Rüzgar Ölçümü ve Rüzgar Ölçüm Sistemleri

Rüzgar enerjisinden ve bu enerji ile elektrik üretimi sağlayan rüzgar türbin teknolojisinden önceki yazılarımızda bahsetmiştik. Bu yazımızda ise rüzgar enerji santral kurulumunun ilk adımlarından biri olan rüzgar ölçümü sistemlerini derledik.

Rüzgar enerji santrali kurulumu için öncelikle kurulacak arazinin rüzgar potansiyeli ve saha uygunluğu belirlenmelidir. Arazinin rüzgar enerji kapasitesine göre üretilebilecek enerji miktarı önceden tahmin edilip türbin seçimi de buna göre yapılır.  Bu doğrultuda rüzgar ölçümü sistemleri ile  santralin kurulacağı arazinin rüzgar hızı,nem oranı,sıcaklık ve rüzgar yönü gibi değerler en az 1 yıl süreyle ölçülüp kaydedilir.

Rüzgar Ölçümü Direkleri

Ölçümü yapılacak sahada en uygun birkaç nokta belirlenir ve rüzgar ölçümü ekipmanlarını taşıyacak ölçüm direkleri de bu noktalara kurulur. Ölçüm direkleri arazide rüzgar yönüne dik olacak şekilde yerleştirilir. Ölçüm direkleri rüzgar türbin kuleleri gibi tubular veya kafes tipte olabilir. Bu direkler rüzgar kulelerinin 3’de 2’si yüksekliğe sahiptir.

Tubular tip direk bütün olarak yerde kurulup ondan sonra ölçüm cihazları üstüne monte edilir ve ginpole adı verilen bir kaldıraçla yerine konur. Bu tarz direklerin en büyük dezavantajı da ölçüm cihazlarında bir sorun olduğu zaman direk tamamen yerinden çıkartılıp cihazların sorunu giderildiği zaman yerine tekrarda monte edilmesi gerekliliğidir.

Kafes tipi direkler ise yerden başlanarak basamaklı bir şekilde örülerek yapılır. En büyük avantajı da ölçüm cihazlarının tamirinde direk sökülmeden yerinde sorunun giderilebilmesidir.

Rüzgar Ölçümü Cihazları

Rüzgar ölçümü sistemleri ile rüzgar hızı,rüzgar yönü, sıcaklık,nem ve basınç gibi parametreler ölçülür. Her bir parametrenin ölçülmesi için rüzgar hızı için anemometre, rüzgar yönü için yön ölçer, sıcaklık için termometre, ve basınç ölçümü içinde barometre gibi sensörler kullanılır. Ölçülen değerlerde ölçüm kayıt cihazı ile kaydedilir.

Rüzgar Hızı Ölçer (Anemometre)

Anemometreler rüzgar yakalayıp hızını elektrik sinyallerine dönüştürür. Kepçe,ultrasonik ve propeller olmak üzere 3 farklı çeşidi mevcuttur.

• Kepçe anemometrelerde, rotorunun her bir dönüşü için geçen zamana göre hız belirlenir. Rüzgar hızı ölçümlerinde genellikle kepçe anemometreler tercih edilir.
• Ultrasonik anemometrelerde uçlardan yayılan ses dalgasının başka bir alıcı kol tarafından alınması sırasında geçen zamanın ölçülmesine göre çalışır.
• Propeller anemometreler ile kepçe anemometrelerin çalışma prensipleri aynıdır. Bu tarz rüzgar hızı ölçerler rüzgarın yönüne paralel olarak yerleştirildiğinde yatay rüzgar hızını, dik yerleştirildiğinde de dikey rüzgar hızını ölçerler.

Rüzgar Yön Sensörü (Windvane)

Rüzgar ölçümü yapılan arazide rüzgar sadece tek bir hakim yönden esmeyebilir. Rüzgar yönlerinin değişken frekansları ve hız dağılımının doğru bir şekilde ölçülmesi için rüzgar yönününde ölçülmesi gerekmektedir. Windvave rüzgar yön sensörü yön bilgisini elektrik sinyaline dönüştüren bir sensördür.

Kayıt Cihazı (Datalogger)

Rüzgar ölçümlerinde sensörlerden gelen tüm değerler kayıt cihazına gelerek kaydedilir. Cihazlar 10 dakikada bir verileri kaydederler ve en az 6 aylık veriyi saklayabilirler.

Rüzgar Ölçümü Direği Özellikleri ve Kurulumu

• Rüzgar ölçümü direğinin yükseliği en düşük 60 metre olmalıdır.
• Direk tubular veya kafes tipinde olabilir.
• Direk tüm bağlantı elemanları, ek materyaller ve gergi mekanizması paslanmaz çelikten imal edilmiş olmalıdır.
• Direk farklı yükseklik noktalarından direk ve kolların dengesinin bozulmaması için zemine yeterli sayıda gergi telleri ile sabitlenir. Kullanılan gergi telleri ise paslanmaz çelikten imal edilmiş olmalı ve kışın oluşabilecek kar ve buz yüküne de dayanıklı olmalıdır. Zeminin özelliğine ve ortam şartlarına bağlı olarak gergi telleri zemine beton kimyasal çelik dübel veya beton ankraj gibi yöntemlerle sabitlenir.
• Rüzgar ölçümü tesisinde maddi ve hayati kayıp meydana gelmemesi amacıyla koruma çiti ve uyarı tabelaları konulur.
• Rüzgar ölçümü direğinin hava araçlarına tehlike arz etmesini önlemek amacıyla direğin üst noktasına gece ve gündüz sensörüne sahip kırmızı ışık yayan LED aydınlatmalı en az bir adet ikaz lambası konulmalıdır.

• Rüzgarın hız ve yön ölçümler en az iki yükseklik seviyesinde yapılır. Bunlardan ilki 30 metre yükseklikte ve ikincisi de direğin tepe noktasında yapılır. Tepe noktasında bulunan rüzgar hız ölçer yani anemometre direk ekseni üzerine monte edilmelidir. Ölçümü yapan şirket, tepe noktasındaki anemometrenin arızalanmasına tedbir olarak ikinci bir rüzgar hız ölçeri uygun bir yere monte edebilir.
• Ölçümü yapan şirket isterse standardından daha yüksek bir direk kurarak daha farklı yükseklik seviyelerinde de ölçüm yapabilir. Ancak bu işlem sistem maliyetini de arttıracaktır.
• Anemometrenin türbülansa maruz kalmaması için rüzgar yön ölçer anemometrenin 1.5 ile 2.5 metre aşasına monte edilebilir.
• Tepe noktasındaki hız ölçerde arıza oluşumuna karşın ikinci bir anemometre monte edilecekse, en üstteki hız ölçerden 1.5 metre daha aşağıya kurulmalıdır.