Rüzgâr enerjisi santrali (RES) kurulumunda rüzgâr türbinlerinin mikro yerleşimi en önemli konulardan biridir. Rüzgâr türbinlerinin uygun şekilde yerleştirilmesi RES'in üretim miktarının artmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada 10 adet rüzgâr türbininden oluşan RES kurulumu için bir optimizasyon modeli geliştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında RES'in kurulacağı bölgedeki rüzgâr hızı dağılımı modellenmiştir. Bu modelde; RES kurulum sahasından alınmış rüzgâr ölçümleri, RES kurulum bölgesinin topoğrafik haritası ve WAsP (Rüzgâr Atlası Analiz ve Uygulama Programı) yazılımı kullanılmıştır. İkinci aşamada, bölgeye rastgele yerleştirilecek rüzgâr türbinlerinin üreteceği toplam enerji hesabı için genel bir yöntem oluşturulmuştur. Enerji hesaplamasının gerçek üretime yakın olması için rüzgâr türbinine ait gerçek bir güç eğrisi kullanılmıştır. Bu güç eğrisi, 2 MW'lık çıkış gücüne sahip Bonus marka rüzgâr türbinine aittir. Çalışmanın üçüncü aşamasında, Genetik Algoritma (GA) yöntemi kullanılarak optimizasyon modeli çözülmüş ve 10 tane optimal türbin koordinatı belirlenmiştir. Sonuçların değerlendirilmesi amacıyla WAsP yazılımı kullanılarak bu koordinatlara rüzgâr türbinleri yerleştirilmiştir. Yazılımdan alınan sonuçlara göre, rüzgâr türbinlerinin senelik toplam üretimi 56553,5 kWh olarak bulunmuştur. Ayrıca, ortalama rüzgâr hızı haritasında rüzgâr türbini yerleşimlerinin yüksek enerji üretim potansiyeline sahip bölgelere yapıldığı görülmüştür. Bu sonuç, önerilen modelin RES kurulumunda etkili bir şekilde rüzgâr türbini yerleşimi yaptığını göstermiştir.

No abstract

No abstract

Deniz üstü Rüzgâr enerjisi santrali (RES) kurulumunda en önemli konulardan birisi de rüzgâr türbinlerinin iz etkisidir. Bu durum RES'in yıllık üretimini düşürmektedir. Bu nedenle RES kurulumunda iz etkisi sonucu meydana gelen üretim kaybı dikkate alınarak RES kurulumu gerçekleştirilmelidir. Günümüzde iz etkisi hesabında birçok yöntem kullanılmaktadır. Bu yöntemler arasında basit ve yüksek derecede doğruluğa sahip olan Jensen yöntemi daha çok tercih edilmektedir. Bu çalışmada, iki rüzgâr türbini arasındaki iz etkisi, bir bölgede aynı yükseklikteki değişken rüzgâr hızları ve frekansları için Jensen yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Model, Matris Laboratuvarı (MATLAB) yazılım geliştirme ortamında oluşturulmuştur. Ayrıca oluşturulan modeli doğrulamak için Rüzgâr Atlası Analiz ve Uygulama Programı (WAsP) yazılımı kullanılmıştır. Bu yazılımda iki rüzgâr türbini deniz kıyısında uzakta bir bölgeye yerleştirilmiştir. Bu duruma ilişkin türbinlerin brüt üretim ve net üretim değerleri hesaplanmıştır. MATLAB modeli sonuçları ve ticari olarak kullanılan WAsP modeli sonuçları karşılaştırıldığında yaklaşık olarak aynı üretim değerleri elde edilmiştir. Bu sonuçlar geliştirilen modelin deniz üstü RES'lerde yapılacak hesaplamalarda kullanılabileceğini göstermektedir.

The use of wind energy has rapidly increased in recent years. In parallel with this rapid increase, Wind Power Plant (WPP) installation has become an important research topic. The selection of wind turbine location in WPP installation effects turbine output power. If the appropriate turbine position is not selected, the total generation of WPP is decreased. The purpose of this study was to determine the locations that wind turbines can achieve the highest energy generation. In this study, an optimization model was proposed to achieve the best WPP layout. In the first stage, field data and Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP) software were used to obtain wind speed distributions in the region where the WPP will be installed. . These distributions were used in the developed optimization model in MATLAB. The actual power curve of a wind turbine was used in the model to calculate energy generation. In the second stage, the locations of the wind turbine were determined by particle swarm optimization (PSO) method. In the final stage, the results of developed MATLAB model were compared with WASP to check accuracy. The difference between MATLAB model and WAsP software was found as 0.04%. This result showed that this model performed a calculation with acceptable accuracy. In addition, it was seen that wind turbines were located to the high wind velocity regions with the solution of the developed optimization model.