Rüzgar enerji potansiyelinin yüzey ve uydu verilerine dayalı olarak belirlenmesi ve analizi
Determining and analyzing wind energy potential based on ground and satellite data sets
Yazar: ONUR PAMUK
Danışman: PROF. DR. ZAFER ASLAN
Hava Harp Okulu Komutanlığı / Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada yapılmak istenen, gün geçtikçe değeri daha iyi anlaşılan yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar enerjisinin yüzey ve uydu gözlemlerine dayalı olarak saptanması ve analiz edilmesidir. Bu sayede, potansiyel belirleme çalışmalarında kullanılan klasik yöntemlerde gerekli zaman kaybını önlemek ve maliyetin düşürülmesi amacıyla, uydu teknolojilerine dayalı verilerin bu alanda kullanımının verimli olup olmayacağı tartışılmaktadır.
Giriş bölümünde enerji konusuna genel bir bakış ile dünya genelinde yeri ve önemine dikkat çekilmiştir. Rüzgar enerjisinin tüm diğer enerji kaynaklarından ayıran özellikleri kısaca irdelenmiş ve bu konuda daha önce yapılmış olan çalışmalardan örnekler verilmiştir.
İkinci bölümde ise rüzgar enerjisinin ayrıntılı bir tanımı yapılarak, enerji hesaplamaları ve istatistiksel analiz basamakları irdelenmiştir. Rüzgar şiddeti ve enerji potansiyeli arasındaki önemli ilişki açıklanmıştır. Türkiye?de ve Avrupa?da sektörün durumu incelenerek ülkemizdeki bu alandaki gelişmeler ortaya konmuş, mevcut şartlar ile orta ve uzun vadeli hedefler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. 
Üçüncü bölümde rüzgar şiddeti ölçümlerinin yapılması amacıyla, yüzey gözlemleri ve uzaktan algılama teknikleri incelenmiş ve yöntemler anlatılmıştır. Seçilen uydunun teknik özellikleri açıklanarak, bu alanda kullanılmak üzere tasarlanmış olan faydalı yükün tanıtımı yapılmıştır. Tez çalışmasının uygulama kısmı için belirlenen iki pilot bölge hakkında bilgi verilmiştir. Kule ölçümleri vasıtasıyla sağlanan verilerin analizinde kullanılan Wavelet yöntemi ve SPSS programının tanıtımı yapılmış olup, çalışma prensipleri kısaca anlatılmıştır. Son olarak ise uydu verilerine dayalı analizi gerçekleştirmek üzere takip edilen işlem basamakları açıklanmıştır.
Analiz aşamasının anlatıldığı dördüncü bölümde, ilk olarak yüzey gözlemlerinde mevsimsel veri gruplarına uygulanan Wavelet analizleri ve sonuçları ortaya konmuştur. Matlab yazılımının bir paket programı olan Wavemenu kullanılarak elde edilen grafikler ve sayısal değerler yorumlanmıştır. Devamında SPSS programı ile analiz edilen yüzey verilerinin istatiksel değerleri belirlenmiş, veri gruplarını en iyi temsil eden fonksiyon eğrileri elde edilmiştir. Ortalama Güç yoğunluğu hesabı yapılarak, rüzgar şiddeti ve enerji potansiyeli arasındaki doğru orantı ortaya konmuştur. Son olarak Türkiye Meteorolojik Veri Arşiv ve Yönetim Sistemi (TÜMAS) kaynağı kullanılarak, inceleme bölgeleri için uzaktan algılama yöntemi ile saptanan şiddet değerleri analiz edilmiş, bulgular yüzey verileri ile karşılaştırılmıştır.
Son bölümde yüzey verilerine dayalı analizlerde kullanılan Wavelet ve SPSS programının sonuçları yorumlanmış, ortalama rüzgar şiddetinin mevsimsel dağılımı ve istatistiksel değerlerinin ne anlama geldiği anlatılmıştır. Her iki bölge için ortalama rüzgar şiddetiyle ilişkili olarak ortalama güç yoğunluğu değerlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Meteoroloji Genel Müdürlüğü?nden alınan uydu verileri ile kurulan modelin, test grubu üzerindeki sonuçları incelenmiş, potansiyel belirleme çalışmalarında uydu verilerinin kullanımının etkinliği konusunda bir sonuca varılmıştır.

Abstract:
The main purpose of this paper is to detect and analyze the potential of the wind energy, which is one of the renewable energy sources of which the importance is being understood better day by day, by using ground and satellite observations. Therefore, it will be argued if the data acquired based on satellite technologies can be used in this field in order to prevent the time loss and reduce the cost required in classical measuring methods.
In the first section, importance of the energy issue is emphasized with a general look at all over the world. The characteristics of the wind energy that differ from the others are focused and several examples of the studies that had been made about this subject are given. 
In the second part, a detailed definition of the wind energy is made before describing energy calculations and statistical analysis steps. The important relationship between wind magnitude and energy potential is explained. The developments on this field are expressed by taking a look at the circumstances of the energy sector in Turkey and Europe. Thus, it gets possible to compare the current situations and middle-long term targets of the countries. 
In section three, ground observations and remote sensing techniques applied for measuring the wind magnitude are described. Explaining technical characteristics of the preferred satellite, the payload devised in order to be used for this purpose is introduced. Information is given about the two pilot area designated for the application part of the thesis study. Wavelet method and SPSS program which are used in analyze of the data provided by tower observations are described, their working principles are mentioned shortly. In the end, the process steps that should be taken for executing the analysis based on the satellite data are explained.
In the fourth part, what is done through the analysis stage is stated. Firstly Wavelet analyses that are applied on the seasonal ground data groups and their results are expressed. The graphs and numerical values derived by using Wavemenu, which is a packet program of the Matlab software, are paraphrased. Subsequently descriptive statistics of the ground data that is analyzed through SPSS program are determined. The functional curves representing data groups best are defined. Calculating the mean power density, direct proportion between the wind magnitude and energy potential is depicted. Lastly, wind magnitude values in research areas determined by remote sensing method are analyzed after accessing them through Turkey Meteorological Data Archive and Management System (TÜMAS). The results are compared with ground data analyses. Additionally, modeling study is executed for the purpose of forecasting ground wind magnitude by using satellite data.
In conclusion part, the results of the Wavelet and SPSS analyses that are applied on the ground data are paraphrased. The seasonal distribution of mean wind magnitude and its statistical values are described. Mean power density values are compared for both areas in connection with mean wind magnitude. The results of the model built with the data acquired from Turkish State Meteorological Service are argued. A conclusion is inferred about whether the usage of satellite data in detecting wind energy potential is efficient.