İki Bileşenli Weibull Dağılımı ile Rüzgâr Hızı Olasılık Dağılımlarının Modellenmesi

Abstract

Rüzgar enerjisi elektrik enerjisi üretiminde tercih edilen en önemli yenilenebilir enerji kaynaklarındandır. Sürdürülebilir, ekonomik ve çevre dostu bir enerji kaynağı olması yönüyle öne çıkmaktadır. Diğer taraftan rüzgar hızının değişken olması, kontrol edilememesi ve başka bir yere aktarılamaması rüzgar enerjisi ile elektrik üretiminde çeşitli zorluklara ve belirsizliklere neden olmaktadır. Bu zorlukların ve belirsizliklerin aşılabilmesi amacıyla rassal bir değişken olan rüzgar hızının olasılık dağılımları ile modellenmesi yoluna gidilmiştir. Literatürde yapılan çalışmaların geneli ve çeşitli uluslararası standartlar, rüzgar hızının istatistiksel analizlerinde Weibull dağılımının uygunluğu noktasında birleşmektedir. Bu çalışmada faaliyette olan bir rüzgar enerji santrali üzerinden alınan rüzgar hızı ve çıkış gücü verileri analiz edilmiştir. Mevcut verilere en uygun Weibull dağılımının elde edilebilmesi amacıyla olasılık yoğunluk fonksiyonu değişkenleri, farklı matematiksel yöntemler kullanılarak elde edilmeye çalışılmıştır. Her bir yöntem ile elde edilen Weibull dağılımları çeşitli istatistiksel hata analizleri üzerinden değerlendirilerek, elde edilen sonuçların karşılaştırması yapılmıştır. Çalışmanın son bölümünde rüzgar hızı verilerinin karma Weibull dağılımı oluşturulmuş ve basit Weibull dağılımları için gerçekleştirilen hata analizleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, karma Weibull dağılımının, iki bileşenli basit Weibull dağılımlarına göre daha yüksek doğrulukla olduğunu kanıtlamıştır. Son olarak, tüm olasılık dağılımları üzerinden rüzgar enerjisi ile üretilebilecek elektrik enerjisi potansiyeli hesaplanmış ve santralden alınan gerçek veriler ile karşılaştırılmıştır. Ulaşılan sonuçlar, karma Weibull dağılımının enerji potansiyeli hesaplamalarında da daha başarılı olduğunu kanıtlamıştır.