Bütünleşik formda dalga, güneş ve rüzgar enerjilerinden elektrik enerjisi üretiminin optimizasyonu
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hüseyin Balta
Danışman: Zehra Yumurtacı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Türkiye'nin enerji ihtiyacının önemli bir kısmı halen fosil yakıtlar kullanılarak karşılanmaktadır. Ülke kaynakları göz önünde bulundurulduğunda, yenilenebilir enerji kaynakları Türkiye'nin enerji ihtiyacını karşılamak için alternatif bir kaynak olarak görünmektedir. Bu çalışma, Türkiye'de mevcut dalga, güneş ve rüzgar enerjilerini kullanarak yenilenebilir enerjiye dayalı elektrik üretimi potansiyelini araştırmaktadır. Türkiye'nin farklı bölgelerinden yedi il (Antalya, Çanakkale, İstanbul, İzmir, Kastamonu, Kırklareli ve Muğla) dalga, güneş ve rüzgar enerjisi potansiyelleri açısından (dalga verileri, rüzgar hızları, güneşlenme süreleri ve küresel radyasyon değerleri) dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Belirlenen bölgelerdeki kıyı uzunlukları dikkate alınarak üç ayrı senaryo üzerine çalışmalar yapılmış olup dalga, güneş ve rüzgar enerjilerinden yıllık toplam elektrik enerjisi üretimi, ev sayısı ve maliyet hesabı analiz edilmiştir. Sistemin optimizasyonu Yanıt Yüzey Yöntemi ile yapılmıştır. Çalışmaların önemli bir sonucu olarak, seçilen bölgelerdeki elektrik gücü ve ev sayısı; dalga boyu, dalga yüksekliği ve rüzgar hızı gibi karakteristik özelliklerinin yanı sıra uygulanabilir kıyı uzunluğu ile doğrudan ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Belirlenen kıyı uzunlukları dikkate alındığında dalga enerjisinden elde edilen gücün diğer yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen güçten daha yüksek olduğu görülmüştür. 1. ve 2. senaryoya göre yenilenebilir enerji sistemlerinden elde edilen güç, kıyı uzunluğunun fazla olması sebebiyle diğer lokasyonlara göre Muğla/Datça ilinde en yüksek seviyededir. Muğla şehrini İzmir, Antalya, Çanakkale, İstanbul, Kırklareli ve Kastamonu izlemektedir. 3. senaryoya göre ise elde edilen güç, kıyı uzunluğunun her şehirde aynı seçilmesi sebebiyle diğer lokasyonlara göre Kırklareli/Demirköy ilinde en yüksek seviyededir. Kırklareli şehrini İstanbul, Antalya, İzmir, Muğla ve Çanakkale izlemektedir. Elektrik tüketiminin entegre sistemden karşılanabileceği ev sayıları dikkate alındığında, 1. senaryoya göre, Muğla/Datça'da 10.525.514 ev, Kastamonu/Doğanyurt'ta ise 358.576 ev öne çıkmaktadır. 2.senaryoya göre, Muğla/Datça'da 5.405.187 evin, Kastamonu/Doğanyurt'ta ise 358.576 evin elektrik ihtiyacı karşılanabilmektedir. 3. senaryoya göre ise, Kırklareli/Demirköy'de 782.298 evin, Çanakkale/Ayvacık'ta ise 481.870 evin elektrik ihtiyacı karşılanabilmektedir. Yanıt Yüzeyi Yöntemi kullanılarak rüzgar, fotovoltaik, parabolik güneş kolektörü ve dalga enerjisi için optimum faktörler hesaplanmıştır. 1. senaryoya göre optimum faktörler, toplam elektrik üretim oranının 20.600,053 (GWh/yıl), toplam ev sayısının 5.643.850 (adet/yıl) ve toplam maliyetin 6.550.944.954 ($) olmasını hedeflemektedir. 2. senaryoya göre optimum faktörler, toplam elektrik üretim oranının 10.794,208 (GWh/yıl), toplam ev sayısının 2.957.317 (adet/yıl) ve toplam maliyetin 3.297.384.866 ($) olmasını hedeflemektedir. 3. senaryoya göre ise optimum faktörler, toplam elektrik üretim oranının 2.491,455 (GWh/yıl), toplam ev sayısının 682.591 (adet/yıl) ve toplam maliyetin 813.940.876 ($) olmasını hedeflemektedir. Dalga ve dalgaya entegre rüzgar ve güneş enerjileri dikkate alındığında, 1. ve 2. senaryoya göre Muğla/Datça bölgesinde, 3. Senaryoya göre ise Kırklareli/Demirköy bölgesinde entegre sistemin kurulmasının bölgenin elektrik ihtiyacının tamamını karşılayabilecek potansiyele sahip olduğu hesaplanmıştır.