Rüzgar santralleri ve enerji sistemlerine bağlantılarının incelenmesi

Abstract

Rüzgar enerjisinin kullanımı son yıllarda çok hızlı bir artış göstermiştir. Bir çok ülke rüzgar enerjisinin kullanımı teşvik etmek için programlar başlatmıştır. Türkiye'de de, yapılan kanuni değişikliklerden sonra, rüzgar enerjisi ile ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Birçok özel kuruluş Türkiye'nin çeşitli bölgelerinde fizibilite çalışmaları yapmaya başlamıştır. Rüzgar enerjisi santrallerinin diğer enerji santrallerine göre avantajları hammadde ihtiyacının olmaması, diğer enerji santrallerine oranla daha hızlı kurulması, temiz bir enerji kaynağı olması ve enerjide dışa bağımlılığı azaltmasıdır. Ancak bu avantajlarının yanında bazı dezavantajları da vardır. Gürültü, arazi kullanımı ve rüzgarın sürekliliğin olmaması rüzgar enerjisi santrallerin dezavantajları arasında sayılabilir. Rüzgar enerjisi santralleri kurulurken, rüzgar enerjisini etkileyen faktörler göz önünde tutulmalıdır. Bu faktörler ? Yeryüzünün engebeliliği, ? Rüzgar engelleri, ? Park etkisi, ? Tünel etkisi, ? Tepe etkisi olarak sıralanabilir. Yeryüzünün engebeliliği, rüzgar engelleri ve park etkisi rüzgar enerjisini olumsuz yönde etkilerken tünel ve tepe etkisi rüzgar enerjisini olumlu yönde etkiler. Rüzgar enerjisi santralleri, şebekeye bağlantısında frekans çeviricilerine ihtiyaç duyarlar. Frekans çeviricileri, generatörün değişken frekans ve gerilimini şebeke frekans ve gerilimine ayarlamak için kullanılmaktadır. vıı Rüzgar enerjisi santrallerinin şebekeye bağlantısı ? kısa devre gücünde değişimlere, ? gerilim dalgalanmalarına, ? gerilim simetrisizliğine, ? harmoniklere neden olur. Ayrıca şebeke bağlantısında rüzgar enerjisi santrallerinin yerleşimi göz önünde tutulmalıdır. Çünkü, rüzgar enerjisi santralinin çıkış davranışları hakim rüzgar yönüne, rüzgar hızına ve türbinlerin yerleşimine bağlıdır. Bu nedenle rüzgar enerjisi santralinin kurulması düşünülen bölgede en az bir yıl boyunca ölçümler alınmalıdır. Hakim rüzgar yönü ve ortalama hız verilerine göre türbin yerleşimi yapılmalıdır. Türkiye'de özellikle Marmara ve Ege bölgesinde rüzgar enerjisi ile ilgili ölçümler yapılmaktadır. Bu ölçümler hem Devlet Meteoroloji İşleri hem de özel kuruluşlar tarafından yapılmaktadır. Bu ölçümlere göre rüzgar enerjisi santrallerinin kurulacağı en iyi bölgeler Alaçatı, Gökçeada, Datça, Bozcaada ve İntepe'dir. Bu bölgelerden sadece Alaçatı'ya 7,2 MW'lik bir santral kurulmuştur. Türkiye diğer bir alternatif enerji kaynağı olan güneş enerjisi bakımından da zengindir. Fakat, güneş enerjisinin veriminin düşük olması ve çok geniş alanlara ihtiyaç duyması nedeniyle ekonomik değildir. B,u bakımdan rüzgar enerjisi günümüz koşullarında Türkiye için ideal alternatif enerji kaynaklarından biridir.The usage of wind energy has increased in last few years. Many countries have set programs to encourage the usage of wind energy. The work on wind energy has speed up after making law amendments in Turkey. Consequently, many private companies have started doing feasibility studies. The main advantages of wind energy plants over other type power plants are; there is no need for raw materials, setting up of wind energy plants take shorter than other type of power plants, it does not cause environmental pollution and lastly, reduces the dependency on international energy sources. Although wind energy usage has above advantages, it has some disadvantages too. Requiring large amount of land to be set up, causing noise pollution when working and depending on continuous wind are some of these disadvantages. The factors, which effect wind energy, must be taken into consideration when setting up wind energy stations. These factors are:. Roughness of the terrain. Wind obstacles. Park effect. Hül effect. Tunnel effect While roughness of the terrain, wind obstacles and park effect have a negative effect on the wind energy, hill effect and tunnel effect have a positive effect on it. Wind energy plants require frequency converter on connecting grid. Frequency converters are used to regulate generator's variable frequency and voltage to grid's variable frequency and voltage. IX The connection of wind energy plants to grid lead to:. Changes in short-circuit power. Voltage fluctuation. Voltage asymmetry. Harmonics When connecting to grid the position of wind energy plants must be taken into consideration because the output behaviour of the wind energy plants is depended on the prevailing wind direction, speed of the wind and the way turbines are positioned. Therefore, measurement must be taken at least for a year in the proposed area for setting up wind energy station. Turbines must be placed according to outcome of prevailing wind direction and average wind speed. There are some measurement taking processes has been going on in some parts of Turkey, especially in Marmara and Ege regions. These measurements are taken both by State Meteorology Department and by private organisations. According to these measurements the best regions that, wind energy plants can be set up on, are Alaçatı, Gökçeada, Datça, Bozcaada and İntepe. A wind energy plants was set up on only one of these regions, in Alaçatı, which has power of 7,2 MW. Turkey has very good potential for an alternative energy source, solar power, but because of requiring very large amount of land and low output percentage of power, using solar power is not economical. Therefore, in the current circumstances, wind energy is one of the ideal alternative energy resources for Turkey.