Sakarya-Esentepe yöresi rüzgar enerjisi potansiyelinin yeni bir yaklaşımla belirlenmesi

Bu çalışmada; rüzgar enerjisi potansiyelinin istatistiksel olarak incelenmesi ve rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretim imkanları araştırılmıştır. Bu amaçla; Sakarya-Esentepe bölgesinde kurulan rüzgar ölçüm istasyonunda 30 m ve 10 m'de yapılan ölçümlerden elde edilen veriler değerlendirilerek, bölgenin rüzgar enerjisi potansiyeli belirlenmiştir. Rüzgar enerjisi potansiyelinin istatistiksel olarak incelenmesinde, Weibull dağılımı kullanılmıştır. Bu amaçla sayısal çözümleme için, MATLAB programı geliştirilmiştir. Weibull parametrelerinin tahminlenmesinde En Yüksek Olabilirlik Yöntemi ile Grafik Metot yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca istatistiksel analizde JMP, WAsP ve WindPRO yazılımları da kullanılmıştır. Bölgede, uygun türbin yerinin tespiti, uygun türbin tipinin belirlenmesi ve üretilebilecek enerji miktarının hesaplanabilmesi için rüzgar elektrik santral analizi yapılmıştır. Bu analiz için bölgenin 3 boyutlu sayısal haritası yapılmıştır.WindPRO programı ile yapılan istatistiksel analizde; 30 m'lik yükseklik için Weibull dağılımına göre yapılan analizde; yıllık ortalama rüzgar hızı 4,55 m/s, aylık ortalama en yüksek rüzgar hızını Ocak ayında, en düşük rüzgar hızı Ekim ayında gerçekleştiği bulunmuştur. Mevsimsel en yüksek ortalama rüzgar hızının kış mevsimde, en düşüğü ise yaz mevsiminde olduğu bulunmuştur. Yıllık Weibull parametreleri k ve c değerleri sırasıyla; 1,81 ve 5,12 m/s olarak hesaplanmıştır. Yıllık ortalama güç yoğunluğu değeri 121,01 W/m2 olarak bulunmuştur. Aylık en yüksek güç yoğunluğu değeri Ocak ayında, en düşük değeri ise Ekim ayında gerçekleşmiştir. Bölgede hakim rüzgar yönünün kuzey olduğu belirlenmiştir. Bulunan sonuçlar, ölçülen gerçek değerlere çok yakın olduğu görülmüştür.Bölgenin rüzgar elektrik santral analizi yapılarak; enerji üretim sahası olarak, Tahtalık, Semercik ve Çakırlıgeçit Tepe ve civarlarının en uygun yer olduğu, nominal gücü 2,5 MW, hub yüksekliği 160 m ve rotor çapı 100 m olan Fuhrlander FL 2500 RT'nin ise en uygun türbin modeli olduğu belirlenmiştir. Bu türbinin kullanılması durumunda kurulu gücü 15 MW olan 6 adet rüzgar türbini için rüzgar çiftliğinin yıllık toplam enerji üretim miktarı 26658 MWh ve kapasite faktörü değeri % 20,3 olarak hesaplanarak bulunmuştur.Belirlenen türbin tipi ve kurulu gücü için RES ekonomik analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda, birim enerji üretim maliyetinin yıllara göre değişimi belirlenmiştir. Yatırımın geri dönüş süresi 15 yıl 3 ay olarak bulunmuştur.