22-RÜZGAR ENERJİ HESABINDA KAYIPLAR VE BELİRSİZLİKLER

Ülkemiz ciddi bir rüzgar enerjisi kaynağına sahiptir. Rüzgar kaynak belirleme değerlendirmelerinin yapıldığı fizibilite çalışmalarında belirsizlikleri dikkate alarak sahanın yaşam döngüsü analizi çerçevesinde enerji üretiminin kestirilmesi, yapılacak yatırımların başarısı açısından çok önemlidir. Gerek birincil enerji gerekse de elektrik enerjisi açısından ülkemizdeki talep sürekli olarak artmaktadır. Bu artış, ülkemiz için beraberinde dışa bağımlılığı da getirmektedir. Birincil enerjide bu değer %70’leri aşarken, elektrik enerjisi üretiminde %60’lar seviyesindedir. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde güneş ve bunun bir türevi olan rüzgar enerjisi ülkemiz için ön plana çıkmaktadır. Bu enerjinin en optimum bir şekilde kullanılması için de rüzgar kaynak belirleme çalışmaları, kurulacak rüzgar santralinin planlanması ve ekonomik fizibilite açısından çok önemli olmaktadır. Rüzgardan elde edilen enerji hesaplamaları stokastik prensiplere göreolup, istatistiksel analizleri içerir.

Belirsizlik analizleri de bunun bir parçasıdır. Bu belirsizliklerin geliştirilecek her saha için ayrı ayrı belirlenmesi ve hesaplanması gerekmektedir. Belirsizlikler, rüzgar çiftliklerinde üretilebilecek tahmini yıllık enerji miktarları bakımından aşma olasılıkları olarak belirtilirler. Çünkü, finans kuruluşları bu tür enerji yatırımlarına kredi verirken, tahmini üretim değerlerindeki hata marjlarının en küçük değerlerde olmasını isterler. Pek çok uygulamada üretim değerinin, projedeki olabilecek tüm belirsizlikler dikkate alındığında, %90 olasılıkla elde edilmesi veya geçmesi beklenmektedir. Bu değer istatistikte P90 olarak belirtilir.

Ölçüm direği, buna monte edilen sensörler ve bunların yerleşim yerleri ile tüm kullanılan cihazların kalibrasyonlarının belirsizliklerini içerir. Bu değerin enerji üretimi belirsizlik değerine dönüşümü için hassasiyet faktörünün bilinmesi gerekir. Çünkü, rüzgar hızı ve enerji üretimi arasında doğrusal bir ilişki mevcut değildir. Rüzgar kaynağı belirsizliğinin bileşenlerinden biri kullanılan ölçüm cihazlarının hassasiyetidir. Bunların kaliteli olması, doğrudan sonuçların da daha az belirsizliğe sahip olmasına neden olur. Bu tür belirsizlik %1-6 arasındadır.

Rüzgar hızı ölçüm cihazlarının, kalibrasyonlarında belirsizlik değerleri yüksek olabilmektedir. Bu nedenle MEASNET rüzgar hızı ölçüm cihazlarının kalibrasyonlarında, ölçülen değerin referans hıza göre değişiminin en fazla % 0.5 olmasına izin vermektedir. Cihazların ölçüm direğine montaj durumları da belirsizliğe etki yapmaktadır. Bu bozucu etkinin en aza indirilmesi için cihazların ölçüm direğinden belli uzaklıklarda olması gerekir. Bu durumda belirsizlik %0.5 değerini geçmemektedir. Rüzgarın uzun süreli veriler kullanılarak tahmini de belirsizliğe yol açan başka bir husustur. Gerçek saha ile referans saha ölçüm değerleri arasındaki korelasyon belirsizliği determinasyon katsayısı (R2) ile ilişkilendirilerek kaynaklarda verilmektedir.

Bir rüzgar çiftliği fizibilite çalışması yapılırken belirsizliklerin çok doğru tespit edilmesi hayati öneme sahiptir. Dolayısıyla rüzgar ölçüm ekipmanları ile sistemlerinin kaliteli olmasının getirdiği maliyet artışı yapılacak yatırım maliyeti düşünüldüğünde çok küçüktür. Bu nedenle en iyi kalite rüzgar ölçüm cihazlarının kullanılması ve bunların çok doğru bir şekilde kalibre edilmeleri gereklidir. Türbin lokasyonları ile ölçüm yapılan direğin arasındaki mesafenin çok olmaması gereklidir. Bu mesafeler topoğrafyanın düz veya engebeli, kompleks olmasına göre değişmektedir. Literatürdeki kaynaklar bu mesafelerin en fazla 2-6 km arasında olması gerektiğini belirtmektedirler. Belirsizliklerin uygun değerlerde tutulabilmesi için seçilen akış modellerinin de uygun olması gereklidir. Yine literatürdeki kaynaklar düz topoğrafyalar için doğrusal modelleri önerirken, engebeli, kompleks topoğrafyalar için hesaplamalı akışkanlar dinamiği modellerinin kullanımını önermektedirler.

KAYNAKÇA: Prof. Dr. Barış Özerdem , 4. İzmir Rüzgâr Sempozyumu // 28-30 Eylül 2017 // İzmir, RÜZGAR ENERJİSİ KAYNAĞI VE BELİRSİZLİK