her bir rüzgar türbini için sürekli enerji sağlayacak olan batarya sayısı hesaplanıp maliyet analizine son verilecektir.
  61. 61. Bir yerin ya da bir yerleşim bölgesinin enerji ihtiyacının karşılanması planlanan durumlarda, o noktaya rüzgar türbini inşa etmeden önce bölgenin; • Rüzgar enerjisi potansiyelinin belirlenmesi gerekmektedir. • Rüzgar enerjisi potansiyeli ve enerji ihtiyacına göre uygun güçteki rüzgar türbini seçilmelidir. • Seçilen rüzgar türbininin fiyatı, kurulum masrafları ve diğer masraflar göz önünde bulundurularak üretilen enerji ile ilgili ekonomiklik analizi yapılır.
  62. 62. MUDANYA İÇİN VERİLERİN İNCELENMESİ • Meteoroloji İstasyonu’na ait verilere göre 10 m’de ölçülmüş saatlik bazda veriler alınmıştır ve bunlar Hellman denklemi kullanılarak 50 m yükseklikteki değerler dönüştürülmüştür. • Mudanya ‘nın yıllık ortalama rüzgar hız değeri 4.18 m/s ‘dir. • Yıllık güç yoğunluğu değeri ise 220 W/m2 ‘dir. α = 0.3 olup coğrafi şartlara bağlıdır.
  63. 63. • Mudanya’ya ait aylık ortalama rüzgar hız dağılım grafiği(2007 verilerine göre);
  64. 64. RÜZGAR GÜÇ ÜRETİM SİSTEMİ • Sistem elemanları temel olarak rüzgar türbini ve bataryadır. 12 V 100Ah kurşun asit batarya grubu kullanılmış ve ömrü 10 yıl olarak belirtilmiştir.
  65. 65. • Orta düzeyde bir evin saatlik bazda bir günlük yaklaşık enerji tüketim değerleri her bir tüketim aracının gerçek güç değerleri
  66. 66. • Ele alınan rüzgar türbinleri ve her bir türbininin olası rüzgar hız değerlerine karşılık ürettiği güçler;
  67. 67. • Mudanya’nın saatlik ortalama rüzgar hız verileri, türbin güç verisi ve enerji talebi karşılanacak olan evin saatlik bazda enerji tüketim verileri esas alınarak farklı rüzgar türbinleri için optimum batarya sayılarını ve bu durumda üretilen enerjinin birim maliyetini hesaplamak üzere MATLAB’ da bir program yazılmıştır.
  68. 68. VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ • Günlük enerji ihtiyacı yaklaşık olarak belirlenmiş Mudanya ‘da bir evin enerji talebinin kesintisiz ve sürekli olarak sadece rüzgar enerjisinden karşılanması durumunda kurulacak olan rüzgar güç üretim sisteminin üreteceği enerjinin 20 senelik sürede oluşan birim maliyeti hesaplanacaktır bunun yanında böyle bir sistemde zorunlu olarak kullanılacak olan bataryanın optimum sayısı hesaplanacaktır. • Program 6 farklı rüzgar türbini için ayrı ayrı derlenmiş ve her bir rüzgar türbinin oluşturduğu rüzgar güç üretim sistemi için optimum batarya sayıları hesaplanmıştır.
  69. 69. • Kullanılan batarya 12 V 100Ah olmakla beraber firmanın sayfasından elde edilen bilgiye göre ömrü 10 yıl ve birim fiyatı 140$’dır. • Üretilen enerjinin birim maliyeti için en başta;  Türbin maliyeti,  Kurulum maliyeti(türbin maliyetinin %35’i),  Türbinin yıllık bakım ve sigorta maliyeti(türbin maliyeti ve kurulum maliyetinin toplamının %12.69’u)  Batarya maliyetleridir. • Her bir rüzgar güç üretim sisteminde rol oynayan masraflar ve üretilen enerjinin birim maliyetleri tablosu ise;
  70. 70. Birim Maliyetler Tablosu
  71. 71. • 2.5kW’lık Proven 2.5 rüzgar türbini evin ihtiyacı olan enerjiyi en düşük fiyat olan 0.57$/kWh’de üretecektir. • 0.57$/kWh’lık fiyat enerji birim fiyatları arasında en düşük değer olmasına rağmen elektriğin şebekeden geliş fiyatının maksimum değeri olan 0.32$/kWh’ın yaklaşık iki katı kadar daha pahalıdır.Çizelgede evlerde kullanılan elektriğin birim fiyatları gösterilmeltedir.
  72. 72. • Rüzgar türbinine göre elektrik enerjisi birim fiyatlarına göre 0.6 kW-2.5 kW arasında düşüş eğilimi gösterirken,2.5 kW’nın üzerindeki güç değerlerinde ise artmıştır.
  73. 73. SONUÇLAR • Bir evin elektrik ihtiyacının sadece rüzgardan karşılanması rüzgarın süreksizliğinden dolayı mümkün değildir. • Bu çalışmada ele alınan rüzgar batarya hibrit sistemi bu problemin üstesinden gelmek ve sürekli enerji sağlamak için kullanılmıştır. Fakat, ele alınan bölgenin rüzgar potansiyeli düşük olduğundan dolayı bu hibrit sistem ekonomik değildir. • 2.5kW’lık Proven 2.5 rüzgar türbini evin ihtiyacı olan enerjiyi en düşük fiyat olan 0.57$/kWh’de üretmektedir. • 0.57$/kWh’lık fiyat enerji birim fiyatları arasında en düşük değer olmasına rağmen, elektriğin şebekeden geliş fiyatının maksimum değeri olan 0.32$/kWh’ın yaklaşık iki katı kadar daha pahalıdır.
  74. 74. 500 kW ve Altı Rüzgar Türbini Kurulumu İçin Hukuki Mevzuat Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üreten gerçek ve tüzel kişiler; ihtiyaçlarının üzerinde ürettikleri elektrik enerjisini dağıtım sistemine vermeleri halinde, I sayılı Cetveldeki fiyatlardan on yıl süre ile faydalanabilir.
  75. 75. Dağıtım sistemine verilen elektrik enerjisinin perakende satış lisansının ilgili dağıtım şirketi tarafından satın alınması zorunludur. İlgili şirketlerin bu madde gereğince satın aldıkları elektrik enerjisi, söz konusu dağıtım şirketlerce YEK Destekleme Mekanizması kapsamında üretilmiş ve sisteme verilmiş kabul edilir.
  76. 76. 500 kW RÜZGAR TÜRBİN TASARIM ÖRNEĞİ
  77. 77. 500 kW RÜZGAR TÜRBİNİ TEKNİK ÖZELLİKLERİ
  78. 78. TÜRKWATT GÜNEŞ VE RÜZGAR ENERJİ SİSTEMLERİ ve ZİRAAT FAKÜLTESİ ÖĞRETİM GÖREVLİSİ SN.DOÇ.DR.ALİ VARDAR ve özellikle yardımlarını esirgemeyen değerli hocamız SN.YRD.DOÇ.DR.FATİHKARPAT TEŞEKKÜR EDERİZ!

×