Kuzey Atlantik Salınımının Çanakkale Rüzgâr Enerji Potansiyeline Etkisinin İncelenmesi

Year 2020, Issue: 20, 374 - 380, 31.12.2020

Zeliha Semerci Bahtiyar Efe

https://doi.org/10.31590/ejosat.787768

Abstract

Atmosferimizi etkileyen en büyük desenlerden birisi Kuzey Atlantik Salınımı (KAS)’dır. KAS etki ettiği geniş coğrafyalar içerisinde sıcaklık, basınç, yağış vb. atmosferik değişkenleri etkiler. KAS ayrıca, etki ettiği coğrafyalar içerisinde rüzgâr ve rüzgâr enerjisi potansiyelini de etkilemektedir. Bu çalışmada Türkiye’nin en yüksek rüzgâr enerjisi potansiyeline sahip Çanakkale ilinin rüzgâr enerji potansiyeline KAS’ın etkisi incelenmiştir. Çalışmada Çanakkale meteoroloji istasyonuna ait 10 m.’de ölçülen veriler WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) programı aracılığıyla incelenmiştir. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)’dan alınan aylık KAS endeks verileri, mevsimsel hale getirilmiştir. Hâkim rüzgâr yönü, hâkim rüzgâr yönündeki veri yüzdesi, ortalama rüzgâr şiddeti, Weibull k parametresi ve yıllık enerji üretimi değerleri, mevsimlere ve KAS fazlarına göre sınıflandırılmıştır. Yapılan değerlendirme sonucunda; KAS rüzgâr enerji potansiyeline etkisinin de diğer meteorolojik parametrelerde olduğu gibi mevsimsel olarak değiştiği görülmektedir. Kış mevsiminde KAS endeksinin pozitif fazı hâkim iken ortalama rüzgâr ve yıllık üretim değeri tarafsız ve negatif faza göre düşüktür. Kış mevsiminde rüzgâr enerji potansiyeli için tarafsız ve negatif faz arasında belirgin bir değişim söz konusu değildir. İlkbahar mevsiminde ise KAS endeksinin negatif fazı hâkim iken ortalama rüzgâr ve yıllık üretim değerinde belirgin düşüş söz konusudur. İlkbahar Mevsiminde KAS endeksinin pozitif fazı hâkim iken ortalama rüzgâr hızında ve yıllık üretim değerinde artış söz konusudur lakin artış miktarı endeksin negatif fazına dayalı düşüş kadar yüksek değildir. İndeksin pozitif fazında üretilen enerji negatif fazında üretilen enerjiye göre daha fazladır. KAS’ın etkisi yaz mevsiminde ülkemiz için asgari düzeydedir, bu durum rüzgâr enerjisinde de kendisini göstermektedir. Yaz mevsimi için KAS endeksinin negatif ve pozitif olduğu iki durumda da ortalama rüzgâr ve yıllık üretim değeri nötr durumdan fazladır. Nihayetinde KAS endeksinin yaz mevsiminde rüzgâr enerjisine etkisi azdır. Sonbahar mevsiminde KAS endeksinin pozitif olduğu durumda yıllık üretim miktarı azami düzeyde, negatif sonbaharlar için yıllık üretim miktarı nötr faza göre düşüktür. Sonbahar mevsimi için KAS endeksinin pozitif, nötr ve negatif fazlarında üretim miktarında pozitiften negatife doğru belirgin bir azalma söz konusudur.

Keywords

Kuzey Atlantik Salınımı, Rüzgar Enerjisi, Weibull, WAsP, Çanakkale

Investigation of the Effect of North Atlantic Oscillation on Wind Energy Potential of Çanakkale

Abstract

One of the biggest patterns affecting our atmosphere is the North Atlantic Oscillation (NAO). NAO affects atmospheric variables such as temperature, pressure, precipitation etc. within the wide geographies it affects. NAO also affects the wind and wind energy potential within the geographies it affects. In this study, impact of NAO on wind energy potential of Çanakkale, the city that has highest wind energy potential of Turkey is investigated. In the study, the data of Çanakkale meteorology station measured at 10 meters was examined through the WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) program. Monthly NAO index data from NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) has been seasonalized. Dominant wind direction, data percentage in the dominant wind direction, average wind speed, Weibull k parameter and annual energy production values are classified according to seasons and NAO phases. As a result; it is seen that the effect of NAO on wind energy potential changes seasonally as in other meteorological parameters. While the positive phase of the NAO index prevails in winter, the average wind and annual production value is lower than the neutral and negative phase. There is no significant change between neutral and negative phases for wind energy potential in winter. In the spring season, while the negative phase of the NAO index is dominant, there is a significant decrease in the average wind speed and annual energy production value. While the positive phase of the NAO index prevails in the spring season, there is an increase in the average wind speed and annual production value, but the amount of increase is not as high as the decrease based on the negative phase of the index. The effect of NAO is minimal for our country in the summer season, and this also shows itself in wind energy. In both cases where the NAO index for the summer season is negative and positive, the average wind and annual production value is higher than the neutral situation. Ultimately, the NAO index has a slight effect on wind energy in summer. In case the NAO index is positive in autumn, the annual production amount is at maximum level, and for negative autumn, the annual production amount is lower than the neutral phase. There is a significant decrease in the production amount from positive to negative in the positive, neutral and negative phases of the NAO index for the autumn season.

Keywords

North Atlantic Oscillation, Wind Energy, Weibull, WAsP, Çanakkale

References

• Brayshaw, D. J., Troccoli, A., Fordham, R., Methven, J. (2011) The impact of large scale atmospheric circulation patterns on wind power generation and its potential predictability for UK. Renewable Energy, 36(8), 2087-2096.
• Efe, B., Mentes, S., Unal, Y., Tan, E.,Unal, E., Ozdemir, E.T., Barutçu, B., Onol, B. & Topcu, S. (2012). 72 hr forecast of wind power in Manisa, Turkey by using the WRF model coupled to WindSim. Proceedings of the International conference on renewable energy research and applications (ICRERA ’12) 2012, pp. 1-6.
• Efe, B., Lupo, A. R., and Deniz. A. (2019). The Relationship Between Atmospheric Blocking and Precipitation Changes in Turkey between 1977 – 2016. Theoretical and Applied Climatology, 138(3), 1573 – 1590.
• Efe, B., Lupo, A. R., Sezen, I. and Deniz. A. (2020). The Relationship Between Atmospheric Blocking and Temperature Anomalies in Turkey between 1977 – 2016. International Journal of Climatology, 40(2), 1022 - 1037.
• EIGM (2020) https://eigm.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/REPA, alındığı tarih: 30/03/2020.
• IEA (2013) World Energy Outlook, 2013. https://www.eia.gov/, alındığı tarih:10/03/2020.
• IEA (2018) World Energy Outlook, 2018. https://www.eia.gov/, alındığı tarih: 10/03/2020.
• IPCC (2013) İklim değişikliği raporu, 2013. https://www.ipcc.ch/reports/, alındığı tarih: 25/02/2020
• Karabulut, Y. (1999). Enerji kaynakları, Ankara Üniv. Basımevi, ANKARA.
• Klink, K. (2007). Atmospheric circulation effects on wind speed variability at turbine height. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 46, 445-456.
• NOAA (2020), https:// ncep.noaa.gov/products/precip/CWlink/pna/nao.shtml, alındığı tarih:05/02/2020
• Özdemir, E.T., Yerli, B., Efe, B., Kaymak, M.K., Sezen, İ. and Şahin, A.D. (2013): Çatalca meteoroloji radarı çevresinde rüzgâr enerji santrali kurulumu için RETScreen ve HOMER enerji modelleri kullanılarak gerçekleştirilen fizibilite analizi. 6th Atmospheric Science Symposium, April 24 – 26, 2013, İstanbul, Turkey.
• Sailor, D. J., Hu, T., Li, X. & Rosen, J. N. (2000) A neural network approach to local downscaling of GCM output for assessing wind power implications of climate change. Renewable Energy, 19(3), 359-378.
• TUREB (2019). Rüzgâr enerjisi istatistik raporu, 2018. https://tureb.com.tr//lib/uploads/73691c95373216fb.pdf, alındığı tarih: 29.08.2020.
• Türkeş, M. & Erlat, E. (2003) Precipitation changes and variability in Turkey linked to the North Atlantic oscillation during the period 1930–2000. Royal Meteorological Society, 23(14), 1771-1796.
• Türkeş, M. & Deniz Acar, Z. (2011) Güney marmara bölümü’nün (kuzey batı anadolu) klimatolojisi ile yağış ve akım dizilerinde gözlenen değişimler ve eğilimler. Uluslararası İnsan Bilimleri Dergisi, 8(1), 1579-1600.
• Türkiye Enerji Atlası (2020) https://www.enerjiatlasi.com/, alındığı tarih: 10/03/2020.
• Wallace, J. M., & D. S. Gutzler (1981) Teleconnections in the geopotential height field during the northern hemisphere winter. Monthly Weather Review, 109, 784–812.
• Weisser, D. (2003). A wind energy analysis of Grenada: an estimation using the ‘Weibull’ density function. Renewable Energy, 28,1803–12.
• Yetmen, H.Y. (2006) GAP alanında kuzey atlantik salınımı’na bağlı yağış ve akım değişimleri (Yüksek Lisans Tezi). Ankara Üniversitesi.