Doç. Dr. Zehra Yumurtacı
Ahmet Mert Özdilim

Türkiye’de Kurulabilecek Deniz Üstü Rüzgar Santralinin Teknik Ve Ekonomik Analizi

Özet

Bu çalışmada, Türkiye’de bir deniz üstü rüzgar santrali kurulurken izlenecek adımlar detaylıca incelenmiştir. WAsP’ta analiz edilmek üzere Türkiye’nin 43 farklı noktasında bulunan deniz otomatik gözlem istasyonlarına ait son 1 yıldaki saatlik ortalama hız ve yön değerleri Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden temin edilmiştir. Rüzgar potansiyeli en yüksek bölgeler WAsP’ta yapılan analizler sonucunda belirtilmiştir ve diğer faktörler açısından da değerlendirildikten sonra en uygun bölge Bozcaada olarak belirlenmiştir. Bu analizlere göre santralin 300.3 MW kurulu güce sahip olacağı, net kazancının 6.78 $cent/kWh ve geri ödeme süresinin 9.9 yıl olacağı hesaplanmıştır Tüm bu veriler sonucunda bölgenin deniz üstü rüzgar santrali kurulumu için uygun olduğu gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Enerji, deniz üstü rüzgar santrali, WAsP

Giriş

2017 yıl sonu itibariyle Türkiye’nin rüzgar kurulu gücü yaklaşık 6500 MW değere sahiptir ve toplam elektrik üretiminin %5.7’si rüzgar enerjisinden sağlanmaktadır [1]. Ülkemizde faaliyette olan tüm rüzgar santralleri karasal rüzgar santralleridir. Rüzgar enerjisinin hızla gelişmekte olan uygulamalarından bir tanesi de deniz üstü rüzgar enerjisidir. Fakat 2017 yılı itibariyle Türkiye’de deniz üstü rüzgar santrali bulunmamaktadır ve bununla ilgili bir proje de halen mevcut değildir.
Deniz üstü rüzgarlarının karaya göre daha güçlü ve düzenli olması bu santrallere büyük avantaj sağlamaktadır. Fakat ilk yatırım, işletme ve bakım maliyetlerinin yüksek olması ise deniz üstü rüzgar santrallerinin dezavantajlarıdır [2].
Santral kurulacak bölgenin teknik analizi sırasında rüzgar profili, deniz derinliği ve taban yapısı, çevresel ve sosyal faktörlerin hepsi göz önünde bulundurulmalıdır [3]. Bu çalışmada, Türkiye’nin farklı bölgelerinde bulunan deniz üstü gözlem istasyonlarına ait rüzgar verileri analiz edilmiş ve diğer etkenlerle birlikte değerlendirildikten sonra santral kurulumu için en uygun bölge seçilmiştir. Daha sonra bu bölgeye kurulacak santralin teknik ve ekonomik analizi yapılmıştır.

Deniz Üstü Rüzgar Santrali Türkiye Değerlendirmesi

Türkiye’nin deniz üstü rüzgar analizini yapmak için 43 farklı deniz üstü gözlem istasyonuna ait rüzgar verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nden temin edilmiştir (Şekil 1). Yapılan analizlerde istasyonlara ait son 1 yıldaki saatlik ortalama rüzgar hız ve yön bilgileri kullanılmıştır. Tüm bölgelerin analizinde WAsP isimli yazılımdan yararlanılarak her bölgeye ait yıllık ortalama rüzgar hızı, hakim rüzgar yönü ve güç yoğunluğu parametreleri hesaplanmıştır.
Deniz üstü rüzgar gücünden yararlanabilmek için 100 metre yükseklikte yıllık ortalama rüzgar hızının minimum 7 m/s olması gerekmektedir [3]. Bu koşulu sağlayan 11 adet bölge rüzgar gücü bakımından deniz üstü santral kurmaya uygun olarak belirlenmiştir ve diğer faktörler açısından değerlendirilme kısmına geçilmiştir.
Deniz üstü rüzgar santrali kurulacak bölgenin askeri yasak bölge ve eğitim-atış sahası içerisinde bulunmaması, deniz trafiğini engellememesi ve kıta sahanlığı açısından sorun teşkil etmemesi gerekmektedir [4]. Seçilen 11 bölgede, bu faktörlere göre değerlendirme yapıldığında Akdeniz’de Alanya, Karadeniz’de Bartın, Ege Denizi’nde Enez, Gökçeada ve Bozcaada deniz üstü rüzgar santrali kurulumu açısından uygun bölgelerdir. Santral alanı seçilirken dikkat edilmesi gereken en önemli özellik bölgedeki yıllık ortalama rüzgar hızıdır. Bu 5 bölge içerisinden Bozcada yıllık ortalama 9.7 m/s rüzgar hızıyla en yüksek değere sahiptir ve bu çalışmada deniz üstü rüzgar santrali kurulacak bölge olarak seçilmiştir.

Bozcaada Deniz Üstü Santrali Analizi

Bozcaada WAsP analizine göre bölgeye ait rüzgar gücü hesabı yapılmıştır ve buna uygun Siemens SWT-3.3 model deniz üstü rüzgar türbini kullanılmasına karar verilmiştir. Bozcaada’nın kuzey kıyılarındaki deniz derinliği ve taban yapısı, uluslararası türbin yerleştirme standartları ve hakim rüzgar yönü göz önünde bulundurularak bölgeye, her biri 3.3 MW gücünde 91 adet deniz üstü rüzgar türbini yerleştirilmiştir [4],[5]. Türbin yerleşimi yapılacak bölgeye ait görseller Şekil 2 ve Şekil 3’de gösterilmiştir.
Bir santralin ekonomik yatırımı faiz ve eskalasyon değerlerinden etkilenir. Bundan dolayı, daha doğru bir elektrik maliyeti, santralin inşaatı ve ömrü boyunca yapılacak bütün masrafların belirli bir tarihe getirilmiş toplamlarının, santralin ömrü boyunca üreteceği elektrik enerjisine bölünmesiyle hesaplanır. Bu metoda bir değere getirilmiş maliyetler yöntemi ya da levelized costs yöntemi adı verilir [6].
Santralin inşaat süresi 3 yıl, ömrü 30 yıl, i=%7, e=%6 ve r=%9 değerleri kabul edilip bu yönteme göre çözüldüğünde gerçek toplam sermaye masrafı 849.9 Milyon $ ve birim elektrik başına sermaye maliyeti 6.51 $cent/kWh bulunur. Aynı yöntemle işletme ve bakım giderlerinin birim elektrik başına maliyeti de 2.05 $cent/kWh olarak hesaplanır. Yani santralin ömrü boyunca birim enerji maliyeti 8.56 cent/kWh’dir.
Türkiye’de henüz deniz üstü rüzgar santralleri ile ilgili kanuni bir düzenleme yoktur. Bu yüzden fiyat alım garantisi olarak; birim tesis maliyeti, deniz üstü rüzgâr santrallerine en yakın olan güneş enerjisi santrallerine uygulanan 13.3 $cent/kWh kabul edilir [7]. Ayrıca ek gelir olarak santral kurulumunda türbin kulesi ve kanatları yerli imalat ile gerçekleştirilirse 1.4 $cent/kWh yerli imalat teşviki ve 0,64 $cent/kWh hesaplanan CO2 emisyon geliri elde edilir. Bu durumda birim enerji geliri 15.34 $cent/kWh’tir. Tüm gelir ve gider hesaplamaları sonucunda Bozcaada’ya kurulacak deniz üstü rüzgar santralinin birim enerjisinden elde edilecek net kazanç 6.78 $cent/kWh ve santralin geri ödeme süresi 9.9 yıl olarak hesaplanmıştır.

Sonuçlar

Türkiye’de kurulabilecek deniz üstü rüzgar santralinin fizibilite çalışmasını yaparken 43 farklı bölgeye ait deniz rüzgar profili WAsP programı ile analiz edildi. Bölgeler, diğer etkenler açısından da değerlendirildikten sonra Bozcaada 9.7 m/s rüzgar hızı ile deniz üstü rüzgar santrali kurulması için en uygun bölge olarak seçildi. Yapılan analizler sonucunda santralin 300.3 MW kurulu güce sahip olacağı, net kazancının 6.78 $cent/kWh ve geri ödeme süresinin 9.9 yıl olacağı hesaplanmıştır. Bu değerler de deniz üstü rüzgar santrali yatırımı için oldukça tatmin edicidir. Üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemiz, hem coğrafi açıdan hem de bu çalışmadan anlaşılacağı gibi teknik açıdan deniz üstü rüzgar enerjisi potansiyeli yüksektir. Bu potansiyelden faydalanılabilmesi için gerekli çalışmaların yapılması ve devlet teşviklerinin arttırılması gerekmektedir.

Kaynaklar

[1] TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası Yıllık Enerji Raporu, 2017
[2] Heier, S., Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems, 2014
[3] Manwell, J., McGowan, J., Rogers, A., Wind Energy Explained; Theory, Design and Application, 2002
[4] Gasch, R., Twele, J., Wind Power Plants: Fundamentals, Design, Construction and Operation, 2012
[5] Wawruch, R. ve Stupak, T., (2011). “Modelling of Safety Distance Ships”, “Route and Wind Farm”, Archives of Transport, 23: 413-420.
[6] Dağdaş, A., (2005). “Jeotermal Güç Santrallerinde Enerji Maliyeti”, Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 2: 84-94.
[7] T.C. Resmi Gazete, Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun, No:6094, 29.12.2010.

Mülk Pazari Gayrimenkul Dergisi Şubat-Mart 2018 Makaleler

Yeni İmar Yönetmeliği Yeni mi?

Yeni İmar Yönetmeliği Yeni mi?

Feridun Duyguluer-Y. Şehİr ve Bölge Plancısı

Detay

Yalıtım mı? Zehirlenme mi?

Yalıtım mı? Zehirlenme mi?

Ertan Akgün -İnşaat Müh.

Detay

Deprem Tehlikesini Yok Saymak Mümkün mü?

Deprem Tehlikesini Yok Saymak Mümkün mü?

Nusret Suna-İMO İstanbul Şub.

Detay

Konutta Kampanyalar Yılı 2017

Konutta Kampanyalar Yılı 2017

Kemal Keskin-Gayrimenkul Girişimcisi

Detay

Site Yönetimleri

Site Yönetimleri

İsmail Kurt-AVM ve Toplu Konut Yöneticisi

Detay

Laz Müteahhit

Laz Müteahhit

Saffet Uygur-BEYSİAD Yönetim Kurulu Üyesi

Detay