Eskişehir ve yöresinde enerji üretimi amaçlı güneş ışınımı ve rüzgar hızı değerlerinin tespiti ve kullanılabilirliğinin analizi

Abstract

Yapılan doktora tezinde; Eskişehir’de enerji üretimi amaçlı rüzgar hızı ve güneş ışınım potansiyelinin tespiti ve analizi yapılmıştır. Analiz ve değerlendirme amacıyla kullanılan veriler, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi BAP Komisyonu tarafından desteklenen 201015023 numaralı proje ile kurulan ölçüm istasyonundan alınmıştır. Veri ölçüm istasyonunun da; 10.m de 1 adet ve 30.m de 2 adet rüzgar hızı ölçüm sensörü, 27.m de 1 adet rüzgar yönü ölçüm sensörü bulunmaktadır. Bu sensörlere ek olarak 3.m ye sıcaklık ölçüm cihazı, basınç ölçüm cihazı, bağıl nem ölçüm cihazı ve 5.m ye toplam ışınım şiddeti ölçüm cihazı (piranometre) yerleştirilmiştir. Alınan veriler ile öncelikle potansiyel belirleme çalışması yapılmış ve aylara göre sonuçlar analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre; rüzgar hızları ortalaması 30m için 4,1 m/s ve 10m için 3,2 m/s ölçülmüştür. 30m yükseklikteki rüzgar hızlarının hafif sınıfa dahil edilebilir durumda olduğu görülmüştür. 10m deki rüzgar hızlarının da çok hafif sınıf sınırına girmekte olup bu hızlarla enerji üretiminin ekonomik olamayacağı anlaşılmıştır. İstatistiki olarak Minitab ve Easyfit programları kullanılmıştır. Dağılımlara uygunluk testleri için 8 adet dağılım test edilmiştir. Yapılan uygunluk testi sonuçlarına göre Weibull dağılımı en iyi dağılım olarak bulunmuş ve şekil-ölçek parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca elde edilen sonuçlar Eskişehir bölgesinde enerji üretimi durumu için ticari türbinlere uygulanmıştır. Ülkemizde en çok kullanılan markalara ait türbinlerin performans analizleri 30-50-70 ve 90m yükseklikler için hesaplanmıştır. Eskişehir bölgesinde küçük ölçekli türbinler kullanılması durumunda hub yüksekliği arttıkça üretilen güç ve kullanılabilirlik azalmakta ancak kapasite faktörü artmaktadır. Büyük ölçekli türbinlerin kullanımı durumda kapasite faktörlerinin düşük olduğu bu nedenle küçük ölçekli türbinler ile enerji üretimi yapılması gerektiği tespit edilmiştir. Dağılım sonuçlarının ve farklı ticari türbinlerin karşılaştırmaları literatüre kazandırılmıştır.

In this doctoral thesis; potential of wind speed and solar radiation for power generation was detected and analyzed in Eskisehir. The data used for analysis and estimation has been taken from the measuring station which has been established with the project numbered 201015023 that is supported by BAP Commission of Eskişehir Osmangazi University. In the data measuring station; there are wind speed measurement sensors one at the 10th meter and two at the 30th meter and a wind direction sensor at the 27th meters. In addition to these sensors; temperature, pressure and relative humidity measuring devices are placed at the 3rd meter and total radiation intensity measuring device (pyranometer) is placed at the 5th meter. The received data is primarily used to determine the potential and the results were analyzed per month. According to the results; the average wind speed is measured 4.1 m/s and 3.2 m/s for 30 m. and 10 m respectively. It was found that wind speed at the 30 m height may be included in the weak case. Also wind speed at the 10 m is included at the boundary of too weak case and it is understood that the production of energy with this speed is not economical. Minitab and EasyFit programs are used in statistical analysis. 8 distributions are tested for distribution suitability testing. According to the suitability test results, Weibull distribution is found to be the best distribution and also shape and scale parameters are calculated. In addition, the obtained results are applied to commercial turbines for power generation status in Eskişehir. In our country, the most widely used brands of turbine performance analysis was calculated for 30-50-70 and 90 m. heights. It is noted that, in the case of the usage of small tribunes in Eskişehir region, as the hub height increases, generated power and usability decrease whereas the capacity factor increases. It is determined that energy production has to be made with small-scale tribunes due to the low capacity factors in the usage of large-scale tribunes. Comparison of the distribution results and different commercial turbines are contributed to the literature.