Manisa Soma Bölgesi için Meso Ölçek Sayısal Hava Tahmin Modeli (WRF) Sonuçları ile Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Modelleri (Meteodyn ve WindSim) Kullanılarak Kısa Vadeli Rüzgar Enerjisi Tahmini
Short Term Wind Energy Prediction for Manisa Soma Region By Using Numerical Weather Prediction Model Results (WRF) and Computational Fluid Dynamics Models (Meteodyn And WindSim)
- Tez No: 517315
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Meteoroloji, Enerji, Meteorology, Energy
- Anahtar Kelimeler: Atmosfer modelleri, Enerji performans analizi, Kısa dönemli öngörü, Rüzgar enerjisi, Standart hata değerleri, Tahmin hataları, Atmospheric models, Energy performance analysis, Short-term forecasting, Wind energy, Standard error values, Estimation errors
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Orta ölçek sayısal hava tahmin modeli WRF ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelleri (CFD) olan Meteodyn ve WindSim'in kullanımıyla kısa vadeli rüzgar enerjisi tahminleri gerçekleştirilmiştir. Manisa ili Soma ilçesi sınırları içinde kompleks arazi üzerinde kurulu bulunan Soma Rüzgar Enerji Santrali (RES)'ndeki rüzgar enerjisini, 1 km ve 3 km çözünürlükte ve 24 ile ikinci 24 (48) saatler için tahmin eden bir sistem oluşturulması amaçlanmıştır. Modelleme sonuçları türbin gözlem verileri ile karşılaştırılarak hangi CFD modelin daha iyi performansla çalıştığının analizi yapılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarında, mezo ölçek model ile CFD modellerinin her iki çözünürlük senaryolarında 24 saat sonuçlarının 48 saat sonuçlarına göre daha az hatalı olduğu gözlenmiştir. Bu durum, tahmin süresinin uzamasıyla WRF modelin tahmin yapma becerisinin azalması ve buna bağlı olarak hata oranlarının yükselmesidir. Çözünürlük sonuçlarının analizinde, tüm modeller için 3 km çözünürlüğün 1 km çözünürlüğe göre daha az hatalı sonuçlar vermiş olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonucun, mezo ölçekli model ile buna kuple edilen CFD modellerinin kullanmış olduğu yükseklik ve arazi kullanım verisindeki ölçek farklılığından kaynaklanan sönümleme veya rüzgar şiddetini artırıcı etki olduğu düşünülmektedir. Ayrıca mezo model WRF, kompleks saha yapısından etkilenmektedir. CFD modelleri ile mikro ölçek etkilerin daha iyi çözümlenip hata oranlarının düşmesi beklenirken WRF modeli daha iyi ya da CFD modellerine çok yakın sonuçlar vermiştir. Bu durum iki model arasındaki yükseklik ve arazi kullanım verisinin ölçek farklılığındaki sonuçlara olan büyük etkisini göstermektedir. Yapılan mevsimsel analizlerde; mezo model ve CFD modeler için, çözünürlük ve zaman koşullarında, kış mevsimi'nin en yüksek hata değerlerine ve yaz mevsimi'nin en düşük hata değerlerine sahip olduğu gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Short-term wind energy estimations were made using Meteodyn and WindSim computational fluid dynamics models (CFD) with the medium-scale numerical weather forecasting model WRF. It is aimed to create a wind energy forecasting system that estimates the wind energy in Soma Wind Power Plant (WPP), which is located on a complex land within the boundaries of Soma district of Manisa province, at 1 km and 3 km resolution and for 24 and second 24 (48) hours. he modeling results are compared with the turbine observation data to analyze which CFD model performed better. In the comparison of the results, it is observed that the 24 hours results of meso scale model and both CFD models in both resolution scenarios were showing less error compared to 48 hours results. This is explained by the reduction of the prediction ability of the WRF with the prolonged estimation period which caused the high error rates. Analyzing the resolution results, it is observed that 3 km resolution for all models gave less erroneous results than 1 km resolution. This is explained as the 3 km resolution gives less erroneous results than 1 km error due to the better matching with the physical properties of the model. This result is thought to be the damping or wind speed enhancement resulting from the altitude and land-use scale differences between mesoscale model and CFD models. Furthermore, the meso model WRF is affected by the complex field structure. It is expected that micro scale effects will be better solved and the error rates will be reduced with the using of CFD model. The WRF model is better or gives very close results to CFD models. This shows that the height, roughness and land usage data scale difference of the models have a great effect on the results. In seasonal analyzes; it has been observed that all the CFD models, resolution and time conditions has the highest error values in the winter season and the lowest error values in the summer season.
Benzer Tezler
- Manisa Soma bölgesi için meso ölçek sayısal hava tahmin modeli (WRF) ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği modeli (WINDSIM) kullanılarak kısa vadeli rüzgar enerjisi tahmini
Short term wind energy prediction system for Manisa Soma region by using numerical weather prediction model (WRF) and computational fluid dynamics(WINDSIM) model
BAHTİYAR EFE
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. Ş. SİBEL MENTEŞ
- Short-term wind energy prediction system by using mesoscale/microscale modelling with model output statistics on various terrain types
Model çıktılarının istatistiği ile orta ölçek/mikro ölçek modelleri kullanılarak çeşitli arazi tipleri için kısa dönem rüzgar enerjisi tahmin sistemi
DERYA ERGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
DR. GREGOR GIEBEL
- Ege bölgesi keçi liflerinin bazı önemli fiziksel, kimyasal özellikleri ve değerlendirme imkanları
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER ERDEM
Doktora
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLSEREN YAZICIOĞLU
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM