Açık denizde rüzgâr türbini taşıyıcı sisteminin sismik davranışının incelenmesi
Investigation of seismic behaviour of offshore wind turbine carrier system
Yazar: ADEM BARLAS
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS DEVRAN ÇELİK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dalga analizi = Wave analysis ; Deprem analizi = Earthquake analysis ; Rüzgar türbinleri = Wind turbines ; SAP2000 = SAP2000

Özet:
Gelişen ve yenilenen dünyada petrol krizleri, iklim değişiklikleri, çevre kirlilikleri ve yenilemez enerji kaynaklarının azalması gibi sebeplerden dolayı alternatif enerjilere özellikle de yeşil enerji üretiminde etkin rol oynayan rüzgâr enerjisine duyulan ihtiyaç günden güne artmaktadır. Kara alanlarındaki yetersizlikler istikrarlı ve devamlı rüzgâr ikliminin sağlanması, daha verimli enerji üretimi gibi nedenler açık deniz rüzgâr türbinlerine olan ilgiyi artırmaktadır. Açık denizlerde kurulması planlanan rüzgâr türbinlerinin yerlerinin belirlenmesinde derinlik koşulları, askeri sahalar, ülke sınırları, deniz altı kablo hatları, deniz ulaşımları, rüzgâr hızları göz önünde bulundurulmalıdır. Bu kapsamda yapılan araştırmalar neticesinde Bozcaada ve Gökçeada kıyıları açık deniz rüzgâr türbinleri bakımından olumlu sonuç vermişlerdir. Açık deniz yapıların rüzgâr, dalga, sismik yükler ve çevresel yükler etkisi altında değerlendirilmeli zemin durumları detaylı bir şekilde incelenip modellere doğru bir şekilde yansıtılmalıdır. 
Türkiye'nin üç tarafının denizlerle çevrili olması, konumunun getirmiş olduğu avantajlar ve konumundan kaynaklı yüksek rüzgâr potansiyeline sahip olması rüzgâr enerjisi yönünden birçok ülkeye nazaran ön plana çıkmasını sağlamış, son 10 yılda rüzgâr enerjisinde yaşanan olumlu gelişmelerle birlikte ülkemizde ki enerji ihtiyacının yaklaşık %8 'i rüzgâr enerjisinden sağlanmıştır. Kara alanlarının sınırlı olması dolayısıyla açık denizlerde sürekli rüzgâr iklimi sağlanarak enerji üretim veriminin artırılması avantajlı ve kullanışlı olacağı öngörülmektedir. Fakat açık denizlere taşınan rüzgâr türbinleri ülkemizde henüz yapılmamıştır. Gelecek yıllarda konumunun getirdiği avantajlar ile deniz üstü rüzgâr türbini uygulamalarının başlayarak yaygınlaşması ülkemiz açısından dışa bağlı petrol ve doğalgaz tabanlı enerji politikası yerini yenilenebilir, temiz ve sürekli enerjilerden olan deniz üstü yatırımlarına bırakarak yerli ve milli servetin büyük oranda korunmasını sağlayacaktır.
Bu tez çalışmasında Ülkemiz Bozcaada açıklarında kurulabilecek ceket tipi rüzgâr türbini yapısı için Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından hazırlanan 5MW Rüzgâr Türbini özellikleri kullanılmış olup kule yüksekliği 87.6 m alınmıştır. Ekstrem durum kombinasyonları göz önüne alınarak yapılan analizlerde yapının zemine ankastre, yay sabitli ve katı zemin tanımlı modeller oluşturulup yapı kule tanımlı ve kule tanımsız sistemli olmak üzere analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde dalga, rüzgâr ve sismik yükler başta olmak üzere çevresel yükler dikkate alınmış analizlerde SAP2000 sonlu elemanlar analiz programı kullanılmıştır.

Abstract:
In the developing world, due to petroleum related crises, climate changes, environmental pollutions and decrease in the nonrenewable energy sources, the need for alternative energy sources such as the wind that is an effective green energy source is increasing day by day. Due to inadequacies in land such as instability and discontinuity of conditions for the wind and more efficient energy production, the interest in the offshore wind turbines is increasing. When determining the locations of the offshore wind turbines; depth conditions, military zones, country borders, submarine cable lines, marine transportation and wind speeds should be considered. In this context, Bozcaada and Gökçeada shores are very qualifying for offshore wind turbines. In offshore structures; wind, wave, seismic loads and circular loads as well as soil conditions should be considered and reflected well in the models.
Advantages of the Turkey's location and having high wind potential has made Turkey prominent in the wind energy compared to many countries. In the last 10 years, with the positive developments in the wind energy, about 8% of the energy need of our country has been met with the wind energy. Due to land areas being limited, with the continuous wind conditions met in offshore, better energy production efficiency may be acquired. However, wind turbines that are transported to the offshores have not been made in our country so far. In the future, with the locational advantages and offshore wind turbine applications, foreign dependent petroleum, natural gas based energy policy may give place to renewable, clean and continuous energy and thus national wealth may be preserved substantially.
In this thesis study, jacket type wind turbine structure in Bozcaada offshore waters of our country was investigated. Tower height was chosen 87.6 m and 5mw wind turbine properties prepared by National renewable energy laboratory (NREL) was selected for the wind turbine. In the analyses with the consideration of extreme condition combinations; fixed to the ground, spring constant and solid ground defined models were created. Structure is analysed for carrier system with and without the tower component.In the analysis; wave, wind and seismic loads as well as circular loads were considered. SAP2000 finite element model analysis program has been utilised for the numerical analysis.