Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Diğer Çalışmalar Koleksiyonu
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Güncel Gönderiler
Öğe Hibrit pompaj depolama sistemlerinin modellenmesi, optimizasyonu ve fayda maliyet analizi(Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-03-21) Oymak, Ayşenur; Tür, Mehmet RıdaGünümüzde artan enerji talebi ve iklim değişikliğiyle mücadele gerekliliği, sürdürülebilir enerji çözümlerine olan ilgiyi artırmaktadır. Fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmaya yönelik politikalar, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını artırmaktadır. Bu doğrultuda, enerji depolama sistemleri enerji güvenliğini sağlamak, arz-talep dengesini korumak ve yenilenebilir enerji kaynaklarını entegre etmek açısından kritik bir rol oynamaktadır. Özellikle Pompalı Hidroelektrik Depolama (PHD) sistemleri, uzun ömürlü, çevre dostu ve yüksek kapasiteli bir depolama yöntemi olarak öne çıkmaktadır. Türkiye'nin hidroelektrik potansiyeli göz önüne alındığında, mevcut rezervuarların PHD sistemlerine dönüştürülmesi, enerji sürekliliği için önemli bir fırsat sunmaktadır. Bu çalışma, Türkiye'deki hidroelektrik rezervuarlarının PHD sistemlerine dönüştürülmesini teknik, ekonomik ve çevresel boyutlarıyla kapsamlı bir şekilde ele almaktadır. İlk olarak, ikinci rezervuar için saha seçimi gerçekleştirilmiştir. Ardından, hidrolik kayıpları dikkate alan detaylı matematiksel modelleme ile PHD sisteminin enerji potansiyeli belirlenmiştir. Hibrit enerji sistemleriyle entegrasyonu değerlendirilerek, farklı senaryolar altında maliyet ve verimlilik analizleri yapılmıştır. Bu araştırma, saha seçimi, teknik modelleme ve ekonomik analizi bir arada ele alarak literatüre önemli bir katkı sunmaktadır. Pilot bölge olarak Batman Barajı ve Hidroelektrik Santrali belirlenmiştir. Uygun ikinci rezervuar alanının belirlenmesi için Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanlı çok kriterli karar verme analizi uygulanmıştır. Dijital Yükseklik Modeli (DYM) kullanılarak jeoloji ve arazi kullanım haritaları oluşturulmuş ve potansiyel rezervuar alanı belirlenmiştir. Enerji potansiyelini hesaplamak için hidrolik kayıplar, buharlaşma ve yağış etkilerini içeren matematiksel model Simulink ortamında geliştirilmiştir. Matematiksel modelleme sonuçlarına göre, tasarlanan PHD sisteminin kurulu gücü 1299 kW olarak hesaplanmış ve sistemin 5 saat boyunca 6500 kWh enerji sağlayabileceği belirlenmiştir. Elde edilen enerji potansiyeli verileri, Çoklu Enerji Kaynakları Hibrit Optimizasyonu yazılımına entegre edilerek üç farklı senaryo kapsamında teknik ve ekonomik fizibilite analizleri yapılmıştır. Senaryolar, güneş-rüzgâr-jeneratör-PHD, güneş-jeneratör-PHD ve rüzgâr-jeneratör-PHD sistemlerini kapsamaktadır. Her bir sistemin geri ödeme süresi, seviyelendirilmiş enerji maliyeti (COE) ve net bugünkü maliyet (NPC) açısından karşılaştırmalı analizleri yapılmıştır. Sonuçlara göre, PHD entegrasyonu ile enerji maliyetlerinde %30’a kadar düşüş sağlamıştır. Güneş-rüzgâr-jeneratör-PHD sisteminin yatırım getirisi (ROI) %48,2'ye ulaşırken, geri ödeme süresi yaklaşık 2 yıl olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, analizler sonucunda karbon emisyonlarında %66,2’ye varan bir azalma sağlandığı belirlenmiştir. Bu bulgular, hibrit enerji sistemlerine PHD entegrasyonunun ekonomik ve çevresel kazanımlar sağlayarak sürdürülebilir enerji politikalarına önemli katkılar sunduğunu göstermektedir. Gelecekteki çalışmalarda, PHD sistemlerinin farklı enerji depolama yöntemleriyle karşılaştırılması ve saha verileri ile model doğrulamalarının yapılması, sistemin uygulanabilirliğinin daha kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesine katkı sağlayacaktır. Ayrıca, yüzer PV sistemleri gibi alternatif yenilenebilir enerji çözümleriyle entegrasyon incelenerek, verimlilik ve su kaybı yönetimi açısından potansiyel avantajlar araştırılabilir.
