BİLDİRİ DETAY

Celal ÖZKALE, Mücahit OPAN, Murat ÜNLÜ, Cenk ÇELİK, Halil İbrahim SARAÇ
RÜZGAR VE HİDROELEKTRİK ENERJİ SANTRALLERİ’NDEN KIRSAL BİR YERLEŞİM BÖLGESİNDE OPTİMAL ENERJİ ÜRETİMİ
 
Öz: Enerji planlaması ve yönetimi, istenilen amaçlar doğrultusunda ve öngörülen kriterler çerçevesinde yenilenebilir enerji kaynaklarının en verimli kullanımını sağlayacak faaliyetlerin tümünü kapsamalıdır. Bu çalışma kırsal bir yerleşim bölgesinde yenilenebilir enerji kaynaklarından olan Rüzgar ve Hidroelektrik Enerji Santralleri (RES ve HES) ile optimal enerji üretimi üzerinedir. Bu çalışmada, rüzgar santrallerinin havza etrafına konumlandırıldığı ve çok barajlı bir su kaynakları sistemi uzun süreli planlama kapsamında tanımlanmıştır. Sistemde, rüzgar ve hidroelektrik santrallerin bütünleşik ve ayrık olduğu iki senaryo üzerinde durulmuştur. Bütünleşik senaryoda, rüzgar santrallerinde üretilen enerji ile barajdan bırakılan akımlar bir kullanımlık olarak tekrar hazneye gönderilmektedir. Her iki senaryoda sistem üzerine uzun süreli planlama için işletme optimizasyonu modelleri kurulmuştur. Modellerde ardışık yaklaştırmalı dinamik programlama optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Kurulan modeller, Ceyhan Havzası’nda Ceyhan Nehri ana kolu üzerinde ardışık olarak bulunan çok barajlı bir su kaynakları sistemine uygulanmıştır. Buradan elde edilen sonuçlar, enerji üretimi için geliştirilen her iki senaryo açısından değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bütünleşik senaryoya ait sistemin ayrık olandan daha fazla enerji ürettiği görülmüştür. Giriş: Çok barajlı sistemlerin uzun süreli planlaması, sistemin ekonomik ömrü boyunca elde edilecek faydanın optimal olmasını amaçlamaktadır. Dolayısıyla, sistemin optimal olarak boyutlandırılması ve uzun süreli optimal işletme politikaları ile bunlara karşılık olan risklerin belirlenmesi, bir bütün olarak uzun süreli planlama çerçevesinde ele alınmaktadır. Bu kapsamda gözetilecek amaçların enerji üretimi (güvenilir enerji ve toplam enerji), sulama, kirlilik kontrolü, ekolojik dengenin korunması ve ulaşım gibi alanlarda, daha çok aylık ortalama akımlar veya kritik dönem akımları ile ilişkili olduğu söylenebilir. Amaç: Kırsal bir yerleşim bölgesinde hidroelektrik ve rüzgar santralleri bulunan çok barajlı bir sistemde uzun süreli planlama kapsamında bir optimizasyon modeli geliştirilmesi ve buradan optimal enerji üretimi yapılması şeklindedir. Kapsam: Uzun süreli planlama kapsamında çok barajlı bir sistem üzerinde rüzgar enerji santralleri desteğiyle optimal enerji üretebilmek için sistem tanımlanması, model kurulması ve analiz yapılması öngörülmektedir. Yöntem: Sistemde, rüzgar ve hidroelektrik santrallerin bütünleşik ve ayrık olduğu iki senaryo üzerinde durulmuştur. Bütünleşik senaryoda, rüzgar santrallerinde üretilen enerji ile barajdan bırakılan akımlar bir kullanımlık olarak tekrar hazneye gönderilmektedir. Her iki senaryoda sistem üzerine uzun süreli planlama için işletme optimizasyonu modelleri kurulmuştur. Uzun süreli planlama için işletme optimizasyonunda, ardışık yaklaştırmalı dinamik programlama (DPSA) optimizasyon tekniği kullanılmaktadır. Burada, kritik dönemin (kurak dönem) aylık akımları kullanılarak güvenilir güç enbüyüklenmekte ve aylık minimum işletme seviyeleri elde edilmektedir. Buradan enbüyüklenen güvenilir güç, aynı modelde kısıt olarak kullanılıp, aylık ortalama akımlar ile toplam enerji enbüyüklenmekte ve aylık normal işletme seviyeleri belirlenmektedir. Burada, i=1,2,3.. M, M:Baraj sayısını, t=1,2,3,…KM, KM:İşletme süresini (ay olarak) göstermektedir. Araştırma Problemi: Kurulan modeller, Ceyhan Havzası’nda Ceyhan Nehri ana kolu üzerinde ardışık olarak bulunan çok barajlı bir su kaynakları sistemine uygulanmıştır. Ceyhan Nehri ana kolu üzerinde birbirine seri olarak bağlı bulunan barajlar, sırasıyla, Menzelet, Kılavuzlu, Sır, Berke ve Aslantaş barajlarıdır. Bu barajlardan Menzelet ve Kılavuzlu, enerji ve sulama amaçlı, Sır ve Berke enerji amaçlı ve Aslantaş ise enerji, sulama, içmesuyu ve taşkından koruma amaçlı olarak planlanmışlardır. Araştırmanın Kısıtları: Barajlarda su depolama, hidroelektrik ve rüzgar santrallerinde kapasite kısıtları bulunmakta olup, bu kısıtlara rağmen optimal enerji üretimi yapılması planlanmaktadır. Bulgular: Ceyhan Havzası’nda bulunan hidroelektrik ve rüzgar santralleri olan çok barajlı sisteme ait ayrık ve bütünleşik senaryolar için enerji üretimi değerleri elde edilmiştir. Sonuç: Elde edilen sonuçlar, enerji üretimi için geliştirilen her iki senaryo açısından değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bütünleşik senaryoya ait sistemin ayrık olandan daha fazla enerji ürettiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Çok Barajlı Sistem, Uzun Süreli Optimal İşletme, Rüzgar Enerjisi, Hidroelektrik Enerji, Ardışık Yaklaştırmalı Dinamik Programlama



 


Keywords: