Bir rüzgar enerji santralindeki rüzgar türbinlerinin yerleşimlerinden kaynaklanan güç kayıplarının hesaplanması

Öz

Bu çalışmanın amacı; Türkiye’de bulunan bir rüzgar enerji santralindeki mevcut rüzgar türbinlerinin birbirleriyle olan etkileşimlerinden kaynaklanan güç kayıplarının hesaplanmasıdır.  Çalışmada ele alınan 29 adet 3MW’lık rüzgar türbinleri ile toplamda 87MW’lık kurulu güce sahip bir rüzgar santralinin öncelikle saha şartlarının ve rüzgar koşullarının analizi yapılmıştır.  Ardından mevcut yerleşim düzenine göre her bir türbinin ve rüzgar santralinin iz etkisinden kaynaklanan kayıpları hesaplanmıştır.  Sonuç olarak, bir rüzgar türbinin mekanik dayanımını korumak için kanatlardaki yükleri azaltmak gerekliliği ve iz etkisinden kaynaklı güç kayıplarının önemli bir olgu olduğu vurgusu yapılmıştır.   

Anahtar Kelimeler

• Rüzgar santralleri,rüzgar türbini yerleşimi,iz etkisi,mikro-konumlandırma

Calculation of wake losses due to placements of wind turbines in a windfarm

Öz

The purpose of this study is the calculation of power losses due to the interactions of wind turbines in a wind farm located in Turkey.  To begin with, the wind farm terrain and wind conditions are analyzed in the windfarm that has 29 wind turbines of 3MW and a total installed capacity of 87MW.  Then, the wake losses of each wind turbine and whole wind farm are calculated based on the existing layout.  As a result, it is emphasized that power losses due to wake effects are an important fact, also it is necessary to reduce the loads on rotor in order to maintain the mechanical strength of wind turbines.

Anahtar Kelimeler

• Windfarm,wind turbine placement,wake effect,micro-siting

Kaynakça

1. Şenel M., Yatay Eksenli Rüzgar Türbinlerindeki Aerodinamik, Mekanik ve Elektriksel Kayıpların Değerlendirilmesi, Rüzgar Enerjisi Dergisi, 56–62, (2015).
2. Torres P, Van Wingerden JW, Verhaegen M., Modeling of the flow in wind farms for total power optimization, IEEE International Conference on Control and Automation, ICCA, 963–968, (2011).
3. Karasu Asnaz M.S., Popülasyon temelli sezgisel algoritmaya dayanan genetik algoritma ile rüzgar santrali türbin yerleşimi optimizasyonu ve bir uygulama. Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, (2017).
4. Kusiak A, Song Z., Design of wind farm layout for maximum wind energy capture, Renewable Energy, 35, 685–694, (2010).
5. Diamond, Kimberly; Crivella E., Wind Turbine Wakes, Wake Effect Impacts, And Wind Leases: Using Solar Access Laws As The Model For Capitalizing On Wind Rights During The Evolution Of Wind Policy Standards, 195–244, (2011).
6. Tesauro P., State of the Art of Wind Farm Optimization, Proceedings of EWEA 2012 - European Wind Energy Conference & Exhibition, 1–11,(2012).
7. Grady S., Hussaini M.Y, Abdullah M.M., Placement of wind turbines using genetic algorithms. Renewable Energy, 30, 259–270, (2005).
8. Katic, I., Hojstrup, J., Jensen N.O., A simple model for cluster efficiency i.katic. j.højstrup. n.o.jensen, Ewea 1986, 407–410, (1986).

9. Serrano González J, Burgos Payán M, Santos JMR, González-Longatt F., A review and recent developments in the optimal wind-turbine micro-siting problem. Renewable and Sustainable Energy Reviews,30, 133–144, (2014).
10. Eroğlu Y. Wind Farm Layout Optimization using Ant Colony and Particle Filtering Approaches, Yüksek Lisans Tezi, Gaziantep Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gaziantep, (2011).
11. Manwell, J.F.; McGowan J.G.; Rogers A.L., Wind Energy Explained – Theory, Design, and Application, Wiley, (2002).
12. Frohboese P., Schmuck C., Hassan G.L.G., Thrust Coefficients Used for Estimation of Wake Effects for Fatigue Load Calculation, European Wind Energy Conference 2010, 1–10, (2010).
13. Mustakerov I., Borissova D. Wind turbines type and number choice using combinatorial optimization, Renewable Energy, 35, 1887–1894, (2010).
14. Elkinton C.N., Offshore Wind Farm Layout Optimization. Yüksek Lisans Tezi, University of Massachusetts, Amherst, (2007).
15. Rašuo B., Bengin A., Optimization of wind farm layout, FME Transactions, 38, 107–114, (2010).