Rüzgar enerjisi tanımı,Türkiye'de rüzgar,Türbin tasarımı ve maliyet analizi...

1. RÜZGAR ENERJİSİ

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. 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. • 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. 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. • 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. • Fransa ve İngiltere’de yel değirmenlerinin kullanılmaya başlaması 12. yüzyılda olmuştur.

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. • 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. • 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. Avrupa Ülkelerindeki Rüzgar Enerjisi Kurulu Gücü(MW)

12. • Rüzgar türbinlerinin ve teknolojisinin geliştirilmesinde AR-GE
çalışmalarının büyük etkisi olmuştur.
Bahreyn Ticaret Merkezi

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. • 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.
Bazı Avrupa Ülkelerinin Rüzgar Kurulu Gücü Kapasiteleri(1994 Verileri)

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. • 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. • 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. • 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. • 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.
Yıllara Göre Rüzgar Türbini Enerji Kapasitesi

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. Türkiye’deki Kurulu İşletmeler(2010 verileri)

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. • 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. • 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. RÜZGAR TÜRBİNİ ELEMANLARI

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. 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. Boru Kuleler
Genellikle yeni tesislerin
çoğunda boru çelik kuleler
kullanılmaktadır. Bu kuleler 10
– 20 m uzunluğundaki borusal
parçaların birleştirilmesiyle
oluşturulmaktadır.

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. 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. 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. 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. 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. 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. Endüksiyon Jeneratör
Rüzgar türbinlerinin bir çoğu
endüksiyon jeneratörleriyle
donatılmıştır. Yapı olarak basit ve
dayanıklıdırlar ve değişken çalışma
koşulları altında yüksek verim
Endüksiyon jeneratör
sunarlar.
Senkron Jeneratör
Senkron jeneratörde rotor ve
manyetik alan aynı hızda döner.
Senkron jeneratör

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. 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. 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. 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. • 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. 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. W=0.15 s-1
Mmin=72,75 kNm
• 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

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. W=1,084 s-1
Mmax=6604,2 kNm
ÇEVRİM HESABI
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. • 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. MALİYET
HESABI ÖRNEĞİ

47. • Enerji maliyeti hesabında sabit yıllık sermaye masrafı metodu
kullanılmıştır.
• Bunun için bazı değerlerin kabul edilmesi gerekmektedir.Kabul
edilen değerler;

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. Yatırım Maliyeti (Id);
Id =Birim Tesisi Bedeli x Baz Alınan Güç
1$=1,89 TL baz alınmıştır.

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. • 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. Harcama Planı Tablosu

53. İnşaat Süresince Faiz Yükü (T(t));
• 2006 yılı için;
• 2007 yılı için;
• 2008 yılı için;
İnşaatın bitiminde toplam yatırım bedeli lk ;

54. Harcama Planı Tablosu

55. Sabit Yıllık Sermaye Masrafı (Ck);
Yıllık Üretilen Enerji Miktarı (E);

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. Birim Elektrik Enerjisi Maliyeti ( g ) (TL / kWh , $ / kWh );

58. • Şebeke Yük Faktörlerinin Birim Enerji Maliyetine Etkisi

59. RÜZGAR ENERJİSİ İLE MUDANYA’DAKİ
BİR EVİN ELEKTRİK İHTİYACININ
KARŞILANMASI

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. 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. 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. • Mudanya’ya ait aylık ortalama rüzgar hız dağılım grafiği(2007
verilerine göre);

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. • Orta düzeyde bir evin saatlik bazda bir günlük yaklaşık enerji tüketim
değerleri her bir tüketim aracının gerçek güç değerleri

66. • Ele alınan rüzgar türbinleri ve her bir türbininin olası rüzgar hız
değerlerine karşılık ürettiği güçler;

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. 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. • 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. Birim Maliyetler Tablosu

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. • 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. 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. 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. 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. 500 kW RÜZGAR TÜRBİN
TASARIM ÖRNEĞİ

79. 500 kW RÜZGAR TÜRBİNİ TEKNİK ÖZELLİKLERİ

80. 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!