Meteorolojik, Finansal ve Elektrik Şebeke Verileri Kullanılarak Rüzgâr Enerji Santralleri için Bara Bölgelerini Belirlemeye Yönelik Yeni Bir Önişlem Yaklaşımı

Yıl 2019, Cilt: 7 Sayı: 3, 676 - 687, 27.09.2019

Ali Erduman , Bahri Uzunoğlu Ali Durusu

https://doi.org/10.29109/gujsc.563072

Öz

Bu
çalışmanın amacı rüzgâr çiftliği kurulumunda
faaliyette bulunan organizasyonların optimizasyon zamanını ve adam saat
ihtiyaçlarını azaltacak pratik bara bağlantı sahaların tespitine yönelik yeni
bir yaklaşımın oluşturulmasıdır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kurulu
güçleri toplam kurulu güç içinde artmasıyla bağlantı noktalarının belirlenmesi
büyük önem kazanmaya başlamıştır. Bağlantı noktaları doğru tespit edilmemesi
santrallerin yatırım geri dönüşüm sürelerini uzatmaktadır. Verimli üretim
yapamayan rüzgâr santralleri elektrik enerji sistemi üzerinde problemlere de
neden olabilmektedir. Bu çalışma kapsamında bir bölgeye ekonomik ve teknik
kriterlere bağlı olarak bağlanabilecek bölgesel rüzgâr santrali sayılarını ve
bu santrallerin kurulu güç kapasitesini tespiti etmekte kullanılan yeni bir yöntem
geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde; 
bölgenin coğrafi yapısı, rüzgâr santrallerinde kullanılan türbin
teknolojilerin teknik özellikleri, şebeke kriterleri ve rüzgâr santrallerinin
ekonomik bağlantı kriterleri dikkate alınmıştır. Bölgesel değişkenlerin
tanımlanmasında rüzgâr gücü analiz programlarından olan WindPRO kullanılmıştır.
WindPRO programından elde edilen veriler faklı kule yüksekliklerinde ve faklı
kurulu güçlerde (50 MW, 100 MW, vb.) rüzgâr türbinleri ile santrallerin kurulumu
analizinde kullanılmıştır. Bara bazlı kurulum maliyetinin belirlenmesi için
türbin teknolojilerinin yatırım maliyetleri ve enerji iletim sistemi
entegrasyon maliyetleri dikkate alınmıştır. Sonuç olarak enerji iletim sistemi
üzerinde tanımlanan bir bölgedeki bara bağlantı noktaları için kurulabilecek
rüzgâr santrallerinin konumlarına bağlı olası maliyetleri tespit
edilmiştir.  Böylelikle enerji
planlamacılarının rüzgâr santral teknolojisine bağlı ön ekonomik bölgelerin
tespit edilmesi sağlanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Rüzgâr Enerjisi Fizibilite Analizi, Enerji Ekonomisi, Elektrik Güç Sistemleri

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK ve Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü’nün

Proje Numarası

B.14.2.TBT.0.06.01-214-6041 ve 2012-04-02-DOP04

Teşekkür

Bu çalışma [19] nolu referansta verilen tezden üretilmiştir. Çalışmada referans alınan tez TÜBİTAK 2214 doktora sırası bilim adamı destekleme bursu kapsamında B.14.2.TBT.0.06.01-214-6041 sayılı bursu ve Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü’nün 2012-04-02-DOP04 numaralı projesi ile desteklenmiştir.

A New Pre-processing for Assessing Connection Areas For Busbars of Wind Power Plants Using Meteorological, Financial and Electrical Grid Data

Öz

The
objective of this study is to provide new practical and low man hour tools of pre-processing
approaches for entities that are active in wind farm development that needs to
define connection areas of busbars for wind power plants. With the increase in the installed capacity of the
renewable energy resources, the determination of the power grid connection
points has gained importance. Failure to correctly identify the feasible grid connection
points extends the timeline of return of investment of the power plants. Within
the scope of this study, a new methodology has been developed to determine the
number of regional wind power plants that can be connected to a grid connection
point depending on economic and technical criteria as well as the installed
capacity of these power plants. In the developed methodology; the geographical
structure of the region, technical characteristics of turbine technologies used
in wind power plants, electrical grid criteria and economic connection criteria
of wind power plants are taken into consideration. WindPRO, a wind power
analysis program, was used in the definition of regional variables. The dataset
obtained from the WindPRO program was used in the analysis of installation of
wind turbines with different tower heights and different installed powers (50
MW, 100 MW, etc.). Investment costs of turbine technologies and energy
transmission system integration costs were taken into consideration in
determining bus-based installation costs. As a result, the possible costs of
the wind power plants that can be established for bus connection points in a
zone defined on the energy transmission system were determined. Thus, the
preliminary working time of the energy planners will be shortened and the most
economic regions related to the wind power plant technology will be chosen.

Anahtar Kelimeler

Feasilibity Analysis of Wind Energy, Energy Economics, Electrical Power System

Proje Numarası

B.14.2.TBT.0.06.01-214-6041 ve 2012-04-02-DOP04

Kaynakça

• Rüzgar Gücü İzleme ve Tahmin Merkezi, Türkiye’de Rüzgardan Üretilen Elektriksel Güç İçin İzleme ve Tahmin Sistemi Geliştirilmesi Projesi (2015): http://www.ritm.gov.tr/aboutus/ritm.php.
• Türkçü, S.İ. (2006). Türkiye’nin Rüzgar Enerjisi Politikaları ve Enterkonnekte Sistemlere Entegrasyonu, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Jowder, F.A.L., Wind Power Analysis and Site Matching of Wind Turbine Generators in Kingdom of Bahrain, Applied Energy, 86:4 (2009) 538-545.
• Ahmed, A.S., Analysis of Electrical Power Form the Wind Farm Sitting on the Nile River of Aswan, Egypt, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15:3 (2011) 1637-1645.
• Fırtın, E., Güler, Ö. ve Akdağ, S.A., Investigation of Wind Shear Coefficients and Their Effect on Electrical Energy Generation, Applied Energy, 88: 11 (2011) 4097-4105.
• Seguro, J.V. ve Lambert, T.W, Modern Estimation of the Parameters of the Weibull Wind Speed Distribution for Wind Energy Analysis, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 85:1 (2000) (75-84).
• Y.M. Bulut, E. Açıkkalp, Rüzgar Enerjisi Potansiyelinin Hesaplanmasında Parametre Tahmin Yöntemlerinin İncelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 1:2, (2013) 49-54.
• Mortensen, N.G., Landberg, L., Troen I., Rathmann ,O. ve Lundtang Petersen, E., Wind Atlas Analysis and Application Program (Wasp) Vol. 3: Utility Programs. Risø National Laboratory, Danka Services International A/S, Denmark, (2001).
• Ackermann, T. (2005). Wind Power in Power Systems: John Wiley&Sons Ltd, Sweden.
• Fingersh, L.J., Hand, M.M. ve Laxson, A.S., Wind Turbine Design Cost and Scaling Model (NREL/TP-500-40566): National Renewable Energy Laboratory Golden, Colorado, (2006).
• Kekezoglu, B. Erduman, A. Durusu, A. Nakir, İ. ve Tanriöven, M., (2011). Reliability Assessment of Wind Energy System Considering Turbine Dimensions, Set2011. İstanbul: 10th International Conference on Sustainable Energy Technologies, İstanbul.
• Hatipoğlu, A. (2010). Rüzgâr Santrallerinde Rüzgâr Karakteristiği ve Saha Topografisine Göre Türbin Seçimi ve Yerleştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Wen, J., Zheng, Y. ve Donghan, F., A Review on Reliability Assessment for Wind Power, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13:9 (2485-2494), (2009).
• Nielsen, P., Villadsen, J., Kobberup, J., Thørgersen, M., Sørensen, M., Sørensen, T., Albinus, L. ve Chun, S., Windpro 2.5 User Guide, EMD International A/S, Aalborg, Denmark, 2005.
• Sathyajith, M. (2006). Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics, Springer Science & Business Media, New York.
• Türkiye Barolar Birliği, Euro Üzerinden Açılan Mevduata Bankalarca Filen Uygulanan Azami Yıllık Faiz Oranları, (2015):http://www.barobirlik.org.tr/ dosyalar/duyurular/merkezbankasi/eur_t%c3%9cmbankalar.pdf.
• TEİAŞ Yük Tevzi Dairesi Başkanlığı Etüd ve Raporlama Daire Başkanlığı, Türkiye Ulusal Elektrik Ağındaki Havai Hatların Trafoların ve Genratörlerin Elektriki Karekteristikleri, Sa-2004/1, Ankara, (2004).
• TEİAŞ Yük Tevzi Dairesi Başkanlığı Etüd ve Raporlama Daire Başkanlığı Sistem İşletme Etütleri Müdürlüğü, 2012 Puant (Yaz) Yük Şartlarında Yük Akışı, Üç Faz ve Faz Toprak Kısa Devre Etüdü, Se-2012/3, Ankara, (2012).
• Erduman,A. (2015). Ulusal Enerji Şebekesine Bağlanabilecek Optimum Rüzgâr Enerji Potansiyelinin Belirlenmesi, Doktora Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.