Türkiye İçin Optimum Açık Deniz Üzeri Kombine Rüzgar ve Mavi Enerji Santrali Geliştirilmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ABDULLAH KÜRŞAT DEMİR

Danışman: Can Elmar Balas

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Türkiye üç yanı denizlerle çevrili Mavi Vatan doktrini ile 462 000 km 2 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.