Karadeniz'de dalga modellemesi ve dalga gücü potansiyelinin belirlenmesi
Wave modeling and wave power potential determination in the black sea
- Tez No: 300920
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT İHSAN KÖMÜRCÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Bu çalışmada, Karadeniz için açık deniz ve yakın kıyı dalga parametrelerinin tahmini, ECMWF ERA Interim rüzgar alan verileri kullanılarak üçüncü nesil dalga tahmin modeli (SWAN) ile gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, Hopa ve Sinop istasyonlarında iki farklı rüzgar kaynağı verileri (DMİ ve ECMWF) kullanılarak dört farklı basitleştirilmiş dalga tahmin yöntemi (Wilson, SPM, Jonswap ve CEM yöntemleri) ile de dalga parametrelerinin tahmini yapılmıştır. SWAN, basitleştirilmiş dalga tahmin sonuçları ve ECMWF'in dalga tahmin verileri, Hopa ve Sinop istasyonlarındaki ölçüm verileriyle (Hs ve Tz) kıyaslanarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, SWAN model sonuçları, Hopa istasyonundaki METU3 dalga tahmin verileri ile de kıyaslanmıştır. Bütün bu kıyaslamaların neticesinde, çalışılan bölgede baz alınan zaman diliminde SWAN modelin en iyi sonucu verdiği (Hs için Hopa'da R = 0.71, Sinop'da ise R = 0.66) belirlenmiştir.SWAN dalga modeli, 6 saat zaman ve 0.016o x 0.016o alansal çözünürlükte 15 yıllık bir süre için koşturulmuş ve tüm Karadeniz için çeşitli dalga parametrelerini (Hs, Tm-01, Tz, Te, ? ve iki spektrum parametresi) içeren bir veri tabanı oluşturulmuştur. Bu veri tabanı kullanılarak öncelikle tüm Karadeniz için belirgin dalga yüksekliği ve gücünün yıllık, mevsimlik ve aylık ortalama alansal dağılım haritaları üretilmiş, daha sonra, Türkiye'nin Orta ve Doğu Karadeniz bölümüne odaklanılarak açık deniz şartlarında belirlenen noktalarda dalga gücünün zamansal değişimleri incelenmiştir. Belirlenen noktalarda kurulması olası dalga gücü çiftliklerinin DEGİ değerleri ve dalga gücünün aşılma olasılıkları irdelenerek elde edilebilecek dalga enerji miktarları da tespit edilmiştir.Tüm Karadeniz dikkate alındığında, dalga gücü potansiyelinin Türkiye kıyılarının batı kesiminde en büyük değere (3 kW/m) ulaştığı, batıdan doğuya doğru gidildiğinde ise bu değerin azaldığı (1.5 kW/m) tespit edilmiştir. Benzer şekilde, Türkiye'nin Orta ve Doğu Karadeniz bölümünde seçilen noktalarda kurulacak dalga çiftliklerinden (2100 m uzunluğunda) üretilebilecek enerji miktarlarında (10 MWh/m/yıl - 5 MWh/m/yıl) da benzer bir eğilim olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, hindcasting of offshore and nearshore wave parameters in the Black Sea was carried out by the third generation wave prediction model (SWAN - Simulated WAve Nearshore) using the ECMWF ERA Interim wind fields. In addition, wave parameters were estimated by 4 different parametric or simplified models (Wilson, SPM, Jonswap, and CEM methods) using two different wind sources (DMİ and ECMWF) at Hopa and Sinop buoy stations where measured wave parameters data is available. Results of the SWAN, simplified models, and wave hindcast data of the ECMWF were compared against measurement data (Hs ve Tz) at Hopa and Sinop buoy stations. The models accuracies were evaluated by comparing each other using statistical error measures. Besides, the SWAN model results were compared with the METU3 wave hindcasts at Hopa station. As a result of all these comparisons, it was observed that the SWAN model gives the best results (R = 0.71 at Hopa station, R = 0.66 at Sinop station for Hs) in the study area and at that period.The SWAN model, which was set-up with temporal and spatial resolutions of 6 hours and 0.016o x 0.016o respectively, was run for a period of 15 years and a dataset including various wave parameters (Hs, Tm01, Tz, Te, ?, and two spectrum parameters) for all of the Black Sea was generated. The annual, seasonal, and monthly mean spatial distributions of significant wave height and wave power for all of the Black Sea were firstly produced by using this dataset,, and then, the temporal changes of wave power at a few stations, which are in open sea, were examined by focusing on the Middle and Eastern Black Sea Region of Turkey. Probabilities of exceedance of wave power at these stations and wave energy development index values of wave farms that may be established around these stations were determined and amount of wave energy that can be harnessed around these stations was identified.Considering the whole Black Sea, it is determined that the western part of the Turkish coasts of the Black Sea has the largest value of the potential of wave power (3 kW/m) and this value decreases to 1.5 kW/m from west to east. Similarly, it is concluded that there is a similar trend for the amounts of wave energy (from 10 MWh/m/year to 5 MWh/m/year), which will be able to be produced from the wave farms installed at the selected locations (2100 m long) in the Middle and Eastern Black Sea Section of Turkey.
Benzer Tezler
- Dalga enerji sistemlerinde elektrik gücü üzerindeki düzensiz dalga etkilerinin akıllı kompanzasyon yöntemleriyle giderilmesi
Intelligent compensation of irregular wave effects encountered on electrical power in wave energy systems
ERDİNÇ ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI ALTAŞ
- Parametrik rüzgar dalgası modellemesi ve Batı Karadeniz uygulaması
Parametric wind wave modelling; Western Black Sea case study
CİHAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN ÇEVİK
- Wave modelling with bvoy data assimilation for the Balck Sea
Karadeniz için şamandıra verisi benzeşimi kullanılarak dalga modellemesi
İSMAİL AL-HAMECH
Doktora
İngilizce
1998
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÖZHAN
- Hydrodynamic analysis of floating offshore wind turbine concepts: A case study in Black Sea
Açık deniz yüzer rüzgar türbin konseptlerinin hidrodinamik analizi: Karadeniz'de bir vaka çalışması
BÜŞRA YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF OĞUZ
- Güneybatı karadeniz için yakın kıyı dalga tahmin modeli geliştirilmesi ve ölçümlerle karşılaştırılması
Nearshore wave prediction modeling for the southern-west coasts of the black sea and comparison with the wave measurement data
MUZAFFER GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BERGÜZAR ÖZBAHÇECİ