RÜZGAR ENERJİSİNİN GELİŞİMİ VE GELECEĞİ

ÖZET
Fosil yakıt kaynaklarının sınırlı oluşu ve hava kirliliği, asit yağmurları ile sera etkisi şeklinde ortaya çıkan çevresel sorunlar nedeniyle, yenilenebilir enerji kaynakları tüm dünyada giderek artan bir ilgi ile karşılanmakta ve enerji gereksiniminin karşılanmasında önemli bir kaynak olarak görülmektedir. Bu bağlamda pek çok ülke 2010 yılında elektrik enerjisi gereksinimlerinin %10'unu rüzgar enerjisinden karşılamayı planlamaktadır. Çünkü rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle ve dalga gibi yenilenebilir enerji kaynakları arasında elektrik üretimi konusunda en fazla ümit veren yenilenebilir enerji kaynağı,  rüzgar enerjisidir. Bu nedenle, pek çok ülke ulusal programlar ve teşvikler uygulayarak rüzgar enerjisi teknolojisini geliştirmeye çalışmaktadırlar. Bu makalede dünyada ve Türkiye'de rüzgar enerjisi kullanımı mevcut durumu, gelişimi incelenerek, ele alınmıştır.   Yaşanan sürece koşut olarak da, ülkemizde rüzgar potansiyelinin en etkin ve yaygın şekilde kullanılması yönünde görüşler aktarılmış,  öneriler geliştirilmiştir.
       

            1. GİRİŞ
Dışa kapalı, plancı ekonomilerde enerji üretimi çoğu zaman Olmazsa olmaz zihniyeti ile çok fazla derinlemesine inilip maliyet/fayda analizleri yapılmadan hemen erişilebilir ve üretim teknolojisi hazır kaynaklara dayandırılmaktaydı. Ancak dünya genelinde bütün ülke ekonomilerinin ister-istemez liberalleşmeye (serbest piyasa ekonomisine) doğru gittikleri 1990'lı yıllardan beri elektrik üretimi için kullanılan enerji kaynaklarının çok detaylı fiyat/maliyet analizleri yapılarak toplam maliyeti en düşük olan enerji kaynaklarına doğru bir yönelme olmuştur.
Bu gelişim içinde devletlerin rolü hangi enerji türünün kullanılacağından ziyade, hangi enerji türünün kullanımının desteklenmesi ve hangi üretim enerjisi türünün teknolojisinin hükümet destekli bilimsel araştırma ve geliştirme çalışmaları ile ilerletilmesi yönünde olmuştur.
Günümüzde enerji sorunu gerek dünya, gerekse ulusal ölçekte ciddi boyutlara ulaşmıştır. Enerji ihtiyacının karşılanmasında konvansiyonel enerji kaynaklarının yanı sıra alternatif kaynaklarının geliştirilmesi ve kullanımı yönündeki arayışlar hız kazanmıştır.
Ülkemizde gelişmeye koşut olarak enerji tüketimi her geçen gün hızla artmaktadır. Mevcut enerji kaynakları tüketimi karşılayamadığından, ülke enerji ihtiyacının karşılanmasında dışa bağımlılık oranı % 75'e ulaşmıştır. Sürdürülebilir kalkınmanın itici gücü olan enerji kaynaklarının çeşitlilik bakımından neredeyse tamamına sahip ülkemizde, yerli kaynaklarımız miktar bakımından yeterli değildir. Bu nedenle Türkiye enerji ithalatçısı bir ülke konumunda bulunmaktadır. 2000 yılında Türkiye'nin elektrik enerjisi talebi 128 500 GWh olarak gerçekleşirken bunun 3800 GWh'ı ithal edilerek karşılanmıştır. Ülkemizin elektrik enerjisi talebi yılda ortalama % 8 artış göstermektedir [1] . 1999 yılında Türkiye'nin toplam kurulu elektrik gücü 26 117 MW iken , 8. Beş Yıllık Kalkınma Planı'na göre, 2005 yılındaki kurulu güc 42 738 MW olacaktır. Aynı yıl için öngörülen elektrik tüketimi 195 100 GWh olmasına karşın, öngörülen üretim 193 900 GWh dır [2]. Farkın elektrik enerjisi ithal edilerek karşılanması planlanmıştır. Bu tahminlere göre Türkiye'nin enerji ihtiyacının güvenli olarak karşılanması için, birçok ülkede olduğu gibi ülkemizde de sonsuz, tükenmeyen, temiz ve dışa bağımlı olmayan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelinmesi önem kazanmıştır.
Rüzgar enerjisi, güneş enerjisinin bir şeklidir. Rüzgarlar, yeryüzündeki farklı güneş ısısı dağılımının neden olduğu basınç ve sıcaklık farklarının dengelenmesiyle oluşan hava akımlarıdır. Dünyanın bir kısmında hava, kara ve deniz ısınırken diğer yüzeyinde ise soğuma görülür. Dünyanın günlük dönüş hareketi nedeni ile bu ısınma ve soğuma periyodik bir şekilde devam eder.
Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde en yaygın olan ve teknolojisi en hızlı gelişen rüzgar enerjisidir. Rüzgar enerjisinin bu kadar hızlı gelişmesinin nedeni,  doğada serbest bir halde ve bol olarak bulunması ile enerji kaynağı çeşitliliği yaratması yanında dışa bağımlı olmayan temiz bir enerji kaynağı olmasıdır.
2. MATERYAL
2.1. Rüzgar Ölçüm Verileri
EİE tarafından enerji amaçlı rüzgar ölçümleri yapılmaktadır. Ölçümler, 288 metre rakımda 10 metre yüksekliğindeki bir direk üzerine monte edilmiş olan NRG 9210 Plus model data logger, birer adet NRG #40 model rüzgar hız sensörü ve NRG # 200P model yön sensörleri ile 2 saniyelik örnekleme aralığında saatlik bazda ölçülmekte ve 32 Kbyte kapasiteli data chiplere kaydedilmektedir.
2.2 Yakın Çevresel Engel Bilgileri
Rüzgar gözlem istasyonuna yakın çevresel engeller, rüzgar enerjisi gözlem istasyonunda ölçülen rüzgar hız ve yön değerlerini etkileyebilmektedir. Binalar, ağaçlar gibi yakın çevresel engeller rüzgar hızını ve yönünü kayda değer ölçüde değiştirmekte, engel etrafında türbülansa neden olmakta ve rüzgar verilerinin sağlıklı olmasını engellemektedir. Bu nedenle, rüzgar santral sahası üzerindeki rüzgar akışını doğru modelleyebilmek için yakın çevresel engellerden arındırılmış serbest rüzgar verisine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçla, rüzgar enerjisi gözlem istasyonu çevresindeki engel sınıfına giren fiziksel nesneler hakkında ayrıntılı bir şekilde yapılan araştırmalar.

            3. YÖNTEM
Çeşitli ülkelerce hazırlanıp kullanıma sunulan ve rüzgar ölçüm parametrelerin kullanılarak rüzgar atlası hazırlanmıştır. Ayrıca rüzgar enerjisi potansiyelinin belirlenmesine yardımcı olan Dünyada ve Türkiye�de elektrik üretiminde rüzgar enerjisinin yerini gösteren istatistiki bilgiler karşılaştırılması yoluna gidilmiştir.
4. BULGULAR         
4.1. Rüzgar Enerjisinin Avantajları:

1. Fosil kökenli kaynakların kullanımını azaltır ve diğer enerji kaynaklarının kullanımına destek sağlar.

2. Rüzgar enerjisi temiz bir enerji kaynağıdır.

3. Dışa bağımlı bir kaynak değildir.

4. Türbinlerin kurulduğu alan çok küçük olup türbinler arasında kalan alanların çeşitli amaçlar için kullanılması da mümkündür.

5. Rüzgar gücünün uygun bir verimle elektriğe dönüşümünü sağlar.

6. Rüzgar santrallerinin projeleri basit olup türbinlerin bakım ve onarımı kolaydır.

7. Rüzgar santralleri birkaç ay gibi kısa bir sürede kurulabilmektedir.

8. Ömrü dolan rüzgar tesisini söküp kaldırmak kolaydır. Arazi tekrar kullanılabilir.

9. Elektrik üretiminde kaynak çeşitliliği sağlar.

10. Rüzgar endüstrisi tüm dünyada gelişmekte olup teknolojik altyapısı mevcuttur.

11. İstihdam imkanı yaratması.

12. Avrupa Birliğine ve çeşitli uluslar arası anlaşmalara uyum sağlaması.[23]

               
4.3. Dünya'da Rüzgar Enerjisine Genel Bakış
Binlerce yıldır insanlığın hizmetinde bulunan rüzgar enerjisinden elektrik üretimi ilk olarak 1891 yılında Danimarka�da gerçekleştirilmiştir. Bundan kısa bir süre sonra da Amerika Birleşik Devletleri'nde yer değirmenlerinin küçük güçteki rüzgar türbinlerine dönüştüğü ve elektrik enerjisi ürettiği bilinmektedir. Fosil yakıtların ucuzluğu nedeniyle yeterli seviyede benimsenmeyen rüzgar enerjisi, 1970'li yıllardaki petrol krizi nedeniyle yeniden hatırlanmış ve bundan sonra, rüzgar türbinlerinin seri üretime geçilmesi ile, bu alandaki yatırımlar gittikçe artan oranlarda gelişmiş ve rüzgar enerjisi santralleri oluşturulmaya başlanmıştır. Önceleri kara parçaları üzerinde oluşturulan bu santraller kıyı açıklarına yani deniz üzerine de kurulmaya başlamıştır.
Rüzgar enerjisi sistemlerinin tasarımı, planlaması ve çalıştırılması için rüzgarın karakteristiklerinin tüm detaylarıyla bilinmesi gerekmektedir. Türbin yerleşimi ve rüzgar enerji potansiyelinin belirlenebilmesi için uzun süreli güvenilir verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun en iyi örneklerinden biri, Avrupa Birliği ülkelerindeki rüzgar enerjisi potansiyelini belirlemek için 200 den fazla yerde kurulan uygun meteoroloji  istasyonlarının 10 yılı  aşan verileri sonucu oluşturulan "Avrupa Rüzgar Atlas" ıdır Bu Atlas,  Ege Denizi ve buna komşu Yunanistan kıyılarının yüksek rüzgar enerjisi kapasitelerine sahip olduğunu göstermektedir. Ülkemizin özellikle Ege Denizi'ne kıyısı olan batı bölgelerinde yapılan rüzgar ölçümleri de bu potansiyeli doğrulamaktadır

      2002 yılında ilave olanlarla birlikte dünyadaki kurulu toplam rüzgar gücünün kıtalara göre dağılımı ise Tablo 1'de verilmiştir.
Tablo 3. 2002 Yılı İtibarıyla Dünyadaki Kurulu Gücün Dağılımı [ 9,10].

       Avrupa'da bu alanda yatırım yapan belli başlı ülkelerdeki durum Tablo 2'de verilmektedir.
Tablo 4. 2002 Yılı İtibarıyla Avrupa'daki Bazı Ülkelerde Bulunan Kurulu Güç

        Günümüzde, gelişen teknolojiye koşut olarak, gerek deniz üstüne gerekse kara üstüne inşa edilen santrallerde yüksek güc değerinde türbinler kullanılmaktadır. Almanya'da ortalama türbin boyutu  1 281 kW değerine ulaşmıştır. Bu değer  Amerika Birleşik Devletleri'nde  908 kW, Danimarka'da  ise 850 kW dır [ 12 ].
2006 yılına yapılan projeksiyonlara göre dünyadaki tüm rüzgar enerjisi kurulu gücünün 79 363 MW  olacağı düşünülmektedir . Burada en büyük katkının 54 067 MW ile Avrupa kıtasından geleceği varsayılmıştır.  2011 yılına yapılan daha ileri projeksiyonlar ise, toplam kurulu gücün 179 392 MW olacağını göstermektedir [ 12 ]. 
Bu tahminler yapılırken analiz edilen dinamikler şunlardır:
�   Ülkelerin rüzgar enerjisi potansiyellerini belirlemeye yönelik çalışmaları,
�   Ülkelerin şimdiye kadar gerçekleştirdikleri büyüme,
�   Ülkelerin yenilenebilir enerji kaynakları için verdikleri destek ve ulusal enerji planlamaları.
 
Günümüze kadar, değişik ülkelerin rüzgar enerjisini desteklemek için uyguladıkları çeşitli modeller vardır. Bunlar:
�   Rüzgardan elde edilen elektriğe  sabit fiyat vermek,
�   Rüzgar elektriği üretenlere vergi indirimi sağlamak,
�   Rüzgar elektriği yatırımcılarına ithalat ve yatırım kolaylıkları sağlamak,
�   Elektrik üreticilerine rüzgar enerjisi kotası k****k şeklinde sıralanabilir.

       İlki 1992 yılında Rio de Janeiro 'da  yapılan küresel boyuttaki sürdürülebilir kalkınma  konferansları sonunda, küresel ısınmayı  sınırlayıcı önlemler büyük önem kazanmıştır. 1997 yılında yapılan Kyoto Protokolü gereği 2008 yılından başlıyarak 2012 yılına kadar ,  toplam emisyon değerlerinin, 1990 yılına göre, %5.3 oranında azaltılması küresel hedef olarak belirlenmiştir. Ancak, bu hedefe ulaşılması olanaklı görülmemektedir. Örneğin, Avrupa Birliği'nin kendisine hedef olarak aldığı % 8'lik emisyon azalması gerçekleşmeyeceği gibi, söz konusu dönem için, %5.3'ün üzerinde bir artış gerçekleşmesi tahmin edilmektedir. Şu ana kadar tüm dünyada, 1990 yılına göre,  % 9 oranında emisyon artışı gerçekleşirken, bu oran Amerika Birleşik Devletleri'nde %18�dir [12].
Bugün Avrupa'nın toplam enerji ihtiyacı %50 oranında ithal petrole bağlıdır. Önümüzdeki 20-30 yılda bu bağımlılığın %70 oranlarına çıkacağı düşünüldüğünde, yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgarın kullanımının, çevresel kaygıların yanında arza bağlı politik bağımlılık kaygılarını da beraberinde taşıdığını unutmamak gerekmektedir. Ayrıca, özellikle kapasite faktörü yüksek bölgelerden üretilen rüzgar elektriğinin, teknolojide yaşanan gelişmeler doğrultusunda, önümüzdeki yıllarda 3-3.5 Euro-cent/kWh 'a    ineceği de göz önüne alınması gereken bir husustur [12].

4.3. Türkiye� deki Rüzgar Enerjisi Kaynakları
Türkiye'deki rüzgar enerjisi kaynakları teorik olarak Türkiye'nin elektriğinin tamamını karşılayabilecek yeterliliktedir. Fakat rüzgar enerjisinin sisteme girişinin tutarlı bir biçiminde gerçekleşmesini kolaylaştırmak üzere gerekli altyapı tasarımlanmalıdır..
Türkiye'nin teknik potansiyeli 83.000 MW dır. Bu, Türkiye'nin biran önce kullanması gereken önemli bir rüzgar enerjisi potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Türkiye'nin Anadolu ve Rumeli kısımlarına dengeli bir dağılımla seçilen 20 meteorolojik istasyon çevresinde Türkiye Rüzgar Atlası çalışmaları Dr. Tanay Sıdkı Uyar ve çalışma arkadaşları tarafından 1989 yılında tamamlanmıştır. Bu çalışma meteoroloji istasyonlarında toplanan verilerin rüzgar enerjisinden yararlanmak amacıyla yapılacak çalışmalarda kullanılabilecek düzeyde temsili olmadığını kanıtlamıştır.

Ülkemizde uygulamaları 1998 yılında  başlayan rüzgar santralları  küçük ölçeklidirler.  Şu anda, toplam kurulu gücü 17.4 MW olan iki santral "Yap-İşlet-Devret" modeliyle üretim yaparken, toplam kurulu gücü 1.7 MW olan bir diğer santral "Otoprodüktör" statüde üretim yapmaktadır.  Bu santrallerden elde edilen yıllık elektrik enerjisi de yaklaşık 54 000 000 kWh�dır ve toplam üretim içerisinde çok küçük bir orana karşı gelmektedir. Ancak, şu anda ülkemizde yaklaşık 300 noktada rüzgar elektriği üretmeye yönelik ölçümler yapılmaktadır. 3096 sayılı Kanun [13]  kapsamında gerçekleştirilecek ve 3 Mart 2001 tarihinde yayınlanarak  yürürlüğe giren 4628 sayılı Kanun [14] çerçevesinde hazine garantisi verilebilecek 16 adet rüzgar enerjisi santrali fizibilite çalışmaları yapılmış olarak beklemektedir. Bu santrallerin yerleri Tablo 3 'de gösterilmektedir.
Tablo 3 incelendiğinde, İzmir ili çevresinin toplam 275 MW kurulu güç kapasitesi ile Türkiye genelindeki toplam 475 MW 'lık yeni rüzgar elektriği gücünün,  % 54'ünü bünyesinde barındırdığı görülmektedir. Bunu sırasıyla %18�lik pay ile Balıkesir, %12�lik pay ile Çanakkale, % 9�luk pay ile Manisa ve % 7 lik pay ile Hatay illeri takip etmektedir.
Tablo 3.  Hazine Garantili Rüzgar Enerji Santralleri

            5. SONUÇ ve ÖNERİLER
Dünya enerji ihtiyacının büyük bir oranını sağlayan fosil yakıtların yakın ve orta gelecekte tükenecek olması gerçeği, ülkeleri enerji kaynaklarını çeşitlendirmeye ve mevcut kaynaklarını da daha verimli kullanmaya zorlamaktadır.
Ülkemizde ise yenilenebilir enerji kaynakları politikaları genelinde belirsizlikler yaşanmaktadır. Bu yaklaşım belirli ve takip edilen bir rüzgar enerjisi politikasının da olmaması sonucunu doğurmaktadır. Halbuki enerjide uzun vadeli bir planlama yapılması zorunludur. Ancak, bu tür planlamalar yapılırken de  temel verilerin doğru olarak saptanması gerekmektedir. Bu bağlamda, yerli ve yenilenebilir enerji kaynakları, özellikle de elektrik enerjisi alanında rüzgar enerjisi kaynakları, kullanımını özendirecek teşvik uygulamaları, dünyadaki örnekleri incelenerek ve toplumsal fayda ön planda tutularak, yasal düzenlemelere yansıtılmalıdır. Önümüzdeki süreçte, bu politikaların yeniden yaşama geçirilmesi yönünde üniversiteler ile ilgili meslek odalarının da içinde olacağı katılımcı bir ortam yaratılmalıdır. Devlet politikası haline getirilecek olan böyle bir uygulama da, hükümetlerin siyasal tercihlerine bırakılmadan, tutarlı bir şekilde sürdürülmelidir.
Değişik enerji kaynaklarının birim yatırım maliyetleri karşılaştırılırken çevresel ve toplumsal etkileri de  dikkate  alınmalıdır. Bunun için, üretim maliyetlerinde son birim maliyeti yerine alternatif maliyetlerin göz önüne alınması daha doğru olacaktır.  Bu durum yenilenebilir enerji kaynaklarının lehine bir durum yaratacaktır.  Aksi taktirde çok yanıltıcı bir durum ortaya çıkacaktır.  
Rüzgar enerjisi santralleri kurulmasının ilk aşaması olan uzun dönemli rüzgar değerleri ölçümü, tüm projeyi etkilemesi açısından çok büyük bir öneme sahiptir. Standartlara uygun ölçüm cihazları ile uygun şartlarda veri toplama ve değerlendirme işlemlerinin yapılması kapasite tahminlerindeki hatayı en aza indirecektir. Bu nedenle, ölçümlerin uzman kişiler tarafından gerçekleştirilmesi, eğitim konusunda ilgili meslek odalarının ve üniversitelerin görev üstlenmesi sağlanmalıdır.  Bu şekilde hassas olarak elde edilen verilerin bir araya getirilmesi ile oluşturulacak Türkiye Rüzgar Atlas'ı,  kullanılabilir rüzgar potansiyelimizi belirlemede  çok faydalı olacaktır.
Özellikle rüzgar potansiyelimizin yoğun olduğu bölgelerdeki üniversitelerimizin bu alandaki araştırma geliştirme çalışmaları desteklenmelidir. Büyük çoğunluğu ithal edilen türbinlerin öncelikle belli donanımlarının ulusal olanaklarla yapılması için bu gereklidir. Oluşturulacak teknolojik bilgi birikimi ve arttırılacak istihdam rüzgar enerjisi politikalarının temel unsurlarından biri olarak değerlendirilmelidir.
Sektörle ilgili yurtdışındaki politikalar, teknolojik gelişmeler ve uygulamalar yakından izlenmeli ve ülkemiz açısından olumlu olabileceklerin ulusal rüzgar enerjisi politikamıza katkısı sağlanmalıdır. Bu bağlamda sevindirici bir gelişme olan 18.05.2005 tarihli ve 5346 sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun TBMM�de kabul edilerek kanunlaştı.[20] Bu kanun kapsamında Yenilenebilir kaynak alanlarının belirlenmesi, korunması, kullanılması ve üretilen enerjinin belgelendirilmesi ve yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrik enerjisinin belirli bir süre için sabit fiyat uygulamaları ile alım yükümlülüğünün getirilmesi hızla tamamlanmalıdır. 
Unutulmamalıdır ki, kendi ulusal kaynaklarını teknolojik olarak daha fazla kullanabilen ülkeler gelecekte daha etkin konumlarda olacaklardır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından,  özellikle rüzgar enerjisinden faydalanma konusu da, bu etkin konuma gelmek için gereken parametrelerin başında gelecektir.