Tez Açık Erişim

TÜRKİYE İÇİN OPTİMUM AÇIK DENİZ ÜZERİ KOMBİNE RÜZGAR VE MAVİ ENERJİ SANTRALİ GELİŞTİRİLMESİ

2025    Demir, Abdullah Kürşat

Türkiye üç yanı denizlerle çevrili Mavi Vatan doktrini ile 462 000 km2 deniz alanına sahip bir ülkedir. Bu kapsamda Türkiye’nin deniz saha planlamasını gerçekleştirerek söz konusu bu alandan en verimli şekilde faydalanması gerekmektedir. Çalışma dahilinde, Deniz Saha Planlamasına (DSP) yönelik öncü bir ÇKKV (Çok Kriterli Karar Verme) modeli geliştirilmiştir. Model kapsamında DSP kullanımı, çevresel etki ve ekolojik – biyolojik çeşitlilik altında üç ana kriter belirlenerek hem sürdürülebilirlik hem de fayda sağlama ilkeleri göz önünde bulundurulmuştur. Alt kriterler belirlenen dağılımlarla Monte Carlo Simülasyonu (MCS) ile modellenerek bir Stratejik Planlama Modeli (SPM) ortaya konmuştur. Mavi enerji, gelgit, dalga ve açık deniz rüzgarı gibi deniz ve hidrokinetik bazlı enerji kaynaklarını ifade eder ve Türkiye’nin doğal gaz ve petrol gibi dışa bağımlı birincil enerji kaynaklarına olan bağımlılığını azaltarak, ulusal enerji karışımındaki yerli enerji kaynaklarının çeşitliliğini artırmak için önemli bir fırsat sunar. Türkiye’nin açık deniz mavi enerji kapasitesinin araştırılması, enerji politikası hedefleriyle uyum sağlamak açısından kritik bir öneme sahiptir. Özellikle Yenilenebilir Enerji Kaynak Alanı Kapsamında (YEKA) aday bölgelerden biri olan Karadeniz’deki Kıyıköy kıyıları, açık deniz mavi enerji geliştirme için elverişli alanlar arasında yer almakta olup, ülkenin açık deniz mavi enerji potansiyelinin yaklaşık 1700 MW olduğu tahmin edilmektedir. Rüzgar, dalga ve hidrokinetik türbinlerinin birleştirildiği hibrit tasarım modeli, DSP aracılığıyla yeni projeler için altyapı sağlayarak sürdürülebilir bir mavi ekonomi oluşturulmasına katkı sunmayı amaçlamıştır. Açık Deniz Üzeri Kombine Rüzgar ve Mavi Enerji Santrali için tezde geliştirilen hibrit tasarım modelinin temel deformasyon analizinde basitleştirilmiş üçlü yay yöntemine MCS analizi uygulanarak literatürde API (2014) ve DNV (2014) tarafından önerilen p – y yöntemleriyle Bryne ve diğ. (2015) tarafından önerilen 3 boyutlu sonlu elemanlar modelini kapsayıcı bir çözüm yolu ortaya konmuştur. Kombine hibrid sistemin en önemli tasarım kriterlerinden biri olan yapının doğal frekans analizinde ise hibrit sistem literatürde verilenin aksine birinci dereceden serbestliğe değil ikinci dereceden serbestliğe göre çözülmüştür. Öncelikle, geliştirilen bu yeni çözüm literatürle kıyaslanmış ve mutlak bağıl fark %1,84 bulunarak çözüm metodolojisi gerçekleniştir. Bunun yanında, yeni hibrit yapının doğal frekans değeri birinci dereceden serbestliğe ve ikinci dereceden serbestliğe göre ayrı ayrı çözülerek, aradaki mutlak bağıl farkın %48,64 gibi yadsınamaz bir fark olduğu görülmüştür. Çalışmanın son kısmında ise fizibilite çalışması yapılarak elektrik maliyetinin düzeylendirilmiş değeri (LCOE) 52,90 Eur/MWh olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak bu tezde, sistemin sürdürülebilirliği, fizibilitesi ve operasyonel ömrü açısından Karadeniz koşullarında özgün bir mavi enerji tasarım modeli geliştirilmiştir. Hibrit sistemlerin tek dereceli çözümlerinin hatalı olacağı, iki dereceli serbestliğe göre çözümlerin yapılması gerektiği literatürde ilk defa ortaya konmuştur. Toplamda kombine sistemin üreteceği elektrik miktarı 1,68 MW saat olarak bulunmuştur. Dalga enerji üreteci için B/C fizibilite değeri 2,17 deniz üzeri rüzgar türbini için ise 1,39 bulunmuştur. Bu sistemlerin kombine kullanılması ile de bu değer B/C=1,40 olarak hesaplanmıştır. Görüldüğü üzere tezde Türkiye’ye özgü geliştirilen yerli ve milli kombine mavi enerji santrali aynı zamanda verimli ve ekonomik açıdan yapılabilirdir. Bu yapıların tasarımı için de çift dereceli serbestliğe dayalı yeni bir tasarım modeli geliştirilmiştir.