Increasing Wind Energy Efficiency and Investigating Its Impact in Simulation

Year 2024, Volume: 16 Issue: 1, 236 - 249, 31.01.2024

Resul Ünal , Mehmet Taciddin Akçay , Soner Özgünel

https://doi.org/10.29137/umagd.1345819

Abstract

Summary
Renewable energy sources are clean and sustainable as they do not emit harmful emissions. From past to present, wind energy has been used in different fields. The same wind power used for pumping water, agriculture and transportation is currently used to generate electricity. One of the most important reasons for this is defined as environmental hazards and reduction of raw material inputs from conventional power generation facilities. With these developments, alternative energy sources have come to the fore. Wind energy has an important place among these energy sources because it provides quality, cleanliness and continuity. Although wind energy is one of the renewable energy sources, wind energy is growing faster than energy due to its share in the electricity system. Therefore, it is necessary to examine the impact of wind farms on grid-connected power systems. Grid-connected wind power can also present problems in terms of energy quality and grid interaction. This is because the wind at the grid connection point of the wind farm has disruptive factors in the range of intermittent and variable power generation characteristics. These destructive effects make the connection of turbines to the grid restrictive, especially if the system is weak. In this case, the short-circuit current, power and voltage levels in the transmission system are in a certain ratio. In this study, the effect of wind energy systems on improving energy efficiency and modeling has been examined through literature research, and a previous study has been evaluated by giving the findings as an example.

Keywords

Wind energy, Energy efficiency, Energy simulation.

Rüzgâr Enerjisi Verimliliğinin Artırılması ve Simülasyonunda Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Öz
Yenilenebilir enerji kaynakları, zararlı emisyonlar yaymadığından dolayı temiz ve sürdürülebilirdir. Geçmişten günümüze rüzgar enerjisi farklı alanlarda kullanılmıştır. Su pompalamak, tarım ve ulaşım için kullanılan rüzgar enerjisinin aynısı şu anda elektrik üretmek için kullanılmaktadır. Bunun en önemli nedenlerinden biri çevresel tehlikeler ve konvansiyonel enerji üretim tesislerinden hammadde girdilerinin azaltılması olarak tanımlanmaktadır. Bu gelişmelerle birlikte alternatif enerji kaynakları gündeme gelmiştir. Rüzgar enerjisi, kalite, temizlik ve süreklilik sağlaması nedeniyle bu enerji kaynakları arasında önemli bir yer tutmaktadır. Rüzgâr enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olmakla birlikte, elektrik sistemindeki payı nedeniyle rüzgâr enerjisi enerjiden daha hızlı büyümektedir. Bu nedenle, rüzgar santrallerinin şebekeye bağlı güç sistemleri üzerindeki etkisinin incelenmesi gerekmektedir. Şebeke bağlantılı rüzgar enerjisi de şu anda enerji kalitesi ve şebeke etkileşimi açısından sorunlara neden olabilir. Bunun nedeni, rüzgar santralinin şebeke bağlantı noktasında rüzgarın aralıklı ve değişken güç üretim karakteristikleri aralığında yıkıcı etkenlere sahip olmasıdır. Bu yıkıcı etkiler, özellikle sistem zayıfsa, türbinlerin şebekeye bağlantısını kısıtlayıcı hale getirir. Bu durumda iletim sistemindeki kısa devre akımı, güç ve gerilim seviyeleri belirli bir orandadır. Bu çalışmada, rüzgar enerjisi sistemlerinin enerji verimliliğini iyileştirme ve modelleme üzerindeki etkisi literatür araştırması yoluyla incelenmiş, daha önceden yaptığımız bir çalışma örnek olması açısından bulgular kapsamında verilerek değerlendirilmiştir.

Keywords

Rüzgâr enerjisi, Enerji verimi, Enerji simülasyonu.

References

• Akın, C.T. ve Kaplan, S. (2019). Enerji Kimlik Belgelerinin Enerji Etkin Mimari Tasarım Kriterleri Açısından Değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 10 (1), 373-384.
• Amal, E., Yılmaz, K. & Özdemir, E. (2022). Rüzgâr Enerji Santrallerinin Elektrik Şebekesine Etkilerinin İncelenmesi. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5 (2) , 50-65 .
• Anbarcı, M., Giran, Ö. ve Demir, İ. H. (2012). Uluslararası Yeşil Bina Sertifika Sistemleri ile Türkiye’deki Bina Enerji Verimliliği Uygulaması. Engineering Sciences, 7 (1), 368-383.
• Aydınöz, H. İ. ve Ekren, O. (2016). Rüzgâr Enerjisi Santrallerinin Enterkonnekte Sistemde PSS/E ile Modellenmesi. EMO Bilimsel Dergi, 5 (10), 1-8.
• Bayraç, H. N. (2010). Enerji Kullanımının Küresel Isınmaya Etkisi ve Önleyici Politikalar. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 11 (2), 229-259.
• Bingöl, F. (2018). Rüzgâr Enerji Sistemleri İçin Hava Yoğunluğunun Hesaplanması. Politeknik Dergisi, 21 (2), 273-281.
• Doğan, H. ve Çataltepe, Ö. A. (2018). Gürültünün İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri. Journal of Health and Sport Sciences, 1 (1), 29-38.
• Doğan, H. ve Yılankırkan, N. (2015). Türkiye’nin Enerji Verimliliği Potansiyeli ve Projeksiyonu. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 3 (1), 375-384.
• Elibüyük, U. ve Üçgül, İ. (2014). Rüzgâr Türbinleri, Çeşitleri ve Rüzgâr Enerjisi Depolama Yöntemleri. Yekarum, 2 (3),. 1-14.
• Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, (2023). EİGM Raporları. https://enerji.gov.tr/eigm-raporlari. Erişim Tarihi: 23.09.2023.
• Fıçıcı, F., Dursun, B. ve Gökçöl, C. (2007). Rüzgâr Enerji Sistemlerinden Kaynaklanan Gürül Tünün İncelenmesi. Sakarya University Journal of Science, 11 (1), 54-62.
• Gordon G. (2001). Wind, energy, landscape: reconciling nature and technology”, Philos Geog, 4,169-184.
• Gür, M.G. (2020). Endüstriyel Tesislerde Aydınlık Düzeyi Kontrolü ile Aydınlatma Otomasyonu ve Bir Örnek Uygulama. Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Haber Portalı, (2022). ABD rüzgâr enerjisi sektöründe rekor üretim bekleniyor. https://temizenerji.org/2022/08/18/abd-ruzgar-enerjisi-sektorunde-rekor-uretim-bekleniyor/. Erişim Tarihi: 23.09.2023.
• İlkılıç, Z. (2016). Türkiye’de Rüzgâr Enerjisi ve Rüzgâr Enerji Sistemlerinin Gelişimi. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi, 6 (2/2), 1-13.
• Keleş, D. (2012). Bir Rüzgâr Türbini Tasarımı ve Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Köse, Ö. ve Has, A. (2019). Türbülans parametrelerinin ölçümü ve türbülans kinetik enerjisinin oksijen transferine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34 (4), 2159-2172.
• Liu W.Y., (2017). A review on wind turbine noise mechanism and de-noising techniques. Renewable Energy, 108, 311–320.
• Maslov N., Claramunt C., Wang T., Tang T., (2017). Evaluating the Visual Impact of an Offshore Wind Farm. Energy Procedia, 105, 3095–3100.
• Öymen, G. (2020). Yenilenebilir Enerjinin Sürdürülebilirlik Üzerindeki Rolü. İstanbul Ticaret Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 19 (39), 1069-1087.
• Perçin, H. B. ve Çalışkan, A. (2021). Rüzgâr Enerjisi Dönüşüm Sistemlerinde Maksimum Güç Noktası İzleme Kontrolünün Farklı Yöntemler Üzerinden Karşılaştırmalı Analizi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 33 (2), 635-644.
• Sæþórsdóttir A.D., Ólafsdóttir R. (2020). “Not in my back yard or not on my playground: Residents and tourists' attitudes towards wind turbines in Icelandic landscapes”, Energy for Sustainable Development, 54: 127-138.
• Şenpınar, A. ve Gençoğlu, M. T. (2006). Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Çevresel Etkileri Açısından Karşılaştırılması. Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi, 4 (2), 49-54.
• Torres-Sibille A., Cloquell-Ballester V., CloquellBallester V., Darton R. (2009). Development and validation of a multicriteria indicator for the assessment of objective aesthetic impact of wind farms. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13(1), 40-66.
• Ülgen, P. (2019). Orta Çağ’ın Fabrikaları Olan Değirmenlerin Doğu–Batı Ekseninde Değerlendirilmesi. Antakiyat, 2 (1), 52-66. Winergy Technologies, (2023). https://winergytechnologies.com/enerji-verimlilik-similasyonu/ Erişim Tarihi: 07.02.2023.
• Yağız Gürbüz, E. Y., Altıntaş, A., Sürücü, B. ve Tuncer, A. D. (2021). Rüzgâr Türbinlerinin Yaban Hayatına Etkilerinin İncelenmesi. Politeknik Dergisi, 24 (3), 953-962.
• Yalılı Kılıç, M. & Adalı, S. (2022). Elektrik İhtiyacının Karşılanmasında Hibrit Yenilenebilir Enerji Sistemi-Süpermarket Örneği . Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 5 (1) , 224-235 .
• Yeşeren Enerji, (2021). Rüzgâr Enerjisinde Kullanılan Programlar. https://yeserenerji.com/ruzgar-enerjisinde-kullanilan-programlar/. Erişim Tarihi: 23.09.2023.