EWEP – WEC Projesi

Projenin Amacı

Küresel ısınma riskini azaltacak sera gazı salınımını önlemek amacıyla tüm dünyada yenilenebilir kaynaklardan enerji çıkarma konusunda sürekli bir artış eğilimi bulunmaktadır. Fosil yakıt rezervleri sınırlıdır ve bu nedenle ülkelerin alternatif enerji kaynaklarına geçmeleri büyük önem taşımaktadır. Endişe verici diğer bir önemli konu; sanayileşme, teknoloji ve ekonomilerin hızlı büyümesi ile yüksek enerji tüketimine neden olan dünya nüfusundaki artıştır. Bu nedenle, tüm dünya ülkeleri, daha sürdürülebilir, yüksek kaliteli ve çevreye dost enerji üretmenin yollarını bulmaya çalışmaktadırlar. Bu, genç nüfusa sahip dünyanın en hızlı büyüyen ekonomilerinden biri olan Türkiye için bir istisna değildir. Türkiye’nin nüfusunun önümüzdeki birkaç on yıl içinde önemli ölçüde büyümesi beklenmektedir. Bu büyüme ve Türkiye’nin 2023 kalkınma planları ile birlikte ülke, bu hedefleri gerçekleştirmek için kesinlikle daha fazla enerjiye ihtiyaç duyacaktır. 2023 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimi içerisindeki payının en az %30 olması hedefinin sağlanabilmesi için de bir yandan yenilenebilir enerji kaynaklarının üretimi artırılmalı ve diğer yandan yeni kaynakların devreye sokulması gerekmektedir.

Bilindiği gibi, Türkiye’nin enerjisinin yaklaşık % 74’ü, ülkenin mevcut bütçesinin en büyük payını oluşturan ülke dışından ithal edilmektedir. Yabancı enerjiye olan bu bağımlılığın azaltılması, ülkenin refahı ve rekabet gücü açısından son derece önemlidir. Bunu başarabilmek için, en iyi seçenek yerli, alternatif ve çevre dostu enerji kaynaklarını değerlendirmektir. Son yıllarda, dünyanın pek çok yerinde daha fazla alternatif enerji kaynağı bulmak için birçok çalışma bulunmaktadır. Dalga enerjisi, dalgaların dalga enerjisi dönüştürücüleri (DED) olarak adlandırılan makineler kullanılarak sahip oldukları büyük enerji yoğunluğunun elektriğe dönüştürülebilmesinden dolayı ana alternatif enerji kaynaklarından biri olarak kabul edilmektedir. DED sistemleri hem kıyı hem de açık deniz alanlarında kurulum için geliştirilmiş bir teknolojidir. Türkiye’nin coğrafi konumu, üç tarafının denizlerle çevrili olmasından dolayı, onu dalgadan enerji üretimi için potansiyel bir alan haline getirmektedir.

Bütün bu bilgiler ışığında, konu ile ilgili olarak toplanan bilgilere dayanarak proje ekibi tarafından önerilen bu araştırma projesinin temel amacı; Dalga enerji potansiyeli açısından Karadeniz’in yüksek potansiyelli bölgelerinde mevcut dalga enerji dönüştürücülerinden elde edilebilecek enerjinin (ekonomik dalga enerji potansiyeli) ve bu sistemlerin ilgili bölgedeki performanslarının belirlenmesidir. Bu ana amaç doğrultusunda bu proje önerisinin hedefleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

  • İlgili bölgede seçilen istasyonlarda teorik dalga enerji potansiyelinin ortaya çıkartılması
  • Seçilen dalga enerji dönüştürücüleri tarafından üretilebilecek ekonomik dalga enerji potansiyelinin belirlenmesi
  • Seçilen istasyonlarda kurulacak dalga enerji dönüştürücü sistemlerinin kapasite faktörleri / verimliliklerinin (etkinliklerinin) belirlenmesi
  • Dalga enerji dönüştürücülerinin kurulabilecekleri optimum derinliklerin belirlenmesi.

Projenin Kapsamı

Önerilen proje, elektrik üretmek amacıyla Karadeniz’de kurulması muhtemel çeşitli dalga enerji dönüşüm sistemlerinden elde edilebilecek enerjinin belirlenmesini konu edinmektedir. Bu proje önerisi, seçilen bölgelerde hangi DED sisteminin kurulmasının daha uygun olacağını ortaya çıkartacak ve Karadeniz’deki dalgadan enerji üretiminde yüksek potansiyelli öncelikli alanların belirlenmesini sağlayacaktır. Bu bilgi, bu teknolojinin kurulumunun ve çalıştırılmasının maliyetli olması nedeniyle son derece hayati bir önem taşımaktadır. Bu nedenle, farklı DED sistemleri ile üretilebilecek enerji miktarının önceden tahmini çok önemlidir.

Proje konusunu gerçekleştirebilmek için daha önceden “Karadeniz’in Güneybatı Sahillerinin Sahip Olduğu Dalga Enerji Potansiyelinin Zamansal ve Mekansal Analizi” isimli 1001 TÜBİTAK Projemiz (Akpınar ve diğerleri, 2015) ile Karadeniz’in yüksek potansiyelli bölgeleri için uzun dönemli simüle edilmiş dalga veri seti kullanılacaktır. Bu dalga veri seti, bölgenin dalga ikliminin ve dalga enerji akısının belirlenebilmesi için ihtiyaç duyulan bütün bilgiyi istenilen istasyonlar için sağlayabilecektir. Şu anki Proje önerimizin çalışma alanı, Karadeniz’in yüksek dalga enerji potansiyelli güney batı bölümüdür. Bu bölgede kıyı çizgisine dik olarak seçilen 13 hat (lütfen Şekil 1’e bakınız) boyunca 5 farklı derinlikten (5 m, 25 m, 50 m, 75 m ve 100 m) bazıları için ihtiyaç duyulan dalga bilgisi Akpınar ve diğerleri (2015) tarafından üretilen veri setinden çekilecektir. İhtiyaç duyulması durumunda seçilen aks (hat) sayısı çoğaltılabilecektir. Veri setinden çekilen veriler kullanılarak belirlenen her hatta seçilen her derinlik için belirgin dalga yüksekliğinin ortalama dalga periyodu veya dalga enerji periyodu ile ortak olasılık dağılım tabloları (bir örnek Şekil 2’de sunulmuştur) belirlenecektir. Daha sonra, bu tablolar ile dikkate alınan her bir DED sistemi için sahip oldukları güç matrisleri (bir örnek Şekil 3’te sunulmuştur) ile her birinin kurulabilecekleri derinlik için belirlenen belirgin dalga yüksekliğinin ortalama dalga periyodu veya dalga enerji periyodu ile ortak olasılık dağılım tabloları arasındaki ilişkiden yararlanarak her bir derinlikte DED sistemlerinin mevcut dalga iklimine göre üretebilecekleri dalga enerjisi belirlenecektir. Böylelikle, hem farklı bölgelerdeki ekonomik dalga enerji potansiyellerinin kıyaslanması hem de hangi bölgede hangi DED sisteminin daha uygun olacağı belirlenmiş olabilecektir.

Proje Ekibi

Yürütücü: Prof Dr Adem Akpınar

Danışman: Prof Dr Eugen Rusu

Bursiyer: Ajab Gul Majidi

Bursiyer: Halid Jafali

Ekip Dışı Destek: Bilal Bingölbali

Yayınlar

  • Ajab Gul Majidi, Güney Batı Karadeniz’de mevcut dalga enerji dönüştürücülerinden enerji üretimi: potansiyel, değişkenlik, etkinlik ve optimum alan seçimi, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, Ağustos 2020 (devam ediyor)
  • Bingölbali, B., Majidi, A.G., Akpınar, A., Inter- and Intra-Annual wave energy resource assessment in Southwestern Black Sea coast, Renewable Energy, submitted
  • Majidi, A.G., Bingölbali, B., Akpınar, A., Rusu, E. Wave power performance of wave energy converters at high-energy areas of a semi-enclosed sea, Energy, submitted
  • Majidi, A.G., Bingölbali, B., Akpınar, A., Power production pe3rformance of different wave energy converters in the Southwestern Black Sea. 14. International Conference on Active Filters and Harmonics Power Supplies, July 13 – 14, Ottawa, Canada, 2020.
  • Majidi, A.G., Bingölbali, B., Akpınar, A., Rusu, E., Dimensionless normalized wave power in the Hot-spot areas of the Black Sea, 5th International Conference on Advances on Clean Energy Research, April 23 – 25, Barcelona, Spain, 2020.

Teşekkür

Karadeniz’in yüksek potansiyelli bölgelerinde mevcut dalga enerji dönüştürücüleri ile elde edilecek enerjinin (ekonomik dalga enerji potansiyelinin) araştırıldığı bu çalışma, TÜBİTAK tarafından Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı (1001) kapsamında 118R024 No’lu araştırma projesi olarak desteklenmiştir. Çalışma, Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü’nde gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışma kapsamında dalga enerji dönüştürücülerin performanslarını belirlemek için ihtiyaç duyulan Dalga Enerji Dönüştürücülerin güç matrislerinin teminindeki yardımlarından dolayı Dr. Aurelien Babarit, Dr. George Lavidas ve Dr. Rodrigo Carballo’ya teşekkür ederiz. Ayrıca, bu projeye bir bursiyer gibi katkı koyan öğrencim Öğr. Gör. Bilal Bingölbali’ye de teşekkür ederiz.
Bu çalışma kapsamında dalga enerji dönüştürücülerin performanslarını belirlemek için ihtiyaç duyulan bütün dalga verisi 214M436 No’lu bir önceki TÜBİTAK 1001 projemiz kapsamında üretilmiştir. Bundan dolayı, hem bir önceki projemize hem de 118R024 No’lu şu anki TÜBİTAK 1001 projemize maddi destek sağlayan TÜBİTAK Başkanlığı’na teşekkür ve şükranlarımızı sunarız.
Projemizin ilerleme sürecinde her türlü desteği sağlayan TÜBİTAK Mühendislik Araştırma Grubu Üyeleri’ne, Proje Sorumluları Bora KAT ve Behçet Baran BİNGÖL’e, proje raporlarında belirttikleri değerli görüş ve önerileri için Danışman ve Raportörlere ve tüm TÜBİTAK çalışanlarına teşekkür ederiz.
Projenin yürütülmesindeki desteklerinden dolayı Bursa Uludağ Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Biriminden İbrahim BALMUMCU, Dilek AKALİ ve İbrahim KAMİLOĞLU olmak üzere tüm BAP Birimi personeline teşekkür ederiz.