KEBAN BARAJ GÖLÜNDE KURULACAK YÜZER GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALİNİN ENERJİ POTANSİYELİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu tez çalışması, Keban Baraj Gölü üzerine kurulması planlanan Yüzer Güneş Enerjisi Santrali (YGES)'nin, bölgedeki terfili sulama sistemlerinin enerji gereksinimlerini karşılama potansiyelini ve Keban Barajı Hidroelektrik Santrali (HES) ile birlikte hibrit bir üretim modeli kapsamında işletilebilirliğini değerlendirmektedir. Bu kapsamda, YGES entegrasyonunun teknik fizibilitesi, enerji arz güvenliğine katkısı ve mevcut iletim altyapısıyla uyumu analiz edilmiş; ayrıca üretilecek fazla enerjinin enterkonnekte şebekeye aktarılmasıyla bölgesel enerji verimliliğinin ve ekonomik sürdürülebilirliğin artırılması hedeflenmiştir. Bu tez çalışmasında, incelenen altı pompaj sulama projesinin ihtiyaç duyduğu toplam enerji miktarı hesaplanmış ve bu enerji gereksiniminin Keban Baraj Gölü üzerine kurulması planlanan YGES ile karşılanması hedeflenmiştir. 820 metre minimum işletme kotunda 408,28 km², 845 metre normal su seviyesinde ise 676,14 km² rezervuar alanına sahip olan Keban Barajı için, mevcut mütasevver amaç ve faaliyetler dikkate alınarak bir YGES yerleşim modeli geliştirilmiştir. Bu kapsamda, barajın normal su kotundaki yüzey alanının sırasıyla %3, %5 ve %10'nu kapsayan üç farklı senaryo tasarlanmış ve her bir senaryonun teknik uygulanabilirliği ile enerji üretim potansiyeli değerlendirilmiştir. Keban Barajı'nda mevcut 1.330 MW kapasiteli HES'e eşdeğer bir YGES kurulabileceği ve her iki tesisin ortak iletim hattı üzerinden entegre işletilebileceği belirlenmiştir. Bu 2.660 MW kapasiteli hibrit sistemin yılda yaklaşık 8.100 GWh enerji üreterek 810 bin hanenin elektrik ihtiyacını karşılayabileceği hesaplanmıştır. Bu çalışmada, Keban Baraj Gölü üzerine kurulacak YGES ile buharlaşmanın azaltılması sonucu sağlanan su tasarrufu ve bu suyla üretilebilecek enerji miktarı, Penman, Linacre ve Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Analizlerde, DSİ tarafından AR-GE kapsamında Keban Baraj Gölü'nde kurulan 0,99 MW YGES ve 2 MW karasal GES tesislerinden elde edilen deneysel veriler kullanılmış; sistem performansları ve kapasite faktörleri benzer ulusal ve uluslararası tesislerle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.This thesis evaluates the potential of a Floating Photovoltaic Power Santral (FPPS) planned to be installed on the Keban Reservoir to meet the energy requirements of regional pumped irrigation systems, as well as its operability within a hybrid generation model integrated with the Keban Hydroelectric Power Plant (HPP). Within this framework, the technical feasibility of FPPS integration, its contribution to energy supply security, and its compatibility with the existing transmission infrastructure are analyzed, while the transfer of surplus electricity to the interconnected grid is aimed at enhancing regional energy efficiency and economic sustainability. In this thesis study, the total energy demand of the six investigated pumped-irrigation projects was calculated, and it was aimed to meet this energy requirement through a FSPP planned to be installed on the Keban Reservoir. For the Keban Dam, which has a reservoir surface area of 408.28 km² at the minimum operating level of 820 m and 676.14 km² at the normal water level of 845 m, an FSPP layout model was developed by considering existing and planned purposes and activities of the reservoir. Within this framework, three different scenarios were designed, covering 3%, 5%, and 10% of the reservoir surface area at the normal water level, respectively, and the technical feasibility and energy generation potential of each scenario were evaluated. It has been determined that a FSPP system with a capacity equivalent to the existing 1,330 MW hydropower plant (HPP) at the Keban Dam can be installed and that both facilities can be operated in an integrated manner through a shared transmission line. It was calculated that this 2,660 MW hybrid system could generate approximately 8,100 GWh of electricity annually, meeting the power demand of about 810,000 households. In this study, the water savings achieved by reducing evaporation through a FSPP system planned for installation on the Keban Reservoir, as well as the amount of energy that can be generated using this saved water, were calculated using the Penman, Linacre, and Artificial Neural Network (ANN) methods. The analyses were based on experimental data obtained from a 0.99 MW FSPP system and a 2 MW ground-mounted PV system installed on the Keban Reservoir by the General Directorate of State Hydraulic Works (DSİ) as part of an R&D project; system performances and capacity factors were evaluated through comparisons with similar national and international installations.