Genişletilmiş ekserji analizi metodunun rüzgar enerji sistemlerine uygulanması

Abstract

Enerji, insanların temel gereksinimlerini karşılamada ve ülkelerin sosyal olarak kalkınabilmeleri için gerekli olan en önemli unsurların başında gelmektedir. Artan enerji tüketimi ile birlikte fosil enerji kaynaklarının kullanılabilir rezervleri hızla tükenmektedir. Ayrıca küresel çevre sorunlarının en büyük nedeni de fosil enerji kaynaklarıdır. Tüm dünyada yaşanan hava kirliliği sorunundan kurtulmak, halihazırda kullanılan fosil kaynaklardan daha az çevresel etkisi olan enerji kaynakları ve teknolojileri kullanılması ile mümkündür. Ayrıca ulusal çıkarlarımız doğrultusunda ithal yakıtlara olan bağımlılığın en aza indirilmesi için de yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı artık neredeyse zorunlu gelmiştir. Bu kaynaklardan maksimum seviyede güç elde etmek ve bu üretimi sürdürülebilir kılmak için ise sistem kayıplarını ve tersinmezlikleri en aza indirmek gereklidir. Bu bağlamda, bu tez çalışmasında, ülkemizde potansiyeli en yüksek olan yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar enerjisinin verim analizi Genişletilmiş Ekserji Analizi metoduyla gerçekleştirilmiştir. Bu metod ile ekserji analizine ek olarak harici faktörlerin (iş gücü, çevresel etki, masraf) kaynak kullanım karşılığı ekserji biriminde hesaplanır ve analize dahil edilir. Çalışmada yıllık rüzgar hızı ortalama değeri yüksek olan Çanakkale şehri ile nispeten daha düşük olan Muğla şehirleri analiz edilip karşılaştırmalı olarak sonuçlar değerlendirilmiştir. Rüzgar hızı ve yer seçimi gibi parametrelerin verim üzerine etkisi incelenmiştir ve sonuçlar sunulmuştur.

Energy is one of the most important issues to meet the basic requirements of the human beings and social development of countries. With the increasing energy consumption, available reserves of fossil energy sources are running out. Also global environmental problems are considerably caused by fossil fuels. It is possible to decrease the air pollution problem all over the world by using the energy sources that have less environmental impact than currently used fossil fuels. Besides, towards to our national interests to decrease the dependence on fuel import the use of renewable energy sources has become almost mandatory. In this respect, this thesis analyzes the wind energy systems which has the largest potantial in the renewable energy sources. To ensure the sustainability of the renewable energy systems is required to minimize losses and irreversibilities. The Extended Exergy Accounting method is performed to examine the sustainability of the wind energy systems. EEA embodies the externalities (labour, environmental remediation, and capital) into the analysis by obtaining their resource use equivalent in terms of exergy. In the study, cities of Çanakkale and Muğla are analyzed and comparative results are evaluated. Furthermore, effects of wind velocity and site selection on efficiency are examined and the results are presented.