Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 145. Sayı (Ekim 2018)

32 Enerji ve Çevre / Ekim 2018 enerji-dunyasi.com MAKALE ric re-analysis data) yöntemi ile işlenmesi sonucu elde edilirler. Yeniden analiz, hava ve iklimin zaman içinde nasıl değiştiğine dair kapsamlı bir kayıt geliştirmek amacıyla kullanılan bilimsel bir yöntemdir. Yeniden analiz yönteminde küresel ölçekli göz- lemler ve Dünya sisteminin bir veya daha fazla yönünü simüle eden sayısal hava durumu tahmin modelleri, sistemin duru- muna dair sentezlenmiş bir tahmin oluşturmak için birleştirilir. Yeniden analiz verileri, rüzgar enerjisi sektöründe, özellikle rüzgar kaynağı değerlendirmesinde son yıllarda sıkça kulla- nılmaktadır ve neticede bu veri setlerinin artan çözünürlüğü Global Wind Atlas metodolojisini daha kuvvetli hale getirmiştir. Veri setlerine bağlı olarak yaklaşık 70 km’lik çözünürlüklü modeller yeniden analiz verileri 9 km çözünürlükteki orta ölçekli modele aktarılır. Mesoscale modelleme adı verilen bu işlem atmosferin karmaşık akışlarının ve hava koşullarının 3-10 km çözünürlükte modellenmesi ve tanımlanmasıdır. Ancak bu büyüklükte bir örgü (grid) aralığı daha küçük topoğrafik etkileri ve pürüzlülük değişimlerini tanımlamaya yetmez ve ölçek küçültme işlemine devam edilmesi gerekir. Bir sonraki adım elde edilen veri kümelerinin küçük ölçekli modellere (microscale modelling) aktarılmasıdır. Modelleme süreci her 1 km için 50 m, 100 m ve 200 m yüksekliklerindeki rüzgarların hesaplanmasından oluşur. Arazi özellikleri rüzgar hızını doğrudan etkileyen faktörlerden biri olduğundan küçük ölçekli modellemelerde rüzgar akışı tepe ve sırt gibi farklı arazi yapılarına ve farklı bitki örtüsü koşullarına uygun olarak düzenlenebilir. Küçük ölçekli modellemelerde tipik örgü aralığı 5-100 m’dir. Global Wind Atlas’ın kullandığı modelleme yönteminin temel unsurlarından birisi de Danimarka Teknik Üniversitesi Rüzgar Enerjisi departmanı tarafından geliştirilen genelleş- tirilmiş rüzgar rejimi (Generalized Wind Climate) kavramıdır. Genelleme (Generalization) adı verilen bu işlem nümerik rüz- gar atlası uygulamalarında orta ölçekli modelin çıktısının küçük ölçekli modele aktarılmasında kullanılır. Kapsamı gereği, orta ölçekli modelde arazi yüzeyi detaylı bir şekilde tasvir edile- mez. Bu sebepten ötürü orta ölçekli modellemedeki görülen rüzgar rejimi değişimleri gerçek değerlerden ve küçük ölçekli modellemenin değerlerinden farklıdır. İki modelde de görü- len ve rüzgar hızına aynı etkilere sahip faktörler, orta ölçekli modellemenin çıktıları küçük ölçekli modellemeye aktarılırken orta ölçekli modellemeden temizlenir ve yanlış/fazla hesap- lamanın önüne geçilir. HESAPLAMA SİSTEMİ GWA, Frogfoot adı verilen ve altyapısı “World in a Box” isimli yazılım geliştirme firması ile birlikte hazırlanmış bir hesaplama sistemi kullanmaktadır. Frogfoot ile çok sayıda genelleştirilmiş rüzgar rejimi verisi kullanılarak geniş bir alana yayılmış yüksek çözünürlüklü hesaplamalar yapılır. Frogfoot sisteminde arazi, vektör haritaları yerine raster haritaları kul- lanılarak tanımlanır çünkü genellikle küresel topografik veriler raster formatlardadır. Aşağıdaki Şekil 1. de 50 km x 50 km’lik bir alanda iki farklı çözünürlükteki modelleme sonucu 50 metre yükseklik için hesaplanan güç yoğunluğu değerleri gösterilmiştir. Görselde açık mavi, yeşil renkli alanlar yüksek güç yoğun- luğunu temsil etmektedir. Soldaki modellemede alan 2.5 km’lik gridlere bölünmüş ve ortalama güç yoğunluğu 323 W/m2 olarak hesaplanmıştır. Sağdaki modellemede ise alan 100 m’lik gridlere ayrılmış ve alanın yüksek çözünürlüklü profili ile ortalama güç yoğunluğu 505 W/m2 olarak hesaplanmıştır. Yüksek çözünürlüklü modellemenin etkisi daha rüzgarlı alanlara bakıldığında daha da güçlenmektedir. Rüzgar türbin- leri uygun yerlerde konumlandırılacağından, arazi özelliklerine bağlı olarak rüzgar enerjisi yoğunluğunun dağılımını yaka- layabilmek önemlidir. En uygun bölgelere odaklanıldığında rüzgar enerjisi yoğunluğu artar. Şekilde de kırmızı renkle verilen değerler rüzgar güç yoğunluğu en yüksek bölgeleri göstermektedir ve yüksek çözünürlüklü modellemede güç yoğunluğu artarak 610 W/m2 olarak hesaplanmıştır. Global Wind Atlas’ın haritalarına https://globalwindatlas. info/ adresinden ücretsiz olarak erişilebilir ve bölgelere göre rüzgar hızı, hakim rüzgar yönü ve güç yoğunluğu gibi veriler ile orografi ve pürüzlülük haritalarına ulaşılabilir. KAYNAKLAR 1. https://globalwindatlas.info/ 2. https://www.vindenergi.dtu.dk/english/news/2018/06/the- global-wind-atlas-is-widely-used-across-the-world?id=9a- a9019b-6ff8-4212-9f0b-2ab0adb8137e 3. https://www.energiteknologi.dk/sites/energiteknologi.dk/ files/slutrapporter/gwa_64011-0347_finalreport.pdf 4. http://science.globalwindatlas.info/datasets.html Q Şekil 1. Orta ölçekli modelleme ile elde edilen tahmini güç yoğunluğu (solda) ve küçük ölçekli modelle birleştirilmiş yüksek çözünürlüklü bölgenin güç yoğunluğu (sağda)