Uzaktan rüzgar ölçüm teknolojileri
Rüzgar enerjisinden elektrik üretiminin keşfinden bu yana, rüzgar türbin kapasiteleri daha yüksek güç talebine cevap verecek şekilde süregelen gelişim içerisindedir. Aynı sahadan daha fazla enerji üretebilmek için, daha geniş süpürme alanlarına ve dolayısı ile daha yüksek kule (tower), kanat (blade) ve göbek yüksekliklerine (hub height) ihtiyaç duyulmaktadır. Endüstriyel tip rüzgar türbinlerinin göbek yükseklikleri tarihsel olarak incelendiğinde, gelişimin büyük bir hızla devam ettiği net olarak görülebilmekte, bu veriler ışında yakın gelecekte atmosferimizin çok daha yüksek noktalarıyla kanat uçlarımızın tanışacağını öngörebilmekteyiz.
Hızla artan göbek yükseklikleri ve kanat uzunlukları nedeniyle yerden 150 – 200m. yüksekliklerdeki rüzgar karakteristiklerini bilmemiz ve bu veriler ışığında santralleri geliştirmemiz gerekmekte. Bu yüksekliklerdeki rüzgar ölçümlerinin, bilinen teknolojiler (kafes tipi rüzgar ölçüm direkleri) ile gerçekleştirilmesinin teknik olarak çok güç olduğu, ekonomik olarak da kabul edilemez noktalara ulaştığı bilinmekte. Bu nedenle yerden 150 – 200 m yukarısındaki rüzgar hızı ölçümleri bir ihtiyaç olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu ihtiyaca cevaben geliştirilen en önemli uzaktan ölçüm teknolojileri SODAR (Sonic Detection and Ranging) ve LIDAR (Light Detection and Ranging) olarak ön plana çıkmakta.
SODAR teknolojisi temel olarak belirli frekanstaki ses dalgalarını gök yüzüne iletebilen bir ses kaynağıdan ve sonrasında rüzgar etkisiyle bu ses dalgalarında oluşan Doppler Shift etkisini yüksek hassasiyetle algılayabilen bir algılayıcıdan oluşur. Gök yüzüne iletilen ses dalgalarının mümkün olan en dar açı ile gök yüzünü taraması, kompleks sahalardaki ölçümlerin kalitesini arttırmak açısından önemli bir dizayn parametresidir. Piyasada bulunan farklı SODAR ölçüm cihazları incelendiğinde 100 – 300 aralığında farklı tasarımlar bulunduğu görülmektedir. Özellikle kompleks yapıdaki sahalarda, geniş beam açısı nedeniyle yüksek hacimde taranacak alandan kaynaklı belirsizlikler artabilir. Bu nedenle mümkün olan en dar açıdaki dizyan tercih edilmelidir.
Bir diğer önemli tasarım parametresi ise yüksek frekansta çalışan bu ekipmanların güç tüketimidir. Sahada uzun süre veri toplayacak olan SODAR cihazının düşük güç tüketiminde veri kaybı yaşamaksızın kayıt yapması ve kaydı yapılan verilerin başarıyla internet üzerinden transfer edilebilir olması gereklidir.
Ayrıca, çoğu zaman erişimi güç, kompleks sahalarda kullanılması gerekebilecek bu ekipmanların sahaya kolaylıkla nakledilebilmesi için kompakt yapıda ve kolay kurulabilir bir tasarımda olması gerekmektedir. (Şekil 1.)
SODAR’lar hakkındaki tartışmalı bir konu ise klasik metodla yani kafes tipi rüzgar ölçüm direklerinde cup tipi anemometreler kullanılarak gerçekleştirilen ölçümler olan karşılaştırılmalı sonuçlardır. Yapılan çalışmalar ve korealasyonlar, SODAR ürünlerinin cup tipi anemometrelerle çok yüksek oranda korole olabildiğini göstermektedir. Grafik 2. ‘de 100m yükseklikteki bir cup tipi anemometre ile Fulcrum 3D SODAR ölçüm cihazının korealasyonu görülmektedir. 0.995 gibi yüksek bir korelasyon katsayısının yakalanabildiği ölçümler ve bağımsız danışmanlardan alınan Stage2 düzeyindeki raporlar ile SODAR’lar yakın gelecekte tüm rüzgar yatırımcısı ve mühendisler tarafından tercih edileceği açıktır.
