Year 2019, Volume , Issue 15, Pages 315 - 326 2019-03-31

İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi

Kadir Doğanşahin [1] , Ahmet Furkan Uslu [2] , Bedri Kekezoğlu [3]

44 158

Rüzgar enerjisi elektrik enerjisi üretiminde tercih edilen en önemli yenilenebilir enerji kaynaklarındandır. Sürdürülebilir, ekonomik ve çevre dostu bir enerji kaynağı olması yönüyle öne çıkmaktadır. Diğer taraftan rüzgar hızının değişken olması, kontrol edilememesi ve başka bir yere aktarılamaması rüzgar enerjisi ile elektrik üretiminde çeşitli zorluklara ve belirsizliklere neden olmaktadır. Bu zorlukların ve belirsizliklerin aşılabilmesi amacıyla rassal bir değişken olan rüzgar hızının olasılık dağılımları ile modellenmesi yoluna gidilmiştir. Literatürde yapılan çalışmaların geneli ve çeşitli uluslararası standartlar, rüzgar hızının istatistiksel analizlerinde Weibull dağılımının uygunluğu noktasında birleşmektedir. Bu çalışmada faaliyette olan bir rüzgar enerji santrali üzerinden alınan rüzgar hızı ve çıkış gücü verileri analiz edilmiştir. Mevcut verilere en uygun Weibull dağılımının elde edilebilmesi amacıyla olasılık yoğunluk fonksiyonu değişkenleri, farklı matematiksel yöntemler kullanılarak elde edilmeye çalışılmıştır. Her bir yöntem ile elde edilen Weibull dağılımları çeşitli istatistiksel hata analizleri üzerinden değerlendirilerek, elde edilen sonuçların karşılaştırması yapılmıştır. Çalışmanın son bölümünde rüzgar hızı verilerinin karma Weibull dağılımı oluşturulmuş ve basit Weibull dağılımları için gerçekleştirilen hata analizleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, karma Weibull dağılımının, iki bileşenli basit Weibull dağılımlarına göre daha yüksek doğrulukla olduğunu kanıtlamıştır. Son olarak, tüm olasılık dağılımları üzerinden rüzgar enerjisi ile üretilebilecek elektrik enerjisi potansiyeli hesaplanmış ve santralden alınan gerçek veriler ile karşılaştırılmıştır. Ulaşılan sonuçlar, karma Weibull dağılımının enerji potansiyeli hesaplamalarında da daha başarılı olduğunu kanıtlamıştır.

Rüzgar Hızı, Weibull, Karma Olasılık Dağılım, Kapasite Faktörü
  • “BP Energy Outlook 2018 Edition”, BP, 2018
  • “World Energy Investment 2018”, IEA, 2018
  • Şenel, M. C., Koç, E., “Dünyada ve Türkiye’de Rüzgâr Enerjisi Durumu-Genel Değerlendirme,” (2015), Mühendis ve Makina, 56.663, 46-56.
  • Carta, Jose A., Penelope Ramirez, and Sergio Velazquez. "A review of wind speed probability distributions used in wind energy analysis: Case studies in the Canary Islands." (2009), Renewable and sustainable energy reviews, 13.5, 933-955.
  • Chadee, Jason C., and Chandrabhan Sharma. "Wind speed distributions: a new catalogue of defined models." (2001), Wind Engineering, 25.6, 319-337.
  • Wais, P., A review of Weibull functions in wind sector (2017) Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70, pp. 1099-1107.
  • Wang, J., Huang, X., Li, Q., Ma, X., Comparison of seven methods for determining the optimal statistical distribution parameters: A case study of wind energy assessment in the large-scale wind farms of China, (2018), Energy, 164, pp. 432-448.
  • Li, H., Zhang, F., “Summary on wind speed distribution and its parameter estimation.” 2014, Advanced Materials Research, 986-987, pp. 689-693.
  • Kestane, Ö., ve Ülgen, K., "Techno-economic analysis of wind power plants: A case study of Milas-Turkey." (2017), Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy 12.12, 1088-1100.
  • Carta, J. A., ve P. Ramirez. "Analysis of two-component mixture Weibull statistics for estimation of wind speed distributions." (2007), Renewable Energy 32.3, 518-531.
  • Şahin, A. D., “Türkiye rüzgarlarının alan-zaman modellemesi”, 2001, Doktora Tezi.
  • Manwell, James F., Jon G. McGowan, ve Anthony L. Rogers. Wind energy explained: theory, design and application. John Wiley & Sons, 2010.
  • Tuller, Stanton E., and Arthur C. Brett. "The characteristics of wind velocity that favor the fitting of a Weibull distribution in wind speed analysis." Journal of Climate and Applied Meteorology 23.1 (1984): 124-134.
  • International Electrotechnical Commission. "IEC61400-12: Wind turbine generator systems-Part 12: Wind turbine power performance testing." (1998).
  • Akdağ, Seyit A., ve Ali Dinler. "A new method to estimate Weibull parameters for wind energy applications." (2009), Energy conversion and management 50.7, 1761-1766.
  • Genc, Asir, et al. "Estimation of wind power potential using Weibull distribution." (2005), Energy Sources 27.9, 809-822.
  • Açıkgöz, İ., “Sonlu karma dağılımlarda parametre tahmini”, 2007, Doktora Tezi
  • Çetin, N. S., Çelik, H., ve Başaran, K., “Rüzgar Türbinlerinde Kapasite Faktörü ve Türbin Sınıfı İlişkisi”, 6th International Advanced Technologies Symposium, 16 – 18 Mayıs, 2011
  • E.K. Akpınar, ve S.Akpınar, “An assessment on seasonal analysis of wind energy characteristics and wind turbine characteristics.” (2005), Energy Conversion and Management, vol. 46, 1848-1867.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Makaleler
Authors

Orcid: 0000-0002-6763-058X
Author: Kadir Doğanşahin (Primary Author)
Institution: ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-4560-9568
Author: Ahmet Furkan Uslu
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-1202-913X
Author: Bedri Kekezoğlu
Institution: Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Fakültesi Elektrik Mühendisliği Bölümü
Country: Turkey


Dates

Publication Date: March 31, 2019

Bibtex @research article { ejosat505723, journal = {Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi}, issn = {}, eissn = {2148-2683}, address = {Osman SAĞDIÇ}, year = {2019}, volume = {}, pages = {315 - 326}, doi = {10.31590/ejosat.505723}, title = {İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi}, key = {cite}, author = {Doğanşahin, Kadir and Uslu, Ahmet Furkan and Kekezoğlu, Bedri} }
APA Doğanşahin, K , Uslu, A , Kekezoğlu, B . (2019). İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (15), 315-326. DOI: 10.31590/ejosat.505723
MLA Doğanşahin, K , Uslu, A , Kekezoğlu, B . "İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019): 315-326 <http://dergipark.org.tr/ejosat/issue/43603/505723>
Chicago Doğanşahin, K , Uslu, A , Kekezoğlu, B . "İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (2019): 315-326
RIS TY - JOUR T1 - İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi AU - Kadir Doğanşahin , Ahmet Furkan Uslu , Bedri Kekezoğlu Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.31590/ejosat.505723 DO - 10.31590/ejosat.505723 T2 - Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 315 EP - 326 VL - IS - 15 SN - -2148-2683 M3 - doi: 10.31590/ejosat.505723 UR - https://doi.org/10.31590/ejosat.505723 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 European Journal of Science and Technology İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi %A Kadir Doğanşahin , Ahmet Furkan Uslu , Bedri Kekezoğlu %T İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi %D 2019 %J Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi %P -2148-2683 %V %N 15 %R doi: 10.31590/ejosat.505723 %U 10.31590/ejosat.505723
ISNAD Doğanşahin, Kadir , Uslu, Ahmet Furkan , Kekezoğlu, Bedri . "İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi". Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi / 15 (March 2019): 315-326. https://doi.org/10.31590/ejosat.505723
AMA Doğanşahin K , Uslu A , Kekezoğlu B . İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (15): 315-326.
Vancouver Doğanşahin K , Uslu A , Kekezoğlu B . İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019; (15): 326-315.