Hibrit enerji santralleri için fizibilite çalışması: Karacaören-2 barajı ve hidroelektrik santrali

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, enerji kaynakları açısından dışa bağımlılığı yüksek olan Türkiye’nin yenilenebilir enerji potansiyelini değerlendirmek ve enerji arz güvenliğini artıracak sürdürülebilir çözümler sunmaktır. Bu kapsamda su ve rüzgâr enerjisinin birlikte kullanıldığı hibrit bir enerji sistemi tasarlanmıştır. Çalışma alanı olarak, Akdeniz Bölgesi'nde Aksu Çayı üzerinde bulunan Karacaören-2 Barajı ve Hidroelektrik Santrali seçilmiştir. Mevcut baraja yakın bölgede bir Pompaj Biriktirmeli Hidroelektrik Santral (PHES) kurulumu planlanmıştır. Ayrıca bölgenin sahip olduğu yüksek rüzgâr enerjisi potansiyeli, Rüzgâr-PHES şeklinde bir hibrit enerji santrali tasarımına olanak sağlamaktadır. Yapılan çalışmada PHES ile rüzgar enerjisinin birbirini tamamlayıcı özellikleri dikkate alınarak teknik, ekonomik ve çevresel analizler gerçekleştirilmiştir. Hibrit sistem, PHES tesisinin enerji depolama sürecinde gerekli olan enerjiyi, rüzgâr türbinlerinden sağlanan yenilenebilir enerji ile karşılamayı hedeflemektedir. Türkiye elektrik sistemindeki arz-talep dengesizliklerinin giderilmesi için PHES sistemlerinin yaygınlaşması önemlidir. Bu sistemlerin etkinliğini artırmak amacıyla hibrit enerji kaynakları kullanımı teşvik edilmektedir. Yapılan ekonomik analizler, önerilen hibrit sistemin ekonomik olarak avantajlı olduğunu ve enerji arz güvenliğine önemli katkılar sağlayacağını göstermiştir. Ayrıca bu çalışma, Türkiye'de hibrit enerji çözümlerinin yaygınlaştırılması için önemli bir referans niteliğindedir. Sonuç olarak, su ve rüzgâr enerjisinin bir arada kullanıldığı bu yenilikçi hibrit enerji modeli, Türkiye’nin yenilenebilir enerji hedeflerine ulaşmasına katkıda bulunacak ve enerji sistemindeki dengesizlikleri giderecek sürdürülebilir bir çözüm sunacaktır.

The central objective of this thesis is to evaluate the potential for Turkey to generate renewable energy, a nation that is heavily reliant on imported energy resources. The thesis further aims to propose sustainable solutions that will enhance energy supply security. In this regard, a hybrid energy system that integrates hydropower and wind power has been conceptualised. The selected study area is the Karacaoren-2 Dam and Hydroelectric Power Plant, located on the Aksu River in the Mediterranean Region. A Pumped Hydro Energy Storage (PSH) system is planned near the existing dam. The area's substantial wind energy potential facilitates the development of a hybrid wind-PHES energy plant. The study incorporates technical, economic, and environmental analyses, with a focus on the complementary nature of PHES and wind energy systems. The proposed hybrid system aims to supply the necessary energy for PHES storage processes using renewable energy generated by wind turbines. The promotion of PHES systems is imperative for addressing Turkey's electricity supply-demand imbalances. The utilisation of hybrid energy sources is advocated in order to enhance the efficiency of these systems. The economic analyses indicate that the proposed hybrid system is economically viable and contributes significantly to energy supply security. This study is also significant as a reference point for the promotion of hybrid energy solutions in Turkey.