BÜTÜNLEŞİK FORMDA DALGA, GÜNEŞ VE RÜZGAR
ENERJİLERİNDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNİN ARAŞTIRILMASI
Hüseyin Balta – Yıldız Teknik Üniversitesi
Zehra Yumurtacı – Yıldız Teknik Üniversitesi
ÖZET:
Bu çalışmada Türkiye’nin farklı bölgelerindeki yedi ilin seçilen ilçelerinde (Antalya, Çanakkale, İstanbul, İzmir, Kastamonu, Kırklareli, Muğla) okyanus (dalga), rüzgar ve güneş potansiyeli; dalga verileri, rüzgar hızları, güneşlenme süreleri ve global radyasyon değerleri açısından belirlenmiştir. Seçilen bölgelerin dalga, rüzgar ve güneş enerjisi verileri; T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü ve Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nün bağlı olduğu Avrupa Orta Vadeli Hava Tahminleri Merkezi hava tahmin modeli olan ERA5 veri tabanından alınmıştır.

Belirlenen bölgelerde hesaba esas alınan kıyı uzunlukları dikkate alınarak; dalga, rüzgar ve güneş enerjisinden üretilebilecek yıllık toplam elektrik gücü hesaplanmıştır. Bu hesaplamalarda kıyı uzunluğu parametresinin değiştirilmesi ile enerji kaynaklarından üretilebilecek elektrik gücü potansiyeli analiz edilmiştir. Bu analizler çerçevesinde seçilen bölgelerde elektrik ihtiyacını karşılayabilecek ev sayıları hesaplanmıştır. Sonuç olarak,
seçilen bölgelerde potansiyel elektrik gücü ve buna bağlı ihtiyacı karşılanabilecek ev sayıları karşılaştırılmıştır.
ÇİFT BESLEMELELİ İNDÜKSİYON JENERATÖR TİPİ RÜZGAR TÜRBİNLERİNDE ŞEBEKEDEKİ HATA DURUMUNDA ELEKTRİK SİSTEMLERİNİN MEKANİK SİSTEMLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Mert Coşgun – İYTE, LEE Enerji Mühendisliği Programı
Müfit Altın – Siemens Gamesa
Z. Haktan Karadeniz – İYTE, MF, Enerji Sistemleri Müh. Böl.
ÖZET:
Rüzgâr türbini teknolojisinin ilk dönemlerinde, mekanik ve elektrik sistemlerin ayrı ayrı geliştirilme süreçlerine odaklanılmış ve sadece bu alanlarda araştırmalar yapılmıştır. Günümüzdeki megavat boyutlarına ulaşan modern rüzgâr türbin tasarımlarının ülkelerin yenilenebilir enerji hedeflerine ulaşması için daha uygun maliyetli ve güvenilir olması için çalışmalar sürmektedir. Bu doğrultuda, rüzgâr türbini araştırma ve geliştirme süreçleri artık hem mekanik hem de elektrik sistemlere ve bunların alt sistem etkileşimlerine de odaklanmaya başlamıştır. Şebeke bağlantılarının gereksinimleri, şebeke kodları, sadece güç sistemleri ve bileşenleri için değil, mekanik sistem ve bileşenleri için de sorumluluklar getirmektedir. Bu çalışmada, şebekede meydana gelen arızalar sırasında, elektrik kontrol sistemlerinin tepkisinin, kule ve kanatlardaki etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Güç üretimi için Çift Beslemeli İndüksiyon Jeneratörü kullanılmış; AC/DC, DC/DC çevirici ve kontrol sistemlerini içeren güç sistemleri MATLAB/Simulink’te modellenmiştir. Şebekeye bağlı rüzgâr türbini modeli ile şebeke bağlantı hatlarında meydana gelen voltaj düşümüne neden olan hataların üstesinden gelebilme (Fault Ride Through) durumunu test etmek için Simulink’te simülasyonlar tasarlanmış; ilgili durumda kontrol sisteminin tepkisi ve elektromanyetik tork çıkışı, mekanik sistem üzerindeki etkileri gözlemlemek için mekanik sistemi analiz aracı Horizonal Axis Wind Turbine Simulation Code 2 (HAWC2) programına gönderilmiştir. HAWC2’de ana gövdelerin kuvvetlere ve limitlere karşı etkileşimi analiz edilerek; sonuçlar grafiksel olarak raporlanmıştır. Hata olmayan sistemin durumu ile hata geldiği anda elde edilen veriler karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Hata anında elektrik güç sistemlerinin şebekeye bağlı kalmak için verdiği tepkilerin mekanik sistemler üzerinde etkisi olduğu gözlenmiştir.
DENİZ ÜSTÜ YÜZER RÜZGAR TÜRBİNLERİ İÇİN YÜZER PLATFORM TİPİ VE DENİZ TABANI ANKRAJ SİSTEMİ SEÇİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Yiğit Can Ceylan – Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Pınar Sezin Öztürk Kardoğan – Gazi Üniversitesi
Ayşenur Gökdağ – Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Nejan Huvaj – Orta Doğu Teknik Üniversitesi
ÖZET:
Türkiye denizlerinde, açık deniz rüzgâr türbinleri için yüzer sistemlerin tercih edildiği 50 m’den daha derin sularda deniz üstü rüzgâr enerjisi potansiyeli, yapılan araştırmalarda ortaya konmuştur (örn. Dünya Bankası Raporu, 2019 ve Caceoğlu ve diğ., 2022). Bu çalışmada deniz üstü yüzer rüzgâr türbinleri için yüzer platform tipleri hakkında bilgi ve deniz tabanı ankraj sistemi seçimini etkileyen faktörler özetlenmiştir. Bu amaçla, yüzer platform tipleri hakkında genel bilgi, dünyada mevcut/planlanan deniz üstü yüzer rüzgâr çiftliklerinde kullanılan platform tipleri, ve deniz tabanı ankraj tipleri hakkında bilgi derlenmiş, ve deniz tabanı ankraj sistemi seçimini etkileyen faktörler ortaya konmuştur.
İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ İLE MÜCADELE KAPSAMINDA İZMİR’İN RÜZGÂR ENERJİSİ ODAKLI AKILLI UZMANLAŞMA POTANSİYELİ
Halil İbrahim Murat Çelik – İzmir Kalkınma Ajansı
ÖZET:
İklim değişikliği, dünyanın ve insanlığın sürdürülebilir geleceğine yönelik en başta gelen risklerden birisi olarak gösterilmekte ve olumsuz etkileri her geçen gün artan bir yoğunlukta karşımıza çıkmaktadır. Enerji üretimi ve kullanımı, iklim değişikliğinin temel etkenlerinden birisi olan küresel sera gazı salımlarının en büyük sebebidir. Bu sebeple enerji, iklim değişikliğiyle mücadelede en çok odaklanılması gereken alanlardan birisidir. Enerjinin iklim değişikliği üzerindeki bu olumsuz etkisi, temiz enerjiye dönüşüme yönelik çalışmaların ve yatırımların tüm dünyada artmasına sebep olmaktadır. Rekabetçi ve katma değeri yüksek sektörlerde gelişerek kalkınmasını hızlandırmak isteyen ülkeler, bölgeler ve şehirler, bu durumu aynı zamanda önemli bir ekonomik fırsat olarak görmektedir.
Rüzgâr enerjisi başlıca temiz enerji kaynaklarından birisi olarak, dünyanın temiz enerji dönüşümünde önemli sektörlerden birisidir. Avrupa’daki bölge ve şehirler, rüzgâr enerjisi alanındaki potansiyellerini kullanmak üzere, bir bilim, teknoloji ve yenilik politikası olan akıllı uzmanlaşma (smart specialisation) çalışmaları yürütmekte ve bölgesel kalkınmalarına katkı sağlamayı hedeflemektedir.
Bu çalışmada, İzmir’in rüzgâr enerjisi odaklı akıllı uzmanlaşma potansiyeli, Avrupa Birliği Akıllı Uzmanlaşma Platformu’nun (S3 Platform) İyi Akıllı Uzmanlaşma Uygulaması Kriterleri’ne göre değerlendirilmiştir. Değerlendirme, literatür araştırması ile elde edilen veriler ışığında fark analizi yöntemi kullanılarak niteliksel olarak yapılmıştır.
İzmir’de rüzgâr enerjisi alanı bazında uygulanan BTY çalışmaları dikkate alındığında, akıllı uzmanlaşmaya uyum açısından önemli bir mesafe kat edildiği görülmektedir. Ancak uyum düzeyinin geliştirilmesinin gerektiği kriterler de bulunmaktadır. Bu gelişimin sağlanması için, için bir eylem planı ve yönetişim yapısı oluşturulmalıdır. Çalışmanın sonucunda, bölgesel kalkınma ve temiz enerji alanlarında disiplinler arası olarak gerçekleştirilen rüzgâr enerjisi odaklı akıllı uzmanlaşma potansiyeli değerlendirmesinin sonuçları dikkate alınarak, İzmir’de rüzgâr enerjisi odaklı akıllı uzmanlaşma düzeyinin geliştirilmesine yönelik eylem önerileri sunulmuştur.
1-B KİRİŞ-KANAT YAPISAL ANALİZ ARACININ GELİŞTİRİLMESİ VE KÜÇÜK RÜZGÂR TÜRBİN KANATLARININ ÇOK BOYUTLU OPTİMİZASYON SÜREÇLERİNDE KULLANILMASI
Can Muyan – ODTÜ, Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (RÜZGEM)
Onur Ali Batmaz – ODTÜ, Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (RÜZGEM)
Abolfazl Pourrajabian – Materials and Energy Research Center (MERC), İran
Demirkan Çöker – ODTÜ, Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (RÜZGEM)
Altan Kayran – ODTÜ, Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (RÜZGEM)
David Wood – University of Calgary, Kanada
ÖZET:
Küçük rüzgar türbin kanatlarının çok amaçlı optimizasyonuna dahil edilecek verimli bir yapısal analiz yöntemi geliştirmek için bir çalışma yapılmıştır. 1,21 metre uzunluğundaki küçük rüzgar türbin kanadının aerodinamik optimizasyonu güç çıkışını ve türbin başlama zamanını içeren çok amaçlı bir fonksiyon kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aerodinamik olarak optimize edilmiş kanadın yapısal analizleri, kiriş elemanları ile mertebesi indirgenmiş sonlu eleman modelinin kullanımını doğrulamak için farklı mertebelerdeki sonlu eleman modelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Referans olarak kanadın yüksek mertebeli üç boyutlu (3-B) sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir ve bu analiz sonuçları kullanılarak alternatif tek boyutlu (1-B) kiriş-kanat modelleri değerlendirilmiştir. Bu bağlamda, konik ve konik olmayan 1-B kiriş-kanat modeli alternatifleri, küçük rüzgar türbin kanatlarının çok amaçlı optimizasyonunda verimli yapısal çözücüler olarak istihdam edilebilecek indirgenmiş mertebeli potansiyel modeller olarak değerlendirilmiştir. Optimizasyon iterasyonları sırasında 1-B kiriş-kanat modelini aerodinamik döngüleri ile sorunsuz bir şekilde birleştirmek için otomatik bir kiriş-kanat modelleyicisi/çözücüsü geliştirilmiştir. Küçük rüzgar türbin kanadının çok kesitli konik olmayan kiriş-kanat sonlu eleman modelinin, konik kiriş-kanadı modelinden farklı olarak kanatların meta-sezgisel optimizasyonunda karşılaşılan düzgün olmayan kesit geçişlerini etkili bir şekilde ele alan tutarlı bir model olduğu gösterilmiştir.
RÜZGAR TÜRBİNLERİNDE KESTİRİMCİ BAKIM UYGULAMALARI
Uğur Yayan – Siemens Gamesa Renewable Enerji, Izmir
Caner Demir – Siemens Gamesa Renewable Enerji, Izmir
Sezai Taşkın – Manisa Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Elektronik Müh. Bölümü, Manisa
ÖZET:
Rüzgar enerji santrali yatırımcıları için bakım ve onarımlara yönelik kestirimci bakım önlemlerini artırma kabiliyetine sahip teknolojileri ve araçları kullanarak operasyonlarını iyileştirme, bakım ve işletme maliyetlerini azaltma, ürün yaşam döngüsünü artırma konusundaki çözümler çok daha önemli hale gelmiştir. Rüzgar türbinlerinde kestirimci bakım, veri analizi ve öngörü modelleri kullanarak türbinlerin performansını izlemeyi ve olası arızaları önceden tahmin etmeyi amaçlayan bir yaklaşımdır. Rüzgar türbini ekipmanlarından titreşim, sıcaklık, basınç vb. değişkenlerin izlenmesi ve bu sinyallerin yorumlanması yoluyla ekipmanlarda oluşabilecek risklerin türbin plansız duruşa gitmeden önce tespit edilip ortadan kaldırılması, doğru planlama ve minimum duruşla gerekli parça değişiminin yapılması ve verimin artırılması sağlanır.

Bu çalışma, rüzgar türbinlerinde oluşabilecek riskleri önceden tespit ederek daha büyük arızaları ve plansız ani duruşları önleyerek sektördeki önemli bir sorunu ele almakta ve verimlilik artırıcı bir yaklaşım sunmaktadır. Çalışmada, kestirimci bakımın rüzgar türbinlerinin performansı ve işletme sürekliliği üzerindeki etkisi ile ilgili örneklere yer verilmiştir.
RÜZGAR ENERJİ SANTRALLERİNDE MEKANİK GÜÇ VE ELEKTRİK GÜÇ KAVRAMLARI VE BU KAVRAMLAR ARACILIĞI İLE KAPASİTE FAKTÖRÜNÜ ARTTIRMA SENARYO VE ANALİZLERİ
Besim Kıvanç Deneçli – Erciyes Anadolu Holding, RHG Enerturk
ÖZET:
Rüzgâr enerji santrallerini oluşturan rüzgâr türbinlerinin etiket değerleri üzerinden güçlerinin toplamı o santralin mekanik kurulu gücünü temsil eder. Türbinlerin etiket değerlerini ise içinde bulundurdukları jeneratör etiketi belirler. Elektrik kurulu güç ise TEİAŞ tarafından verilen kapasiteye karşılık rüzgâr santralinin anlaşma gücü kapsamında bağlantı noktasında sisteme verebileceği maksimum çıkış gücünü temsil eder. Bir rüzgâr santralinin verimliliğinin ölçülmesinde kullanılan kapasite faktörü hesaplanırken elektrik kurulu gücü baz alınır. Bu bildiride bu tanımlar tartışılacak, mekanik güç arttırıldığında santral kapasite faktörünün değişimi ve gerçekleşen değerler üzerinden verimlilik analizleri, güç eğrileri ile yapılacaktır. Santral elektrik gücü dikkate alınarak değişik senaryolarda gerçekleşen değerler üzerinden modelleme ve analizler yapılacaktır. Son olarak literatür araştırma sonuçları ile dünya genelinde konuyu destekleyici örnekler verilecektir.
RÜZGÂR TÜRBİNİ KANADI VE DESTEK ELEMANLARINDAKİ KOMPOZİT YAPILARIN YERLİLİK, GERİ DÖNÜŞÜM VE DAYANIMLARI AÇISINDAN İNCELENMESİ
Ferhat Özmen – Dokuz Eylül Üniversitesi, Makine Mühendisliği Mekanik YL
Ramazan Karakuzu – Dokuz Eylül Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü
ÖZET:
Bu bildiri, hızla büyüyen rüzgâr sektöründeki rüzgâr türbini kanatlarında ve destek elemanlarındaki kompozit yapıların yerlilik, geri dönüşüm ve dayanımları açısından ele almıştır. Bildirinin birinci kısmında küresel ölçekte ve ülkemizde rüzgâr enerji sektörünün büyümesi ve gelecekteki durumu sayısal verilerle incelenmiştir. İkinci kısımda ise ülkemizin rüzgâr enerjisi sektöründeki yerlileşme çalışmaları incelenmiştir. Üçüncü kısımda ise bu sektördeki büyümeyle birlikte ortaya çıkacak olan atık sorunu ve çevre krizi için geliştirilen geri dönüşüm teknolojileri ve çözümleri değerlendirilmiştir.

Bu çalışma, rüzgâr enerjisi sektöründeki kompozit atık geri dönüşüm hususunu, geleneksel çevreci yaklaşımın ötesinde endüstriyel ve teknolojik çıktılarını vurgulayarak ele almıştır. Sanayi firmaları için geri dönüştürülmüş malzemelerin mukavemet özelliklerini inceleyip literatürde yer almış çalışmaları ve metotları da derleyerek bu malzemelerin tekrar kullanılabilirliğini ve üretilebilirliğini aşikâr bir şekilde ortaya koymuştur. Bu vesileyle, kanat ekipmanlarındaki ithalat bağımlılığı, yerli tedarik, geri dönüşüm ve çevre kirliliği sorunlarına ışık tutacak ve yerli üretimimizin geleceği için izlenmesi gereken yollar hususundaki önerileri tartışmaya açacaktır. Bildiri, ülkemizde rüzgâr enerji sektörünün büyüme ivmesini de göz önüne alarak, kurulacak tesisler ve desteklenecek Ar-Ge çalışmaları ile birlikte kompozit sektöründeki geri dönüşüm meselesini yerlileşme politikaları kapsamına alınması gerektiğini önemle vurgulamıştır.
RÜZGAR TÜRBİNİ TEMELLERİNDE SIK KARŞILAŞILAN YAPISAL PROBLEMLER
Mert Genç – Genoser Yapı Mühendisliği
Merve Gündoğan – Genoser Yapı Mühendisliği
Özgür Girgin – Genoser Yapı Mühendisliği
ÖZET:
Yenilenebilir enerji kaynakları son yıllarda önemli bir gelişme göstermiştir. Fosil yakıtların tükeneceğinin bilinmesi, iklim değişikliği ve çevresel kirlilik gibi nedenlerle, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi günden güne artmaktadır. Bu kaynaklar arasında rüzgar enerjisi de önemli bir yere sahiptir ve dünya genelinde birçok rüzgar türbini kurulmuştur. Ancak, rüzgar türbinleri gibi yapıların da zamanla aşınması ve hasar görmesi kaçınılmazdır. Özellikle kule-temel bağlantısı hasar mekanizması, rüzgar türbinlerinde yaygın bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Kule-temel bağlantısındaki hasarın onarımı, türbinlerin ömrünün uzatılması açısından önemlidir. Büyük yapısal kusurları bulunan rüzgar türbinlerinde ise, bu tip onarımlar uygun değildir. Bu nedenle, rüzgar türbinlerinde yapı sağlığı izleme (YSİ) önemli bir role sahiptir. YSİ sayesinde, rüzgar türbinlerinin hasar durumu belirlenip güçlendirme yapılabilir. Güçlendirme öncesi ve güçlendirme sonrası YSİ yapılarak, yapılan güçlendirmenin verimliliği de kontrol edilebilmektedir. Rüzgar enerjisi, sürdürülebilir bir enerji kaynağı olma potansiyeline sahiptir. Ancak, rüzgar türbinlerinin ömrünü uzatmak ve verimliliklerini artırmak için, YSİ ve güçlendirme işlemlerinin de doğru bir şekilde yapılması önemlidir. Bu sayede, rüzgar enerjisi kaynağı daha uzun süre kullanılabilir ve çevreye daha az zarar verilmektedir. Bu çalışmada, sahada karşılaşılan gerçek problemler ile pratikte yapılan hatalı uygulamalar hakkında bilgi verilerek, bu konuda çalışan inşaat firmaları, tasarımcılar ve yatırımcıların bilgilendirilmesi ve çıkabilecek problem hakkında uyarılması amaçlanmaktadır.
ATIK RÜZGAR TÜRBİNİ KANATLARININ GEMİ VE DENİZ YAPILARINDA YENİDEN KULLANIMI
Sabri Alkan – Bandırma Onyedi Eylül Üniversitesi
ÖZET:
Rüzgar enerjisi sektörünün hızla büyümesi, atık rüzgar türbini kanatlarının hacminin artmasına yol açarak önemli çevresel ve ekonomik zorluklar yaratmaktadır. Bu konuyu ele almak için, çeşitli endüstrilerde yeniden kullanımları da dahil olmak üzere, atık kanatların yönetimine yönelik sürdürülebilir alternatifler keşfetmeye yönelik artan bir ilgi söz konusudur. Bu derleme atık rüzgar türbini kanatlarının gemi yapımı, açık deniz platformları, liman altyapısı, deniz güvenliği, yenilenebilir enerji sistemleri, deniz çevre çözümleri, araştırma ve geliştirme alanlarındaki potansiyel uygulamalarını vurgulamaktadır. Çalışma, temel araştırma makaleleri ve literatür kaynaklarını inceleyerek, atık kanatların yeniden kullanımına yönelik teknolojik gelişmeleri ve çevresel hususları değerlendirmektedir. Çalışmada aynı zamanda İzmir ili için uygulama önerileri sunulmaktadır. Sonuç olarak, atık rüzgar türbini kanatlarının gemi ve deniz yapılarında yeniden kullanılması, daha çevre dostu gemiler ve deniz yapıları inşa etmek için sürdürülebilir ve uygun maliyetli bir çözüm sunarken, hizmet dışı bırakılan türbinlerden kaynaklanan atık yönetimine de olumlu katkı sağlayabilir. Bu derlemenin bulguları, sürdürülebilir uygulamaların anlaşılmasına katkıda bulunmakla birlikte denizcilik endüstrisinde atık rüzgar türbini kanatlarının yeniden kullanımına ilişkin daha fazla araştırma ve uygulamaya potansiyel olarak rehberlik edebilir.