Potential wind farm design in Western Black Sea region of Turkey
Türkiye'nin Batı Karadeniz bölgesinde potansiyel rüzgar çiftliği tasarımı
- Tez No: 706777
- Danışmanlar: PROF. DR. SERDAR BEJI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Açık Deniz Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Günümüzde rüzgar enerjisi, giderek artan elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamak için kullanılan yaygın türlerden biri haline gelmiştir. Diğer klasik elektrik enerjisi üretim türlerine (kömür, doğal gaz) göre sıfır karbondioksit emisyonu olan rüzgar enerjisi, giderek yaygınlaşıyor. Özellikle açık deniz rüzgar türbinleri karaya göre daha verimli hesaplanmaktadır. Bunun nedeni denizdeki yüksek rüzgar hızı ve rüzgarın karşılaşabileceği engellerin neredeyse yokluğudur. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerin elektrik enerjisi ihtiyaçlarını karşılamak için büyük meblağlar harcamaları gerekiyor. Türkiye'de üretilen elektriğin bir kısmı (%26) ise hidroelektrik santrallerinden elde edilmektedir, ancak bu, tüm Türkiye'yi elektrik enerjisi ile garanti altına almaya yetmez. Türkiye'nin elektrik üretiminin büyük bir kısmı (%58) kömür ve doğal gaz ile yapılmaktadır. Enerjinin sadece %15'i rüzgar türbinlerinden, jeotermalden ve güneş panellerinden geliyor. Yüzdelerden de anlaşılacağı gibi, bu Türkiye için hem ekonomik hem de çevresel olarak önemli bir sorun kaynağıdır. Bunlar dikkate alındığında 3 tarafı denizlerle çevrili bir ülke için açık deniz rüzgar türbinlerine yönelmek hem çevresel hem de ekonomik olarak Türkiye için büyük avantajlar sağlayacaktır. Bunlar ticari ve yazılım tabanlı sürümler olduğundan, daha fazla ayrıntı mevcut değildir. Geçmişte açık deniz platformu ile gemi arasında çok sayıda kaza olmuş ve çeşitli spesifik risk değerlendirmeleri açıkça büyük ölçüde gerçekleştirilmiştir. Mümkün olan yerlerde petrol sektöründen risk yönetimi tekniklerinin açık deniz rüzgar çiftliği endüstrisine kolayca dönüştürüleceği varsayılmaktadır. Bu tezde, Türkiye'nin batı karadeniz bölgesinde potansiyel bir rüzgar çiftliği tasarımı yapılmıştır. Teknik (Rüzgar hızı ve su derinliği), çevresel (Kuş göçleri, liman ve gemi güzergahları, fay hatları, su altı kabloları, sivil havacılık, askeri bölgeler, karasuları), sosyal (Turizm) kriterleri dikkate alınarak tasarım aşaması yapılmıştır. ve balıkçılık), lojistik, şebeke bağlantısı, rüzgar türbini tipi ve yerleşim düzeni seçimi. Bu kriterler dikkate alınarak kapsamlı analizler yapılmıştır. Ayrıca bu tezde rüzgar enerjisinin dünyadaki ve Türkiye'deki durumu, Türkiye'nin rüzgar enerjisi potansiyeli araştırılmıştır. Araştırma zamanı Türkiyenin rüzgar enerji potansiyelinin karasal ve denizsel olarak birlikte 117 GW (48 GW karada 69 GW ise denizde) olduğu ortaya çıkmıştır. Ege Denizi, 9 m/sn rüzgar hızı ile rüzgar enerjisi açısından Türkiye'nin en çekici bölgesidir. Bu göstergeyi 7-8m/sn hız ile Marmara ve Karadeniz izlemektedir. Araştırmaya göre rüzgar enerjisi potansiyeli 50 metreye kadar olan bölgelerde 12 GW, 1000 metreye kadar olan bölgelerde ise 57 GW olarak hesaplanıyor. Klasik enerji türlerinin kullanımının ve hidroelektrik santrallerin kullanımının doğaya ne kadar zararlı olduğu konusunda da bilgiler paylaşıldı. Rüzgar türbini modelinin Vestas üretimi V174-9.5 MW™ (lojistik kullanılabilirlik nedeniyle) olmasına karar verildi. Ayrıca yıllık enerji üretimi, hem seçilen bölgenin alan büyüklüğüne göre hesaplanan rüzgar türbini sayısı (99) hem de rüzgar hızı dikkate alınarak hesaplanmıştır. Açık deniz rüzgar santralinin gücü 940 MW olarak hesaplanmıştır. Derinlik göz önüne alınarak rüzgar türbininin temelinin monopil olmasına karar verildi. Son olarak, monopile uygulanacak toplam kuvvet ve maksimum momentum ( and =152,417,746 ) Morrison denklemi kullanılarak belirlendi ve bu hesaplamalar Türkiye Cumhuriyeti Çevre ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan verilere dayanarak, Şile'den seçilen bölgeye esen 30 yılın (1978-2009) en yüksek rüzgar hızına esasen hesaplanmıştır. Rüzgar çiftliğinin tasarımı başarıyla yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Today, wind energy has become one of the common types used to meet the ever-increasing need for electrical energy. Wind energy, which has zero carbon dioxide emissions compared to other classical types of electric power generation (coal, natural gas), is becoming more and more common. Especially offshore wind turbines are calculated more efficiently compared to onshore. This is due to the high wind speed at sea and the almost absence of obstacles that the wind may encounter. Developing countries such as Turkey need to spend large sums of money to meet their electrical energy needs. And a part of the electricity (26%) produced in Turkey is obtained from hydroelectric power plants, but this is not enough to guarantee the whole of Turkey with electrical energy. Most of Turkey's electricity generation (58%) is made with coal and natural gas. Only 15% of energy comes from wind turbines, geothermal and solar panels. As can be seen from the percentages, this is a major source of problems for Turkey, both economically and environmentally. Taking these into account, for a country surrounded by sea on 3 sides, turning to offshore wind turbines will provide great advantages for Turkey, both environmentally and economically. In this thesis, a potential wind farm design has been made in the western black sea region of Turkey. The design phase was made by taking these criteria into account: Technical (Wind speed and water depth), environmental (Bird migrations, ports and ship routes, fault lines, underwater cables, civil aviation, military regions, territorial water), social (Tourisim and fishery), logistics, grid connection, type of wind turbine and choosing layout. Comprehensive analyzes were made by taking these criteria into account. In addition, in this thesis, the situation of wind energy in the world and in Turkey, Turkey's wind energy potential has been investigated. Information was also shared on how the use of classical energy types and the use of hydroelectric power plants are harmful to nature. The model of the wind turbine was decided to be the Vestas production V174-9.5 MW™ (due tp logistical availability). In addition, annual energy production was calculated both in accordance with the number of wind turbines (99) calculated in accordance with the size of the area of the selected region, and by taking into account the wind speed. The power of the offshore wind farm is calculated to be 940 MW. Considering the depth, it was decided that the foundation of the wind turbine should be monopile. Finally, the total force and maximum momentum ( and = 152,417,746 ) to be applied to the monopile were determined by using the Morrison's equation, these calculations were based on the highest wind speed data of 30 years that (1978-2009) blowing from Şile to the selected region, obtained from the General Directorate of Meteorology of the Ministry of Environment and Forestry of the Republic of Turkey. The design of the wind farm has been done successfully.
Benzer Tezler
- Muğla bölgesinde mermer endüstrisinin elektrik enerjisi talebini karşılamak için, MATLAB paket programı ile rüzgar çiftliği tasarım çalışması
Wind farm design study by MATLAB package program in order to meet the electrical energy demand of Muğla marble industry
MURAT CEYLAN
- Potential wind farm design of the Caspian sea shores of Azerbaijan
Azerbaycan'ın Hazar denizi açıklarında potansiyel rüzgâr çiftliği tasarımı
TURAL İSAYEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BEJİ
- İzmit'te belirlenen noktada rüzgar ölçümü ve bu ölçümlere göre rüzgar çiftliğinin planlanması
Wind potential assesment and wind planning of a wind farm at a location in İzmit
RECAİ ÇAKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TANAY SIDKI UYAR
- Rüzgar santrallerinde rüzgar karakteristiği ve saha topografisine göre türbin seçimi ve yerleştirilmesi
Selecting turbine type and layout according to wind characteristics and area topography in wind power plants
AHMET HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRÜ BEKDEMİR
- Kısa süreli rüzgar tahmini için WRF model performansının analizi ve rüzgar gücü uygulamaları
Analysis of wrf model performance for short-term wind prediction and wind power applications
NİLCAN AKATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİNÇ SIRDAŞ