Hareket eden hava kütlesinin sahip olduğu kinetik enerji,

bağıntısı ile ifade edilir. Kütlesel debinin

olduğunu biliyoruz. Kinetik enerji bağıntısında yerine koyarsak,

bağıntısını elde ederiz.
Bu hava kütlesinin sahip olduğu güç ise kinetik enerjisinin zamana göre türevidir

Bu gücün yoğunluğu da

seklinde ifade edilir. Herhangi bir noktanın sahip olduğu rüzgar potansiyeli/gücü bu ifade ile bulunabilir.
Bu formüldeki P : rüzgar potansiyeli (W/m2)
p : havanın yoğunluğu (kg/m3)
V : rüzgar hızı (m/s)’ nı göstermektedir.

Tabi ki rüzgar türbinleri bu gücün tamamını elektrik enerjisine çeviremiyor. Betz Limiti olarak adlandırılan %59 ‘luk (16/27) limit rüzgarın sahip olduğu gücün dönüştürülebilecek maksimum miktarıdır ve

eşitliği ile hesaplanmaktadır. Bu bağıntıya baktığımızda rüzgar enerjisi çalışmalarındaki en önemli faktörün rüzgar hızı olduğu görülebilir. Enerji potansiyeli rüzgar hızının küpü ile orantılıdır.

Görüldüğü üzere rüzgar hızı ölçümlerinde yapılacak ufak hatalar enerji hesaplamalarında büyük hatalara sebep olmakta. Bu da çok büyük miktarlarda paralar harcanarak yapılan rüzgar enerjisi yatırımlarının maddi açıdan sıkıntıya girmesine neden olur. Rüzgar hızının elde edilmesinde yapılan küçük hatalar planlanan rüzgar enerjisi santralinin üreteceği elektrik enerjisinin yanlış olarak tahmin edilmesine neden olur. Bu da yatırımcıyı büyük bir risk altına sokar. Bu yüzden yatırım yapılması planlanan bölgede kurulacak olan rüzgar ölçüm direği standartlara uygun olarak uzman kişilerce kurulmalı.

Rüzgar Ölçüm Prosedürü

Rüzgar Enerjisi yatırımı yapılması planlanan bölgeye ilk olarak rüzgar ölçüm direği dikilmesi gerekir. Direk, planlanan bölgenin orta noktasına konulmalı. Direğin temsil mesafesi 100 – 500 km civarındadır. Bu mesafenin dışındaki noktalar için yeni bir ölçüm direği dikilerek rüzgar enerjisi yatırımı için uygun olup olmadıkları tespit edilmeli.
Ölçüm istasyonu dikilirken koordinatları ve deniz seviyesinden olan yüksekliği tespit edilmeli.
Ölçüm direğinin yüksekliği mümkün olduğunca yüksek tutulmalı ki kurulması düşünülen türbinler için gerçekçi rüzgar verileri elde edilebilsin.
Ölçüm istasyonunun elde ettiği verilerin rüzgar enerjisi analizlerinde kullanılabilmesi için ölçümlerin minimum 1 yıl süreyle devam etmesi ve verilerin 10 dakika aralıklarla kayıt edilmesi gerekir. Elde edilen rüzgar ölçüm sonuçlarındaki kayıp maksimum %10 olabilir, bunun üstündeki kayıplara sahip verilerin kullanılması düzgün sonuçlara ulaşmamızı engeller.
Bölge için önemli bir veri de türbülans yoğunluğudur. Türbülans bölgedeki hava akışının laminer (düzgün) olup olmadığını anlamamızı sağlar. Hava akışındaki türbülans kurmayı planladığımız rüzgar enerjisi santralinin ömrünü olumsuz olarak etkiler. Rüzgar türbinlerindeki parçaların yorulma miktarını arttırır bu yüzden de bakim onarım maliyetlerini de arttırır. Türbülans yoğunluğu yüksek yerlerde santral kurulması olumlu sonuçlar vermez.

Sonuçlar