Transcription
Herkese merhabalar, Rüzgar Adam'a hoş geldiniz. Ben Hala Koç, sürdürülebilir enerji mühendisiyim. Uzun yıllardır, yaklaşık 12-13 yıldır Türkiye'de rüzgar enerjisi sektöründe enerji analizleri ve ölçümleri üzerine çalışmaktayım. Bugün de Rüzgar Adam'da, enerji santralleri yatırımlarının önemli bir parçası olan enerji üretiminden bahsetmek için birlikteyiz.
Rüzgar santrali yatırımlarından, diğer santral yatırımlarından farklı olarak, girdisi yıl içinde ve yıllar arasında değiştiği için doğrudan "bu kadar girdi ile bu kadar çıktı elde edebiliyoruz" hesabını yapamıyoruz. Bunun için rüzgar santrallerine özgü olarak yaptığımız şey, çeşitli yerinde ölçümlerle geçmişe bakarak geleceği tahmin etmek.
Peki ölçümler ne demektir? Bir enerji santrali planladığımız sahada, uygun gördüğümüz lokasyonlarda, uygun gördüğümüz seviyelerde, bu uygun gördüğümüz süre boyunca rüzgar parametrelerini ölçmek ve daha sonra çeşitli mühendislik metodolojileri kullanarak bunu üç farklı boyutta, yatayda, dikeyde ve zaman içinde uzatmak suretiyle planlanan enerji santralinin enerji üretimine ulaşmak.
Ölçümlerden bahsedersek, ideal bir ölçüm kampanyası nasıl olmalıdır sorusunun cevabı, planlanan her bir türbin lokasyonunda, planlanan kule yüksekliğinde ve çok uzun yıllar, 10 yıl, 20 yıl, 30 yıl gibi sürelerde yapılmış bir ölçümdür. Ancak elbette ki ekonomik sebeplerle ve zaman sebebiyle böyle bir ölçüm kampanyası yapmak mümkün olmamakta. Bunun için çeşitli uluslararası standartlar ve uluslararası rehberler kullanarak bir ölçüm kampanyası tasarlanır.
Bu ölçüm kampanyasının minimum kriterleri vardır. Bu kriterler, ölçüm istasyonlarının saha içindeki sayısı, yeri, yüksekliği ve ölçüm süresi.
Ölçüm istasyonlarının saha içindeki sayısı nasıl kararlaştırılır? Şöyle anlatayım: Bir ölçüm istasyonunun çevresindeki alanı rüzgar bilgisi anlamında temsil edebileceği bir yarıçap vardır. Az önce bahsettiğim uluslararası rehberler ve standartlardan yola çıkarak, basit topografilerde bu temsil yarıçapı on kilometredir. Karmaşık topografilerde ise bu temsil yarıçapı sadece iki kilometredir.
Bu tam olarak ne demek? Bir ölçüm istasyonu yeterli miktarda ölçüm yaptıktan sonra, sadece etrafındaki iki kilometre yarıçapındaki bir alandaki rüzgar hakkında size bilgi verme kabiliyetine sahiptir. Dediğim gibi, karmaşık topografilerde... Burada bir parantez açıp basit topografi ve karmaşık topografinin ne olduğundan bahsedelim. Basit topografya, çok uzun mesafeler boyunca yer eğiminde herhangi bir değişiklik olmadan, farklı coğrafi elemanların yer almadığı, kısaca çok uzun süre devam eden düzlükler olarak adlandırılabilir. Karmaşık topografi ise birden çok coğrafi elemanın, yani tepelerin, vadilerin, ovaların, dağların yer aldığı, buna ek olarak birden fazla pürüzlü arazi bilgisini, yani ormanların, tarım arazilerinin, su yüzeylerinin bir arada yer aldığı alanları ifade eder.
Türkiye'de özellikle rüzgar enerjisi geliştirilen alanların çok büyük bir kısmı karmaşık topografiye girer. Bunun için Türkiye'de bir ölçüm istasyonu, rüzgar ölçüm istasyonunun temsil yarıçapının en fazla iki kilometre olduğunu düşünebiliriz.
Peki, iki kilometrede, daha doğrusu her iki kilometrelik yarıçaplı bir ölçüm istasyonunda karar verildi. Bu ölçüm istasyonlarının santral içinde tam olarak yerlerine nasıl karar veriyoruz? Lokasyonlara karar verirken en önemli şey, planlanan türbin lokasyonlarını ortalama da temsil edebilecek noktalarının seçilmesi. Yani diyelim ki bir tepeüstünde bir santral planlıyorsunuz. Ölçümün bu tepenin en yüksek noktasına yerleştirmek ilk etapta çok doğru gibi görünebilir. Ama santralimiz de belki de o noktada sadece bir tane türbin yer alacak ve kalan türbin lokasyonlarımız o tepe noktasının belki de 200-300 metre altında olacak. Bu da şu anlama gelir: Santralin büyük kısmını ölçüm direğimiz artık temsil yeteneğinden uzaktır. Onun için her zaman için ortalama da planlanan türbin lokasyonlarını temsil edecek lokasyonlarda ölçümler yapılır.
Ölçüm direğinin sayısı, yeri karar verildi. Sonraki önemli ayrıntı, ölçümün yüksekliği. Ölçüm düzeyinin yüksekliği mümkün olduğunca planlanan türbin kule yüksekliğine yakın olmalıdır. Bunun için çeşitli kaynaklarda, rehberlerde ve datalarda "kule yüksekliğinin dörtte üçü ya da üçte ikisi" gibi rakamlar görülebilir. Bir ölçüm istasyonunun kule yüksekliğinin dörtte üçü yükseklikte kurulması sektörde çok fazla görülen bir uygulama. Ancak bu biraz daha kısa kule yükseklikleri için geçerli bir uygulama. Benim gözümde son zamanlarda özellikle sektörde kule yükseklikleri çok çok yükseldiği için 3/4 değerine gittiğimiz zaman direkt yüksekliğinin de kule yüksekliğinin arasında çok büyük farklar oluşmakta. Bu sebeple benim tavsiyem, mümkün olduğunca ölçüm yüksekliğinin en fazla 20 metre aşağısında bir ölçüm yapmamız, tercihen kule yüksekliğine yaklaşabildiğiniz kadar yaklaşmamızdır.
Ölçüm istasyonlarının bu sayısına karar verdik, yerine karar verdik, yüksekliğine karar verdik. Şimdi ölçüm istasyonu üzerindeki konfigürasyona karar verme zamanı geldi. Ölçüm istasyonu dediğimiz, şöyle temelden neyi ölçüyoruz? Bir, rüzgarın hızını anometre adlı bir sensörle. İki, rüzgarın yönünü. Üç, ortam sıcaklığı, hava basıncı ve bağıl nem değeri. Bu değerlerin tamamı en nihayetinde enerji analizleri yapılacağı esnada bir anlam ifade edecek. Rüzgarın hızı ve yönü sizin santralinizin üretim değerini ve yerleşimini çok etkileyecek en önemli parametre. Elbette ki sıcaklık, nem ve basınç değerleri ise santralde, santrali planladığınız alandaki hava yoğunluğu adını verdiğimiz çok önemli bir değeri etkiliyor. Ama hava yoğunluğu, hepimizin çok iyi bildiğini düşündüğüm en basit 1/2 * rho * V küp formülündeki hava yoğunluğu, birebir gücü etkileyeceği için santralinize kurduğunuz yerdeki hava yoğunluğunun ne olduğunu bilmek isteyeceksiniz. Enerji çıktığımızda öğrenebilmek için.
Bu sensörlerin dışında bir rüzgar santrali, bir ölçüm direği üstünde başka neler var? Yukarıdan aşağıya gelirsek, tabii ki öncelikle bir ölçüm direğinin gövdesi var. Bir yıldırım yakalama çubuğu var. Bir havacılık ışığı var. Sensörlerin direğe bağlanacağı yan kollar ya da bir tepe kol olabilir. Bunlar var. Bir sabit tutabilmek için kullanılan gergi telleri var ve aşağıda da bir veri kaydetme cihazı var. Yukarıdan aşağıya saydığım bu yıldırım yakalama, bu kolları, gergitelleri... Bunlar şu açıdan önem arz ediyor: Direkt üstünde kurduğunuz sensörlerin birbirlerinden, direkten ya da direğin üstündeki diğer parçalardan etkilenmeyecek şekilde kurulması gerekmekte. Bunun için kullanabileceğimiz IEC, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından yayınlanmış 61400-12-1 numaralı standarttır. Bu standardın ekinde her bir sensörün diğer sensörlerden ya da direkten minimum etkilenecek şekilde nasıl kurulması gerektiği ile ilgili detaylı bilgiler var.
Peki, bu şekilde kısa ölçüm istasyonu üzerinde sensörleri yerleştiriyoruz. Ama kaç sensörle, hangi seviyelerde ölçüm yapacağız? Minimum gereklilik, olmazsa olmaz hali, en az 2 seviye. Bir TP seviye, bir daha aşağı bir seviyede de hız. En az iki seviyede rüzgar yönü ve bir seviyede sıcaklık, basınç, nem ölçümü. Ancak benim tavsiyem, enerji analizleri esnasında belirsizlikleri düşürebilmek için ve daha fazla bilgiye sahip olabilmek için minimum 3 seviyede rüzgar hızı ölçümü, minimum 2 seviyede rüzgar yönü ölçümü ve tercihen 2 seviyede sıcaklık ölçümü. Çünkü sektörde yeni yeni kullanılmaya başlanan bazı modelleme araçları, iki farklı seviyede yapılan sıcaklık ölçümleri ile saha ile ilgili daha fazla bilgiye sahip olabiliyorlar.
Ölçüm direğinin sayısına karar verdik, yerine karar verdik, yüksekliğine karar verdik, sensörlerin konfigürasyonuna karar verdik. Artık ölçüm kampanyamızı başlatabilecek durumdayız. Ölçüm kampanyası başladıktan sonra ne kadar süre ölçüm yapacağız? Minimum bir yıl. Bir yılın önemi şu: Sezonlar arasındaki rüzgarın tüm değişkenliğini görmek istiyoruz. Onun için minimum dört mevsimi de kapsayan bir ölçüm yapmak zorundayız.
Ölçüme başladık. Peki bu bir yıl boyunca direği kaderine terk ettik, orada ölçüm yapsın mı? Hayır. Sürekli olarak, tercihen haftalık periyotlarla ölçüm verileri bir kalite kontrol sürecinden geçmeli ve direk, direk üzerindeki sensörlerde eğer herhangi bir bozulma vesaire bir problem gelirse bunlara hızlı ve biçimde müdahale ederek sensör değişimleri yapılmalı ve direk ölçümünün sürekliliği sağlanmalı. Çünkü yapacağınız kısa süreli ölçüm, mümkün olduğunca çok yüksek bir kullanılabilirlik yüzdesiyle elinizde olmasını isteyeceksiniz. Enerji analizleri esnasında yani bir direk sensörleri bozuldu ve bir yıllık verinin içinde elimizde sadece %50 kullanılabilir veri kaldıysa, aslında %1 yıllık verinin çok daha kısa süreli bir verisi var ve bu da bir ölçüm istasyonu konunun verileriyle birlikte bir enerji analizi yaptığınız zaman size yeterli bilgiyi sağlayacaktır.
Bir yılımızı bitirdik. Elimizde kullanılabilir, iyi kullanılabilirlik yüzdesiyle bir yıllık veri var. Artık sıra enerji analizlerine geldi. Enerji analizinin ilk aşaması tabii ki çok detaylı bir veri analizi. Bir ölçüm yaptınız ancak yaptığınız ölçüm sahadaki çeşitli şeylerden etkilenmiş olabilir. En basit, sensörlerinizde diyelim ki buzlanma sebebiyle bazı veri kayıpları olabilir ya da çeşitli elektriksel arızalar sonucu çeşitli veri kayıpları olabilir. Bazı noktalarda sensörünüz çevredeki herhangi bir şeyden etkilenmiştir, bir kuş konmuştur sensörünüze, en basitinden sensörünüz doğru ölçüm yapmamıştır. Bunların tamamının veriden ayıklanması ve elinizde kullanılabilir, tertemiz, size saha hakkında doğru bilgi verebilecek bir veri seti olması gerekiyor.
Bu veri seti özellikleri neler? Şöyle bakalım: Bir, kısa süreli (yani bir yıllık bir ölçüm olduğunu varsayarak söylüyorum). İki, belli bir yükseklikte. Üç, saha içinde belli bir noktada. Bir enerji analizi yapmak için temiz olan ilgi, bizim her bir planlanan türbin lokasyonunda, kule yüksekliğindeki uzun dönem rüzgar bilgisi. Bunun için ölçüm istasyonu lokasyonundaki kısa süreli ve kule yüksekliğinden farklı ölçüm yapıldıysa, farklı yükseklikteki veriyi üç boyutlu uzatacağız: Bir, yatayda. İki, dikeyde. Üç, zaman içinde.
İlk yaptığımız şey bunu zaman içinde uzatmak olacak. Bu metodolojinin ismi "MESP" olarak geçer, "Measure, Correlate, Predict" yani "Ölç, İlişkilendir, Tahmin Et". Yaptığımız şey, kısa süreli ölçüm verisini uzun dönem bir veri seti ile karşılaştırmak. Bu ikisi arasındaki ilişkiyi daha sonra uzun dönem veri setine uygulamak suretiyle elimizdeki kısa dönem ölçüm verisinin uzun dönemi temsil edebilmesini sağlamak.
Bu kullanabileceğimiz uzun dönem veri setleri neler? Eğer etrafta varsa, güvenilir yerinde ölçümler olabilir. Bunların gerçekten uzun yıllar olması gerekiyor. Uzun yıllardan kastımız 10 yıl, 20 yıl, 30 yıl. Ellerinde ölçüm yok ise, çeşitli kamuya açık ya da ücretli kaynaklardan sentetik veri setleri elde edilebilir. Bu veri setlerini kullanarak yapmış olduğunuz ölçümün uzun dönemli arasındaki ilişkiyi belirlersiniz ve az önce söylediğim gibi bunu uzun dönem veri setine uygular, hem elinizde uzun dönemi temsil ettiğine inandığımız bir veri seti oldu.
Şimdi geldiğimiz noktadan, santral içinde, santral sahası içinde ölçüm noktanızda uzun dönemi temsil eden ve ölçüm yüksekliğinde bir veri seti var. Bu veri setinin içinde hangi bilgiler var diye sorarsak: Bir, uzun dönem rüzgar hızı. İki, uzun dönem rüzgar yönü. Üç, çok önemli bir parametre olan türbülans ve hava yoğunluğu. Bu iki parametrenin önemi şu: Türbülans, türbin seçiminizi doğrudan etkileyecek. Hava yoğunluğu ise enerji üretimi hesaplamalarını doğrudan etkileyecek. Bunları bir süre sonra geleceğiz.
Elimizdeki uzun dönem rüzgar ve yön verisini şimdi planladığımız kule yüksekliğine çıkartmak durumundayız. Bunun için neyi kullanıyoruz? Aynı zamanda geçmişe bakıp geleceği tahmin ettiğimiz gibi, yükseklikte de alt seviyedeki sensörlere bakmak suretiyle, alt seviye sensörler arasındaki rüzgarın yerden yükseldikçe hızındaki değişime bakarak, ağız son ölçüm sensörü yüzden sonraki yüksekliklerde rüzgarın nasıl bir profil izleyeceğini değerlendiriyorsunuz. Bunu manuel olarak yapabileceğiniz gibi, çeşitli yazılımı modelleme yazılımlarının ön kendi içindeki modellemeleri, yani dikeydeki modellemeleri kullanarak bunu ölçümlerinize uygun hale getirmek üzere yazılımların içindeki çeşitli parametreleri değiştirme yolunda seçebilirsiniz. Bunlar tamamen her bir projeye özel olarak enerji analisti tarafından verilecek kararlar. Bunlar için genel bir maalesef kural yok. Enerjinin birçok aşamasında olduğu gibi, bunda da enerji analizini yapan analistin vermesi gereken kararlardan bir tanesi manuel mi devam edilecek, yoksa modelleme programıyla, modelleme programının çıktılarına mı güvenilecek şeklinde.
Her iki metotla da verinizi kule yüksekliğine yükselttiğiniz varsayarsak, şu anda elimizde olan şey nedir? Ölçüm direği lokasyonunda uzun dönem ve kule yüksekliğinde bir ölçülmesi, yani rüzgar hızı ve rüzgar yönü verisi. Artık ihtiyacımız olan şey, ölçüm direği lokasyonundaki verinin sahanın kalanına aktarılması. Bunun için çeşitli modelleme yazılımları kullanılıyor. Sektör standardı olan ama bazı lineer yazılımlarla birlikte son yaklaşık 5-10 yıldır gibi sıklıkla kullanılan, Türkiye gibi karmaşık topografya sahip alanlarda daha iyi sonuç verebileceğini düşündüğümüz, hesaplamalı akışkanlar dinamiği üzerine kurulmuş çeşitli modelleme yazılımları var.
Bu yazılımların yaptığı şey temelde, bölgenin, yani santral sahanın, sadece santral sahasında değil tabii ki, santral sahası ve onun yaklaşık 15-20 kilometre etrafındaki topografik özellikleri dikkate alarak ve ölçüm lokasyonundaki topografik özellikleri dikkate alarak, bu ölçüm lokasyonundaki veriyi, ölçüm verisini santral sahasında belirlediğiniz diğer noktalara taşıma becerisine sahip yazılımlar. Ve bu yazılımlarla ilgili söylenmesi gereken şey şu: Sanırım burada gerçekten uzmanlık isteyen, hata yapılması durumunda enerji analizi sonuçlarını birebir etkileyecek ve çok yanlış sonuçlar verebilecek yazılımlar. Onun için çok dikkatli kullanılmaları, yazılım üreticilerinin tavsiyeleri doğrultusunda kullanmalarında çok büyük fayda görüyorum.
Şimdi modelleme yazılımından da çıktıktan sonra elimizde artık ne var? Santralin uygun gördüğünüz her bir noktasındaki, buna bir grid diyoruz çoğu zaman, yani bir santralde genel itibariyle 15-20 metrede bir, her bir lokasyonda planladığımız türbin yüksekliğinde rüzgar değerlerine artık sahipsiniz. Bu da şu anlama geliyor: Artık santral yerleşimini yapmaya hazırsınız.
Bu santral yerleşimini yaparken neye dikkat ediyoruz? Elbette ki en önemlisi, santraldeki en yüksek rüzgarlı lokasyonlara türbinlerimizi yerleştirmek isteyeceksiniz. Ama bu tek başına yeterli değil. Birçok idari ve daha da önemlisi teknik kısıtlar var. Santralinize yerleşimini yaparken teknik kısıtlardan başlarsak: Bir, yer eğimi. Türbini çok önemli lokasyonlara maalesef yerleştirme şansınız, türbin üreticisinin uygun gördüğü eğimi bulup sahamızda onun bu eğimi sağlayabileceğiniz lokasyonlara türbini yerleştirmek durumundasınız. İkincisi ve çok çok önemli, sektörde çok fazla duyacağınız konulardan bir tanesi, türbinler arası mesafe. Türbinler arası mesafeye karar verirken de burada devreye giriyor ve çok önemlidir. Hakim olmayan rüzgar yönlerinde türbinin üç rotor çapı kadar bir mesafe bırakıp, hakim rüzgar yönü üzerinde ise türbin üreticisinin yönlendirmesi doğrultusunda 5'te ya da 7'de gibi, yani 5 rotor çapı ya da 7 rotor çapı gibi mesafeler bırakmanız gerekiyor.
Bu mesafelerin önemi nedir? Bir, bir türbini rüzgar çarptıktan sonra artık suyun arkasında aynı enerji potansiyeline sahip değildir rüzgar. Daha düşük bir enerji potansiyeli ile bir sonraki türbini çarpar. Bu da arkasında kalan ilk türbinin arkasında kalan türbinlerin artık daha düşük enerji üreteceği anlamına gelir ve enerji analizlerinde "wake kaybı" dediğimiz, Türkçeye bazı kaynaklarda "iz kaybı" olarak çevrilmiş olan kayba yol açar. Türbinleri birbirine çok yakın yerleştirmeniz durumunda, santralinizdeki bu kayıplar çok çok yükselecektir.
Türbinlerin sadece kayıplarda değil, birbirine çok yakın olan türbinler, bir türbini çarpıp arkasına geçen rüzgardaki türbülans değerleri de artıracağı için, arkadaki türbinlerde, en rüzgar esmiş yönünde konuştuğumuz zaman, arkadaki türbinlerde eklenen ortam türbülansına ek olarak bir de diğer türbinlerden gelen bir türbülans oldu. Bu kadar fazla yük, mont ürünlerinize, birbirine çok yakın ise, bu kadar fazla yük sonucunda türbininiz artık türbin üreticisinin tasarım parametrelerini yavaş yavaş dışına çıkmaya başlayacaktır ve belki de türbininiz o sahada hiç çalışamayacak ya da uygun olsa bile bazı noktalarda türbin üreticisi türbinlerine çeşitli kapatma stratejileri uygulayabilecektir. Bunların önüne geçmek için yapılabilecek en iyi şey, türbin üreticisinin yönlendirmeleri doğrultusunda minimum türbinler arası mesafeye saygı duyarak türbin yerleşimi yapmaktır.
Bu teknik kısıtların yanı sıra sahada dikkat etmeniz gereken elbette ki idari kısıtlar da var. Bunları burada çok fazla girmeye gerek yok ama yollar, uzaklığımız, su göllerine uzaklığımız, yerleşim yerlerine uzaklığımız, enerji üretim hatlarına uzaklığımız vesaire. Bunların tamamı çeşitli yönetmeliklerle vesaire belirlenmiş olarak bir yerlerde yazıyor. Bunlara uygun bir biçimde santralin tasarımı yapabiliyorsunuz.
Santralin tasarımı yaptık. Bu arada hangi türbin tipini kullanmaya nasıl karar verdik? Bundan da bir miktar bahsedelim. Elinizde sahanıza ait bir rüzgar hızı değerleri var, uzun yılların ortalaması. Arka ölçümlerden elinizde çok bahsetmedik burada ama bazı maksimum rüzgar hızı dediğimiz çeşitli değerler de elinizde olacak. Bunların yanında bir de türbin serisi var elinizde. Tüm bunları kullanarak sağınıza uygun türbini seçmeniz gerekiyor. Sağa uygun türbini seçmek için yine başvuracağınız kaynak, IEC'nin yayınladığı, bu sefer 61400-1 nolu standart. Bu standartta rüzgar hızları anlamında 3 sınıf, türbülans anlamında ise yine 3 sınıf. Rüzgar hızları anlamındaki sınıflar Class 1, 2, 3 olarak geçer. Türbülans anlamındaki sınıflar ise A, B, C olarak geçen. Yani Class A'daki türbin en yüksek türbülansa dayanıklı olacaktır. Class 1'deki türbin en yüksek rüzgara dayanabilecek. Türbinlerinizi sahaya uygun seçerken sadece ölçüm direği noktasında değil, olası tüm türbin lokasyonlarındaki klaslara dikkat etmeniz gerekiyor. Çünkü ölçüm direği noktasında diyelim ki Class 2 olan bir ölçüm, belki bunu yükselttiğimizde ya da yatayda uzattığınızda elinize başka noktalarda Class 1 olarak karşımıza çıkabilir. Onun için her bir türbin noktasında, planlanan türbin noktasında aslında bakarsanız bir Class değerlendirmesi yapmak gerekiyor.
Uzun ve bu ölçümleri yaptık. Elimizde artık bir santral tasarımı da var. Her bir türbin lokasyonundaki ölçüm değerlerine sahibiz, uzun dönem ölçüm değerlerine sahibiz. Artık enerji analizi kısmına tam olarak geldik. Enerji analizinde kullanacağımız şeyler, her bir türbin lokasyonundaki rüzgar hızının dağılımı, yani yıl içindeki dağılımı. Her bir rüzgar hızının yıl içinde yüzde kaç estiği şeklinde bir dağılımdır bu. Ve önemli bir parametre olan "power curve" yani "güç eğrisi". Power yani güç eğrisi ne olduğundan bir miktar bahsedelim. Sadece türbin üreticisinin sizden gelen üstünde, belki de enerji analizin herhangi bir aşamasında tek bir değişiklik de yapamayacağınız, tekrar bu olacak. Türbin üreticisinin türbinin güç eğrisi tasarımı, testleri vesaire esnasında oluşturduğu, her bir rüzgar hızına tekabül eden türbinin güç çıktısını veren bir tablo aslında "power curve" dediğimiz tablo.
Elimizde ölçümlerin sonucunda her bir rüzgar hızının yıl içinde esme yüzdesi ve türbinünüzün "power curve" dediğimiz her bir rüzgar hızında ne kadar güç üreteceğine dair bir özet tablo olduğunda, doğal olarak bu iki bilgi birleştirerek her bir türbin lokasyonunda bir yıl boyunca ne kadar üretim üreteceğimizi ve bunu daha sonra tabii ki zamanla birleştirerek enerjiye çevirebileceğimiz bir değer elde etmiş oluyoruz. Bu noktada elimize geçen değer, bir yıllık santralin brüt enerji üretimi. Ve o bizim için yeterli mi? Hayır, yeterli değil. Çünkü fizibiliteye girmesini isteyeceğiniz değer, satabileceğiniz, gelir elde edebileceğiniz net enerji üretimi olacak. Brütten nete giderken her türbin elektrik santralindeki olduğu gibi, aradaki kayıplar ve kesintileri hesaplamamız gerekiyor.
Bir rüzgar enerjisi santralindeki temel kayıplar neler? Bunlara bakalım. En önemlisi, bir önceki bölümde bahsettiğimiz "wake" kayıpları. Yani santralde sadece türbinlerin lokasyonu ve rüzgar yönüne bağlı olarak mecbur kaldığımız, sadece türbinlerin arasını açmak suretiyle bir miktar azaltabileceğiniz ancak hiçbir zaman sıfırla yapmayacağınız bir kayıp. Bu sadece santral için de mi mevcut? Hayır, değil. Eğer santralin etrafında başka rüzgar enerjisi santralleri varsa, onların da sizin santralinize bir miktar etkisi olacaktır. Bunların hesabı kapatmak zorundasınız.
Brütten sonraki ilk kayıp olan wake kaybını düştük diyelim. Bir sonraki aşama artık "availability" kayıpları. Türbininiz hem de ürettiğimiz enerjiyi besleyeceğiniz şebekenin belirli "availability" değerleri olacaktır. Bunun üzerinde konuşursak, bu türbin üreticisi ile yapacağınız anlaşmaya bağlı olarak, şu anda Türkiye'de %95-97 bandında değerleri ulaşabileceğiniz bir değer. Bu şu anlama geliyor: Türbin üreticisi, yılın bu kadar zamanında çeşitli hesaplamaları var, bunun sözleşmelerin içinde bulunan formülasyonları var ama türbinin %95 ya da %97 miktarda çalışılabilir, çalışabilir haldeki türbin üzere servis vesaire gibi sebeplerle enerji üretebileceğini varsayıyoruz.
Peki türbinin dışındaki diğer "availability" kayıpları neler? Bir santralinizin "availability" modeli, yani kendi santralinizin "balance of plant" dediğimiz diğer elektriksel altyapısı ve zamanla şebekenin "availability" modeli. Bunlar da şu anda Türkiye'de standart olarak, daha doğrusu insanlar değil ama genel kabul gören bir tarihte toplamda %1 gibi bir değere tekabül ediyor. Aslına bakarsanız buna ek olarak ne gibi kayıplar var? Santralde susayan her santralin kayıpları büyük ölçüde kendine özgü ama ama ama hemen hemen her santralde mutlaka göreceğiniz kayıplar da var. Bunlardan bir tanesi de çevresel kayıplar.
Çevresel kayıplar ne olabilir? Bir, ön çok soğuk bir iklimde bir santral kuruyorsanız, bunların en önemlisi buzlanma olacaktır. Buzlanma nedeniyle türbininiz durabilir, enerji üretimi azalabilir. Buzlanma sebebiyle oluşacak kayıplarla ilgili bir türbinin buzlanma esnasında nasıl bir tepki vereceği ile ilgili tüm üreticisinin yönlendirmesine muhtaçsınız. Türbin üreticisi, her bir türbin üreticisinin buzlanma altındaki türbin çalıştırma parametreleri farklı. Bunun dışında, öyle yüksek ve düşük sıcaklık kayıpları olabilir. Bunlar her bir türbinin bir çalışma aralığı vardır. Bu aralıkların dışına sıcaklıklar çıktığı zaman türbin kendini korumak için kapanacaktır. Bunları hesaplayarak çevresel kayıtlarınızı oluşturabilirsiniz.
Buna ek olarak çevresel kayıplardan sonra türbini, örneğin yasal gereklilikler nedeniyle, ses, çevredeki bir yerleşim merkezine yarattığımız gölge etkisi olabilir ya da tamamen tüm üreticisinin türbini korumak için aldığı kararlar neticesinde bir kapatma stratejisi uygulanmış olabilir. Türbininiz çalışabilecek durumdayken yasal gereklilikler nedeniyle veya teknik nedenlerle kapanabilir. Bunların kayıpları eklenir ve hepsini ayrıca tabii ki unutmamak gerekir ki bir de iletim kayıpları var. Hem santralin içindeki kablo kayıpları ve trafo kayıpları, bir de santralden sonraki iletim kayıpları var.
İdari en sonunda bunların dışında santralinize özgü olabileceğini düşündüğünüz, yani rüzgar esiyor ancak bir biçimde o türbini çalıştıramayacağınız koşulları göz önünde bulundurmamız gerekiyor. Ne o? Öyle çok zorlu koşullara olan bir yerde bir santral tasarlamışsınızdır, sahaya erişim mümkün olmayacaktır, yollar kapanacağı için oturup kayıplar olabilir ya da saha türbin tasarım parametrelerini dışında bir belki de türbülans vesaire değerine sahiptir. Bunun için türbinin güç arasında bazı sapmalar görebileceksiniz. Onlar tamamen o sahaya özgü, o sahanın parametreleri değerlendirilecek ve tecrübeli bir analistin karar verebileceği değerler olacaktır.
Bunları yaptık. En sonunda elimize geçen değer artık santralinizin net enerji üretimi. Peki, yeterli mi? Hayır, değil. İyi bir enerji analizini yaparken, ölçüm lokasyonundan başlayarak aldığımız her bir karar, yaptığımız her bir hesaplama, attığımız her bir adım çeşitli belirsizlikler içerir ve bu belirsizliklerin tamamının elinizdeki net enerji üretimi üstünde bir etkisi vardır. Bu etkiyi ifade etmek için geliştirilmiş olan bir metot, "probability of exceedance" dediğimiz, yani aşma olasılığı. Santralin belli bir yüzeyin üstünde bir olasılıkla o üretimi yapıp yapmayacağına dair çeşitli değerler elde ederiz. Net dediğimizde, yani burada P50 olarak adlandırılır. Bu da şu anlama gelir: %50 olasılıkla bu net değer ve üstüne santral üretebilecek kapasitededir. Sektör standardı olarak çok kullanılan iki farklı değer daha vardır. Onlardan biri P75, diğeri ise P90. P75 aynı P50 olduğu gibi, %75 olasılıkla santralimiz bu değer ve üstünde üretecektir. P90 da %90 olasılıkla bu değer ve üstünde üretecektir. P90 özellikle finansman aşamasında çok çok önemli olacak bir değer. Çünkü finans kuruluşları haklı olarak en kötü senaryoya göre projenizi değerlendirmek isteyeceklerdir.
Peki, P50'den yola çıkarak P75'e, P90'a nasıl gidiyoruz? Bundan bir miktar bahsedelim. Belirsizliklerden bahsettik. Yaptığımız her bir adımın, her bir aldığımız kararın, uyguladığımız metodolojinin her ne kadar standartlar dahilinde olursa olsun bir belirsizliği var dedik. Bu aşama aşama belirsizliklerden bahsedelim. Bir, ölçüm belirsizliği. Bu sadece ölçüm yaptığımız için rüzgar hızımızda ölçülmüş bir değer olduğu için bir belirsizlik var aslında. Çünkü asla gerçekten oradaki rüzgar hızına tam olarak ölçüp hiçbir şeyden etkilenmeden ölçüp analizlerinizi aktarmalı söz konusu bile değil. Bunun için sensörünüz direkten etkileniyor, üstünde durduğu koldan etkileniyor, diğer sensörlerden etkileniyor ve kullanılabilirlik yüzdesi düşük olabiliyor vesaire vesaire vesaire gibi ölçüm içindeki her türlü en ideal olsun ya da idealden sapsın ayrıntının getirdiği çeşitli standartlar dahilinde belirlenmiş rakamlarla bir belirsizlik var. Ölçüm belirsizliği, rüzgar hızınızın üzerinde bir belirsizlik olarak duruyor.
Bundan sonraki aşamamız, ölçüm verisinin analizinden sonra yaptığımız şey neydi? Veriyi zamanda uzatmak. MESP metodolojisine uygularken aldığınız bazı kararlar var. Kullandığınız bir dışarıdan gelen veri seti var. Bunların ikisinin arasındaki ilişkinin kalitesi vesaire gibi değerler var. Bunların tamamı, yine uzun dönem metodolojisi belirsizliği olarak enerji analiz sonucunuzda yansıyor. Bu uzun dönem belirsizlikten sonra bir başka belirsizlik, sürekli bir önceki işlemlerde yaptığımız adımları takip edecek. Bu şekilde veriyi, kule yüksekliğinin, ölçüm direği yüksekliğinden kule yüksekliğine iletirken yaptığınız işlemlerin bir belirsizliği var. Ondan sonrasında bu, özellikle Türkiye gibi kompleks topografya sahip alanlarda en büyük belirsizlik kalemlerinden bir tanesidir. Ölçümün yatayda bir yer noktaları aktarılırken, yani modelleme belirsizliği dediğimiz şey, ölçüm noktasındaki rüzgarı diğer noktalara aktarırken çok fazla karmaşık coğrafi eleman, topografik eleman işin içine girdiği için ve en nihayetinde kullandığımız modelleme yazılımlarında belli kısıtları olduğu için büyük bir belirsizlik kalemi de yataydaki modellerden gelmektedir. Bunların dışında da yine tüm attığımız adım gibi belirsizlikler devam ediyor. Üçüncüsü, türbin üreticisinin size bir güç eğrisi sunuyor ama bu güç eğrisinde belli bir miktar belirsizliği var içinde. Bununla ilgili açıkça sıfır standart yok. Genel itibariyle analistler kendi tecrübelerine ya da danışman şirketler kendi tecrübelerine dayanarak çeşitli türbülans markaları, modelleri vesaire için belirsizlik değerleri atıyorlar. Power curve'da belirsizliğini geçtik. Enerji üretimindesiniz, brütten nete gidiyorsunuz. Artık şebeke atladığınız kayıp değerlerinde belli belirsizlikler var. Bu belirsizlikleri de uyguladıktan sonra en nihayetinde çeşitli istatistiki yöntemleri kullanarak uyguladığımızda bu nokta P75 ve P90 değerleri oluyor. P90'ı elde ettikten sonra artık projeniz enerji analizi anlamında fizibiliteye girmeye hazır bir hale gelmiş oluyor.
Dinlediğiniz için teşekkürler. Rüzgarla kalın, dostça kalın, hoşça kalın.
[Müzik]