Offshore Rüzgar Enerji Santralleri. Offshore rüzgar santralleri Rüzgar enerjisi potansiyeli bakımından deniz üzeri alanlar karalara göre daha zengin olduğu.

... konulu sunumlar: "Offshore Rüzgar Enerji Santralleri. Offshore rüzgar santralleri Rüzgar enerjisi potansiyeli bakımından deniz üzeri alanlar karalara göre daha zengin olduğu."— Sunum transkripti:

1 Offshore Rüzgar Enerji Santralleri

2 Offshore rüzgar santralleri Rüzgar enerjisi potansiyeli bakımından deniz üzeri alanlar karalara göre daha zengin olduğu için denizlerde de denizüstü (offshore) rüzgar enerji santralleri kurulmaya başlanmıştır. İlk etapta kıyıdan uzaklığı 10 kilometreyi ve derinliği 10 metreyi geçmeyen alanlarda offshore rüzgar enerji santralleri kurulmuştur. RÜZGAR ENERJİSİ

3 Offshore rüzgar santralleri İlk deniz üstü rüzgar enerji santrali 5 MW kurulu güce sahip Danimarka'da Looland Adası yakınlarında kurulan Vindeby rüzgar enerji santralidir. 2002'de Danimarka'da kurulan Horn Rev RES 160 MW kurulu güç ile dünyadaki en büyük offshore RES'lerden birisidir. 2007 sonu itibariyle offshore RES'lerin kurulu gücü 1079 MW'a ulaşmıştır. RÜZGAR ENERJİSİ

4 İlk deniz üstü rüzgar enerji santrali Vindeby RES-Danimarka RÜZGAR ENERJİSİ

5 Offshore rüzgar santralleri Deniz üstü yatırımlarda geçtiğimiz senelere göre gözle görülür seviyede bir artış meydana geldi. Avrupa Rüzgar Enerjisi Birliği (EWEA) verilerine göre 2013'ün ikinci yarısı itibari ile Avrupa'nın deniz üstü rüzgar enerjisindeki kurulu gücü 6 GW'ı aşmıştır. 2020 yılında AB'deki toplam kurulu rüzgar gücünün 180 bin MW'a ulaşacağı öngörülmektedir. 180 bin MW'lık öngörünün 140 bin MW'ı onshore, 40 bin MW'ının ise offshore sistemlerden oluşacağı tahmin ediliyor. 2030 yılında AB'de tüm elektrik ihtiyacının yüzde 10'nun offshore rüzgar türbin sistemleri ile karşılanması hedeflenmektedir. RÜZGAR ENERJİSİ

6 Offshore rüzgar santralleri Dünyanın en büyük deniz üstü rüzgar enerjisi tarlası İngiltere'nin Kent ve Essex şehirlerinin kıyılarından 20 km uzaklıkta kurulan London Array santralı 100 km karelik bir alanı kaplıyor. Toplam kurulu gücü 630 MW olan santralde Siemens tarafından sağlanan 3.6 MW gücünde ve 120 metrelik kanat uzunluğuna sahip 175 rüzgar türbini kullanılmıştır. İnşası Aralık 2012'de tamamlanmıştır.

7 London Array offshore RES RÜZGAR ENERJİSİ Kurulu gücü: 630 MW Her biri 3.6 MW gücünde 175 rüzgar türbini kullanılmıştır.

8 Offshore rüzgar santralleri Santralin yıllık olarak, İngiltere'deki 500 bin konutun elektrik ihtiyacını karşılayacak düzeyde elektrik üretmesi ve 900 bin tonluk karbondioksit salımının önüne geçerek, 300 bin otomobilin trafikten çekilmesine denk şekilde çevreye katkı sağlaması öngörülüyor. RÜZGAR ENERJİSİ

9 Offshore rüzgar santralleri Offshore projeleri ağır çevresel etkenler nedeniyle bir çok anlamda özellikli sorunlar içeren projelerdir. Kıyıdan uzakta gerçekleştirilen offshore yapıları sürekli ve tekrarlı olarak etkiyen rüzgar ve dalga yüklerinden kaynaklı aşırı yüklere maruz kalırlar. Offshore yapıları alanında yapısal detayların, boyutlandırmanın ve yapı üretim aşamalarının projelendirilmesi başlı başına bir uzmanlık alanı olarak karşımıza çıkmaktadır.

10 Kara üstü (onshore) ve offshore rüzgar enerji santralleri arasındaki farklar Offshore bölgelerde daha kararlı ve yüksek rüzgar hızlarının bulunması sebebiyle daha fazla enerji üretimi yapılabilmektedir. Offshore rüzgar enerji santrallerinin montaj maliyeti onshore sistemlere göre daha yüksektir. Offshore rüzgar enerji santrallerinde işletme ve bakım maliyetleri daha yüksektir. Offshore rüzgar enerji santrallerinde deniz koşullarından kaynaklı çeşitli lojistik problemlerle karşılaşılabilmektedir. RÜZGAR ENERJİSİ

11 Bir offshore RES için fizibilite etütleri yapılırken yukarıda ifade edilen bu farklılıklar mutlaka dikkate alınmalıdır. Ayrıca yukarıdaki sistemler arası farklılıklara ek olarak bazı temel parametreler de fizibilite etütleri sırasında incelenmelidir. Bunlar: Deniz üzerindeki rüzgar enerji potansiyeli Deniz derinliği Kıyıya uzaklık Askeri kullanım Balıkçılık Deniz trafiği Boru hatları ve kablolar RÜZGAR ENERJİSİ Fizibilite etütleri

12 Deniz Üzeri Rüzgarların Özellikleri Deniz üzerinde esen rüzgarlar bazı özellikleriyle kara rüzgarlarından ayrılmaktadırlar. Deniz üzerindeki rüzgarların en temel karakteristik özellikleri kara rüzgarlarına göre hızlarının daha yüksek olmasıdır. Yapılan çalışmalar sonucu deniz üstü rüzgar hızlarının en yakın kara parçasından yüzde 20-25 daha yüksek çıktığı görülmüştür. Deniz üzerindeki pürüzlülüğün kara üzerinden daha düşük olması sebebiyle, rüzgar akışının türbülans yoğunluğu daha düşüktür. RÜZGAR ENERJİSİ

13 Offshore rüzgar santralleri RÜZGAR ENERJİSİ

14 Offshore rüzgar santralleri RÜZGAR ENERJİSİ

15 Biggest constructed offshore wind farms in EU. RÜZGAR ENERJİSİ

16 Evolution of the offshore wind energy and future trend. RÜZGAR ENERJİSİ

17

18

19

20

21

22 Offshore Rüzgar Türbinlerinin Özellikleri Offshore ve onshore rüzgar türbinleri arasında bazı teknik farklılıklar bulunmaktadır. Bu farklılıkların başında offshore sistemlerde korozyondan korunabilmeleri için yapılan özel dış koruma kaplaması yer almaktadır. Offshore sistemler denizin içine kuruldukları için, yüksek nem ve tuzlu çevre koşullarına bağlı olarak, rüzgar türbin yüzeyinde etkin bir dış koruma uygulaması zorunludur. RÜZGAR ENERJİSİ

23 Offshore Rüzgar teknolojisinin gelişimi RÜZGAR ENERJİSİ

24

25

26 Onshore rüzgar türbinlerinin yerleşim yerlerine de yakın olarak kurulabileceği dikkate alınarak başta kanat tasarımı olmak üzere tüm sistem gürültüyü azaltacak şekilde tasarlanmaktadır Offshore rüzgar türbinlerinde ise tasarımın temel amacı gürültüden ziyade optimum aerodinamik verimin alınabilmesidir. Bu sebeple offshore rüzgar türbinlerinin kanat hızları onshore sistemlere göre daha yüksektir. Kanat hızlarının artırılması aşağıda ifade edilen gereklilikleri de beraberinde getirmektedir. i. Kanat katılığının (solidity) azalması sonucu kanadın süpürdüğü alanın düşmesi ve dolayısıyla kanat boyunun kısalması ii. Kanadın süpürdüğü alanının düşmesi sonucu rüzgar türbini çalışmıyorken kanat üzerine etkiyen kuvvetlerin azalması iii. Dişli kutusu, ana yatak gibi mekanik aksamın küçülmesi RÜZGAR ENERJİSİ

27 Maliyet karşılaştırması Offshore RES en büyük maliyet parametrelerinin başında türbinlerin temel inşası ve deniz altından en yakın kara parçasına çekilen iletim hatları oluşturmaktadır. Offshore RES'lerin maliyetini belirleyen, tesisin karaya uzaklığı ve kurulacağı derinliktir. Çünkü bu faktörler temel ve iletim bağlantı maliyetlerini belirleyen temel faktörlerdir. Offshore RES'lerin yatırım maliyetleri dağılımı Onshore RES'lerden biraz daha farklıdır. Örneğin onshore bir rüzgar türbininde yatırım maliyetinin yüzde 68'ni rüzgar türbini ve yüzde 9'nu temel inşası oluştururken; offshore sistemlerde bu oranlar yüzde 33 ve yüzde 24 şeklinde dağılmaktadır. Ayrıca offshore RES toplam yatırım maliyetleri onshore sistemlere göre daha yüksektir. RÜZGAR ENERJİSİ

28

29

30

31

32 Rüzgar çiftliği enerji toplama sistemleri 4 şekilde tasarlanır. 1. Radyal sistemler 2. Tek taraflı ring sistemleri 3. Çift taraflı ring sistemleri 4. Yıldız sistemleri RÜZGAR ENERJİSİ

33 Radyal tasarım RÜZGAR ENERJİSİ

34 Tek taraflı ring tasarım RÜZGAR ENERJİSİ

35 Çift taraflı ring tasarım RÜZGAR ENERJİSİ

36 Yıldız tasarım RÜZGAR ENERJİSİ

37 REFERANSLAR REN21. 2012. Renewables 2012, Global Status Report,(Paris: REN21 Secretariat). Global Wind Statistics 2013, GWEC. Nurbay, N., Çınar, A., Rüzgar Türbin Çeşitleri ve Birbirleriyle Karşılaştırılması, Kocaeli Üniversitesi Makine Eğitim Bölümü EWEA, 2008 Wind Map of Europe http://www.yesilekonomi.com Strategic Research Agenda Market Deployment Strategy From 2008-2030, European Wind Enery Technology Platfrom http://www.ewea.org/fileadmin/ewea_documents/documents/Statisti cs/offshorestats07.pdf Durak, M., Özer, S.,2008,Rüzgar Enerjisi: Teori ve Uygulama, 479, 481, 485., Ankara www.bwea.com/offshore/how.html RÜZGAR ENERJİSİ