Makale O Rüzgar Analizlerinde Yüzey Pürüzlülüğü Aytek AY Yüksek Makine Mühendisi Siemens Rüzgar Enerjisi Bölümü - Rüzgar Analiz Mühendisi Bu yazımızda, rüzgar analizleri ya da sonuçlarıyla ilgilenen sektör çalışanları için detayları ve etkilerini biraz daha anlaşılır kılabilmek adına rüzgar akışını etkileyen en önemli par relerden olan yüzey pürüzlülüğünü (roughness) anlatatımk.etBüyük yatı rım maliyetleri olan rüzgar projelerinin fizibilite çalışmalarında rüzgar koşullarının doğru tahmin edilmesi, doğru türbin tipinin seçilmesi ve enerji üretim tahminlerinin gerçekçi olması hem yatırımcılar hem de rüzgar sektörü için hayati öneme sahip. Bu nedenle sahalardaki ölçüm verileri değerlendi ri l i rken uygulanan yaklaşımlar, ger larının kullanılan akış modellerine ve yazılım ç l e a kras adhoağkro u ş b u i l r şekilde aktarılması daha da önemli bir hale geliyor. Sektörde yatırımcılar, danışmanlar ve türbin üreticileri tarafından yaygın bir şekilde kullanılan WAsP metodolojisi sonuçlarının da, türbin yerlerinin belirlenmesinden uluslarar ruluşlarının kararlarına kadar yatırı m ı n p e k ç o kasaışfai nmaanssı nkdua ciddi etkileri oluyor. WAsP metodolojisi içerisinde rüzgar akışını -ve haliyle yatı rım kararına kadar giden sonuçlar etkileyen faktörlerin başında yüzey etkileri bulunuyor. Yüze ı y pürüzlülüğü (roughness), yükselti değişimleri (orography) ve engeller (obstacles) WAsP'ın baz aldığı başlıca model par metleri. Rüzgar analizleri ya da sonuçlarıyla ilgilenen sektöa r çalışanları için genelde detayları ve etkileri fazla bilinmeyen bu parametrelerden yüzey pürüzlülüğünü bu yazımızda biraz daha detaylandırmaya çalışacağım. Sürtünmenin Etkisi bir yüzeyde akış hızının "sıfır" olması. Rüzgar sahalarını baz aldığımızda yüzeyde sıfır kabul edilen hız yerden yükseldikçe artış gösterir (ta ki yüzey etkilerinden bağımsızvedaha büyük ölçeklerde gerçekleşen jeostrofik rüzgarlar adını verdiğimiz akış koşullarına ulaşana kadar). Logaritmik bir değişim gösteren rüzgar ğişmediği yüksekliğe gelene kadarki bölgheı zyıen ı natamrot ıskfedre ik sınır tabakası (Atmospheric Boundary Layer) deniliyor. A mosferik sını r tabakanın yerden yüksekliği ve rüzgar prof t i li özellikle bitki örtüsünün olmadığı, çıplak arazilerde ya da çöl koşullarında atmosferik stabilite koşullar kilde etkileni r (havanın sıcak yaz öğlenlerindeınydearny cü zi düdni dşeen ısınarak yukarı doğru hareketinin artması ya da geceleri soğuyan yüzeyin havayı soğutup çökmesine neden olması farklı atmosferik stabilite koşullarına örnek olarak ver lir). Ancak bitki örtüsünün ya da yüksek yapılaşmanın i f le a b zl i a olduğu yerlerde rüzgar profilini etkileyen en önemli unsur yüzey pürüzlülüğü oluyor. Bitki örtüsü farklılıkları, yapıların yükseklikleri ve sıklığı rüzgar akışı üzerinde farklı etkiler gösteriyor. Bu farkların sınıfl dırılması için de pürüzlülük uzunluğu (roughness leng a th n ) birimi kullanılıyor. Pürüzlülük uzunluğu teorik olarak nötr (neutral) atmosferik stabilite koşullarına yakın koşullarda yüzeyden belli bir yükseklikte alınan rüzgar ölçümüyle hesaplanabilir [ 1]. Aslında yüzey pürüzlülüğü etkisi akışkanlar dinamiğinin en Ağaç yükseklikleri ya da sıklığı arttıkça rüzgar hızının sıfır temel kurallarından biriyle ortaya çıkıyor; sürtünme olan olduğu ve profilin başladığı yüksekliğin de arttığını kabul 42 ENERJi ve ÇEVRE DÜNYASI EKiM 2015
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=