MEHMET GÖKSEL GÜNGÖR / Siemens Wind Power Rüzgar Enerjisi A.Åž. / Mikrokonumlandırma Mühendisi

ATAKAN ARABACI / BoÄŸaziçi Üniversitesi / Makine Mühendisi

Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından dünya genelindeki rüzgârları gözlemlemek ve hızlarını ölçmek üzere tasarlanan ADM-Aeolus uydusu, 22 AÄŸustos 2018 günü Fransız Guyanası’ndan Vega roketi ile yörüngesine baÅŸarıyla gönderildi. Adını Yunan mitolojisindeki rüzgar tanrısından alan ADM-Aeolus (Atmospheric Dynamics Mission Aeolus) uydusunun 320 km yüksekliÄŸindeki GüneÅŸ eÅŸzamanlı yörüngesinde (sun-synchronous orbit) 3 yıl kalması planlanıyor. Görev süresi boyunca ADM-Aeolus, küresel ölçekte rüzgar profili gözlemi gerçekleÅŸtirebilen ilk uydu olacak ve hava tahminlerini iyileÅŸtirmek için ihtiyaç duyulan bilgileri saÄŸlayacak. ADM-Aeolus, dünya yüzeyinden 30 km yüksekliÄŸe kadar rüzgarları gözlemleyerek hız ve yön bilgilerini aktarmanın yanı sıra atmosferdeki küçük miktardaki gaz karışımları (trace gases) ile ilgili de veri toplayacak. ADM-Aeolus’un topladığı veriler sayesinde risk içeren ekstrem hava koÅŸullarına daha hazırlıklı olabileceÄŸiz.

Rüzgarı tahmin etmede günümüzdeki en büyük sorun rüzgârın anlık olarak yeterince gözlemlenememesidir. Karada sabit anemometrelerle ve gökyüzüne gönderilen hava balonları ile toplanan veriler dünyanın genel profili hakkında kapsamlı bilgi verecek kapasitede ne yazık ki deÄŸil. Bu baÄŸlamda, rüzgarın ne yaptığını ve bir sonraki adımda ne yapacağını tam olarak doÄŸru bir ÅŸekilde tahmin etmek için ADM-Aeolus yörüngesine fırlatıldı. Peki bu noktada Aeolus ne kadar fark yaratacak? Aeolus uydusu yaptığı ölçümlerle küresel bir kapsama alanı oluÅŸturarak çok fazla bilgiye sahip olmadığımız tropik alanlar ve okyanuslar gibi bölgeler hakkında bizi bilgi sahibi kılacak. ADM-Aeolus ölçümlerini ALADIN (Atmospheric LAser Doppler Ä°Nstrument) adı verilen Doppler rüzgar LIDAR’ı ile gerçekleÅŸtirecek. ALADIN atmosfer boyunca yeryüzüne 100 Hz frekans ve 35 derecelik açı ile 7 saniye boyunca ultraviyole ışınlar gönderecek ve takip eden 21 saniye boyunca hava moleküllerinden ve farklı yüksekliklerde hareket eden toz, buz ve damlacıklar gibi küçük parçacıklardan sekip dönen ışınları büyük bir teleskopta toplayacak.

ESA için baÅŸlangıçta bunu yapacak tasarıma ulaÅŸmak çok kolay deÄŸildi bu nedenle fırlatma ilk planlanan tarihten 11 yıl sonra gerçekleÅŸti. ADM-Aeolus projesinin danışmanlarından LIDAR uzmanı ve Çevre Bilimleri AraÅŸtırma Kooperatifi Enstitüsünde (CIRES) kıdemli araÅŸtırmacı bilim insanı Michael Hardesty “Bu doÄŸal olarak zor. Atmosferik bileÅŸenlerden gelen geri tepen sinyal oldukça zayıf, bu yüzden yeterince ışın toplamak için nispeten büyük bir lazer ve büyük bir teleskopa ihtiyaç duyuyorsunuz” diyor. Proje Müdürü Anders Elfving ise sürecin böyle ilerlemesini ADM-Aeolus projesinin tamamen yeni bir sistem oluÅŸturmak üzerine kurulu olmasına baÄŸlıyor ve karşılaşılan karmaşık teknolojik ve tasarımsal problemleri aÅŸmanın gerektirdiÄŸi iradenin ve kararlılığın önemini vurguluyor.

ADM-Aeolus’un rüzgar enerjisi sektörüne getireceÄŸi yeniliklere baktığımızda, uydunun saÄŸlayacağı verilerle projelerin hazırlanış aÅŸamalarından operasyon aÅŸamalarına kadar farklı noktalarda sektöre önemli katkılarda bulunabileceÄŸi bir gerçek. ADM-Aeolus projesinin ana hedeflerinden birisi rüzgara dair verileri rüzgarın baÅŸlangıç aÅŸamasından itibaren toplayarak kısa ve uzun vadede daha tutarlı ve kaliteli hava tahmin raporları sunmak. Hava tahminlerinin tutarlılığı son yıllarda önemli ölçüde artmış olsa da, meteoroloji uzmanları doÄŸruluÄŸu daha
da arttırmak için güvenilir rüzgar profili verilerine acilen ihtiyaç duymaktadır. ADM-Aeolus, lazer teknolojisini kullanarak küresel rüzgar profillerini uzaydan ölçerek bu gerekliliÄŸi karşılayabileceÄŸini gösterecektir. Uydunun hava tahmin raporlarına sunacağı katkılar ile rüzgar türbini sahalarında daha doÄŸru operasyonel planlamalar yapılabilecektir.

Uydunun öne çıkan diÄŸer katkısı da offshore sahalar için olacaktır. Onshore rüzgar santralleri için arazi kullanımı, yüzey topoÄŸrafyası ve pürüzlülük için radardan elde edilen deÄŸerler, ÅŸu anda bir yer seçmek için kullanılan bölgesel rüzgar atlaslarını tamamlayıcı niteliktedir. Ancak onshore rüzgar santrallerinin giderek daha fazla doygun hale gelmesi ve offshore rüzgar
türbinlerinin daha üretken olmaları offshore rüzgar sahalarını daha deÄŸerli hale getirmektedir. Bu noktada ADM-Aeolus’tan gelecek uydu verileri açık deniz rüzgar verisi içerdiÄŸinden dolayı sektör için çok önem arz etmektedir. Karasal ölçüme kıyasla deniz ortamında yapılacak yerinde ölçümler çok pahalıdır, örneÄŸin tek bir ölçüm direÄŸi yılda bir milyon avroya mal
olabilir ve ölçümlerin temsiliyeti küçük alanları kapsar. Rüzgar verileri ve rüzgar türbinlerinin yerleÅŸtirilmesiyle baÄŸlantılı diÄŸer veriler 0.7-50 km arası yatay, 0.5-2 km dikey gözlem çözünürlüÄŸü ile saÄŸlanabilecektir. Bu özelliÄŸi ile uydu verileri denizdem karaya göre sektöre daha fazla deÄŸer katabilir. Yukarıda ele alındığı gibi, uydu verileri enerji sektörüne rüzgar santrali konumu belirleme, belirli bir rüzgar santralinin verim tahmini hakkında daha ayrıntılı bilgi alma konusunda ve operasyonel planlamalar alanında yardımcı olabilir. Toplanacak veriler, meteorolojik modeller ve yer enstrümanları gibi mevcut yöntemlerle birleÅŸtirildiÄŸinde daha deÄŸerli hale gelecektir. Yörüngesindeki yolculuÄŸuna henüz baÅŸlayan ADM-Aeolus uydusunun özellikle rüzgar piyasasına nasıl katkıda bulunabileceÄŸini önümüzdeki yıllarda hep birlikte izleyeceÄŸiz.

KAYNAKLAR
1. https://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/ Benefiting_Our_Economy/Renewable_energy_development
2. https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/ 2008/12564-expectations-adm-aeolus.pdf
3. https://pure.tue.nl/ws/portalfiles/portal/46943814
4. https://earth.esa.int/pi/esa?type=file&table=aotarget&cmd= image&alias=Aeolus_MRD
5. https://esamultimedia.esa.int/docs/EarthObservation/ AEOLUS_sheet_180809.pdf
6. http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2018/06/Earth_ from_space_special_edition
7. https://spectrum.ieee.org/aerospace/satellites/aeolus- satellite-uses-powerful-ultraviolet-lidar-to-measure- wind-speeds-from-space