Yenilenebilir enerji kaynaklarının üretim miktarı, doğanın kontrolünde olduğundan, belirli bir potansiyeli vardır ve yine yapısı sebebiyle, bu potansiyelin tamamı kullanılamaz. Bu durum, yenilenebilir enerji teknolojilerinin, özellikle hidrolik alanında yaıtırm kısıtlarının oluşmasına sebep olmaktadır. Bu sebeple hesaplamalar yapılırken, üç farklı kapasiteden bahsedilebilir ve bu kapasitelerden hangisi ile ilgili konuşulduğuna dikkat edilmelidir, çünkü arada çok büyük farklar vardır. Örneğin rüzgar üzerinden verilmesi, konunun net olması açısından doğru bir tercih olacaktır.
Teknik Kapasite: Türkiye sınırları içinde, bir saat boyunca esen rüzgarın gücü, teknik kapasitedir. Yani rüzgar esen her noktaya rüzgar türbini yerleştirmemiz durumunda, teknik kapasiteden sonuna kadar yararlanabiliriz. Enerji Bakanlığı'na göre Türkiye'nin rüzgardaki teknik kapasitesi 48.000 MW'tır.
Teknik Yapılabilir Kapasite: Teknik kapasite, yalnızca teorik potansiyeldir. Tabii ki rüzgar esen her bir noktaya rüzgar türbini yerleştirilemeyecektir. İçinde bulunulan dönemin teknolojisi sebebiyle bazı bölgelere veya noktalara rüzgar türbini yerleştirilmesi mümkün değildir. Bu sebeple teknik yapılabilir kapasite, teknik kapasiteden daha düşüktür. Teknolojinin gelişmesi ile birlikte teknik yapılabilir kapasite, teknik kapasiteye yaklaşabilir.
Ekonomik Yapılabilir Kapasite: Teknik yapılabilir kapasite içinde, bir de cari dönemin teknolojisinin izin vermesine rağmen, maliyetler veya çeşitli ekonomik sebeplerle yatırım yapılamayan kapasite bulunmaktadır. Bu kapasite de düşüldüğü zaman, ekonomik yapılabilir kapasiteye ulaşılabilir. Bu kapasite içinde gerçekleştirilebilecek olan yatıırmlar, karlı yatırımlardır. Bu sebeple hesaplamaları yaparken ekonomik yapılabilir kapasite dikkate alınmalıdır.
2014 yılında Türkiye'nin toplam elektrik tüketimi 256 TWh'tir (256.000.000 MWh).
Farklı kapasitelerin %100 kullanılması durumunda rüzgardan elde edilebilecek elektrik aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
Yıllık Elektrik Üretimi = Kurulu Güç x Kapasite Faktörü x 8760
Türkiye 2013 yılında 2.759,6 MW kurulu rüzgar gücüne sahiptir. Bu durumda bu türbinlerin bir yıl içinde üretmesi beklenen elektrik:
2.759 x 8760 = 24.174.096 MWh'tir.
2013 yılı içinde rüzgar türbinlerinin üretmiş olduğu elektrik ise 7.557.500 MWh'tir.
Kapasite faktörünü bulmak için ise: 7.557.500 MWh/24.174.096 MWh = 0,31
Türkiye 2013 yılında 2.759,6 MW kurulu rüzgar gücüne sahiptir. Bu durumda bu türbinlerin bir yıl içinde üretmesi beklenen elektrik:
2.759 x 8760 = 24.174.096 MWh'tir.
2013 yılı içinde rüzgar türbinlerinin üretmiş olduğu elektrik ise 7.557.500 MWh'tir.
Kapasite faktörünü bulmak için ise: 7.557.500 MWh/24.174.096 MWh = 0,31
Kapasite faktörü, bir güç santralinin bir yıl içinde ürettiği elektriğin, 365 gün (8760 saat) çalışması durumunda üreteceği elektriğe bölünmesiyle elde edilen bir orandır. Türkiye'de rüzgar enerjisi için kapasite faktörü, 2013 yılında % 31'dir (dünya ortalaması da yaklaşık budur).
Türkiye'nin 2023 yılı hedefinin rüzgarda 20.000 MW kurulu güce ulaşmak olduğunu biliyoruz. Türkiye'nin rüzgardaki teknik kapasitesi ise 48.000 MW'tır. Teknik yapılabilir ve ekonomik yapılabilir kapasite ile ilgili herhangi bir bilgi görünmüyor ancak ölçeklendirmek için bir örnek gerekirse, DSİ'ye göre Türkiye'nin hidrolikte teknik potansiyeli 433.000.000 MWh iken, teknik yapılabilir potansiyel 216.000.000 MWh'tir. Yani yaklaşık yarı yarıya bir düşüş vardır. Ekonomik yapılabilir kapasite ise, dönemin ekonomik ve finansal şartlarına, yakıt fiyatlarına ve döviz kurlarına göre değiştiğinden kısa ve hatta çok kısa dönemde farklılık gösterebilmektedir. Rüzgarda da aynı oranın olduğunu varsayarsak, Türkiye'de rüzgar enerjisinde teknik yapılabilir kapasitenin 24.000 MW olduğu sonucuna ulaşırız. Günümüzde ise ekonomik yapılabilir potansiyelin, 2023 hedefleri ile ile paralel olarak 20.000 MW olduğunu varsayalım. Bu şartlar altında, her bir kapasite için üretilebilecek elektrik ve 2014 üretimindeki payı aşağıdaki tabloda görülmektedir.
Kurulu Güç
|
Kapasite Faktörü
|
Üretilen Elektrik
|
Üretimdeki Payı
|
|
Teknik Kapasite
|
48.000
|
31,00%
|
130.348.800
|
50,92%
|
Teknik Yapılabilir Kapasite
|
24.000
|
31,00%
|
65.174.400
|
25,46%
|
Ekonomik Yapılabilir Kapasite
|
20.000
|
31,00%
|
54.312.000
|
21,22%
|
Aslında burada belirtilmesi gereken bir başka etken de çevrim faktörüdür. Yani yakıttaki enerjinin ne kadarının elektriğe çevrilebildiğidir. Eğer 48.000 MW olarak ölçülen güç; Türkiye'nin sahip olduğu rüzgarın kinetik potansiyeli ise, bu potansiyel yakıt olarak görülmelidir. Örneğin rüzgar türbinleri için teorik üst limit % 59,3'tür (Betz Kanunu). Günümüzde rüzgar türbinleri yaklaşık % 50 çevrim faktörü ile çalışmaktadır. Bu durumda yukarıdaki tabloda bulunan üretimdeki pay ve üretilen elektrik değerlerini 0,5 ile çarpmak gerekecektir. Dolayısıyla aslında bir yıl içinde üretilebilecek elektrik miktarı hesaplanırken, formül şu şekilde olmalıdır:
Yıllık Elektrik Üretimi = Kurulu Güç x Kapasite Faktörü x Çevrim Faktörü x 8760
Eğer 48.000 MW güç, elektriğe doğrudan çevrilebilir potansiyel ise, böyle bir değişikliğe gerek yoktur.
Tabii ki aslında tamamen serbest bir piyasada olsayık büyük ihtimalle bu değerlere de ulaşamayacaktık. Devlet rüzgar türbinleri için satın alma garantisi ve 73 $/MWh sabit ödeme yapmayı taahhüt ettiğinden, piyasada değil fakat düzenleme sayesinde, teknik yapılabilir kapasite bölgesinden, ekonomik yapılabilir kapasite bölgesine geçiş yaşanmıştır. Gelecekte teknolojinin gelişmesiyle teknik yapılabilir kapasite, fosil yakıtların fiyatlarının veya teşviklerin artmasıyla da ekonomik yapılabilir kapasite büyüyerek teknik kapasiteye yaklaşacaktır.
Yazının üzerindeki harita, Türkiye'nin rüzgar enerjisi potansiyel atlasını göstermektedir. Haritanın altındaki işaretler ise, bölgelere göre kapasite faktörünü göstermektedir. Hesaplamada kapasite faktörünün ortalama %31 alınmasının sebebi, ise 2013 ylındaki rüzgar enerjisi bilgileridir.
(Aslında rüzgardaki teknik kapasite/teknik yapılabilir kapasite oranı, hirdolikteki kadar düşük olmayacaktır ancak kıyaslama yapacak bir bilgi olmadığından, bu haliyle kullanılmıştır).
