GIS based site selection for solar PV power plant based on global meteorological (ERA5) and stationary datasets in south of Turkey
Türkiye'nin güneyinde küresel meteorolojik (ERA5) ve sabit veri setleriyle güneş PV santrali için CBS tabanlı yer seçimi
- Tez No: 740198
- Danışmanlar: PROF. DR. DURSUN ZAFER ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Coğrafya, Enerji, Science and Technology, Geography, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Coğrafi Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
İnsan toplumunun en önemli gereksinimlerinden biri enerji talebidir. Artan enerji talebi karşılamak için insanoğlu tüm bilgi ve tecrübesini dünyada daha fazla enerji üretmek için kullanmaktadır. Bu hızla ve kontrolsüz büyüten enerji üretimi, dünya üzerinde oldukça büyük ve kritik öneme sahip çevre kirliliğine sebep olmuştur ve kirlilik seviyesi her geçen gün artmaya devam etmektedir. Bu durumumun temel olarak üç ana sababi vardır. Bunlar; modern toplumların enerjiyi her zamankinden daha fazla kullanması nedeniyle artan enerji talebi, enerji üretiminde uygulanan eski teknolojiler ve enerji üretiminde kullanılan kaynakların sınırlanlı olmasıdır. Sonlu kaynaklar, enerji problemlerinde ana rolü oynamaktadır. Enerji üretmek için sınırlı kaynak olan fosil yakıtların kullanılması ve bu üretimde kullanılan teknolojiler, küresel ısınma, iklim değişikliği ve hava kirliliğinin başlıca nedenleri olarak değerlendirilebilirler. Bu arzu edilmeyen etkilerin yanı sıra, kaynakların sınırlı özellikleri nedeniyle gelecek zamanlar içerisinde ciddi xzorlukların ortaya çıkması beklenmektedir. Petrol, Doğal Gaz, Kömür gibi bu sınırkı kaynakların tükenmesi, alternatif çözümler bulunması gerekliliğini zorunlu hake getirmeye başlamıştır. Son yıllarda yoğun şekilde üzerinde durulmaya başlanılan yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı bu sorunun çözümü için en uygun yöntemler olarak ortaya çıkmışlardır. Bu enerji türleri tükenmeden tekrar tekrar kullanıldıkları için Yenilenebilir olarak adlandırılmaktadırlar. İki ana yenilenebilir enerji kaynağı Rüzgar ve Güneş Enerjisidir. Raporlara ve analizlere göre, Güneş'ten Dünya'ya bir saatte gelen potansiyel enerji, bir ay boyunca dünyanın tüm enerji ihtiyacını karşılayabilir miktardadır. Bu kaynakları anlamak ve bunları kullanma konusunda bilgi sahibi olmak, sürdürülebilir enerji üretiminden faydalanmak için gereklidir. Bu çalışmada, güneş PV santralleri için optimum yer seçiminde temel yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan Güneş Enerjisi'nin PV santralleri için en uygun yer analizinin yapılabilmesi için gerekli çalışmaları ele almaktadır. Araştırmanın amaçları; 1. GIS ile entegre AHP yöntemini kullanarak güneş enerjisi santrali için en iyi yeri bulun. 2. Prosedürde iki meteorolojik veri setinin, durağan ve ERA5'in değerlendirilmesi ve nihai sonuçlardaki sonuçların karşılaştırılması. 3. Farklı veri kümelerinin istatistiksel analizi. Çalışma alanı Türkiye'nin 3 havzasıdan uluşan Akdeniz Bölgesini kapsamaktadır. Havzalar Doğu Akdeniz, Antalya, ve Batı Akdeniz dir. Alanı yaklaşık 62 000 km2 dir ve Akdenize sınırı vardır. Literatür ve verilere göre, alan 4,5 KWh/m2/gün ve güneş ışınımı için iyi bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada kullanılan veriler; Sayısal Yükseklik Modeli (DEM), Sıcaklık ve Bağıl Nem gibi meteorolojik veriler, Arazi kullanımı/örtüsü, Güneş Işınlaması ve Taşıma ve İletim Ağı gibi verilerdir. Meteorolojik veriler iki kaynaktan elde edilmiştir. Bunlar; Sabit veriler için Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) ve meteorolojik parametrelerin tahmini için Uydu Görüntüsü ve Küresel Meteorolojik Modellerin bir ürünü olan ERA5 verileri için ECMWF platformudur. Ayrıca, 90*90 m2 çözünürlükte Shuttle Radar Topography Mission (STRM) sayısal yükseklik modeli sürece ilişkin Eğim ve Bakı haritalarının oluşturulması için kullanılmıştır. Taşıma ve İletim Ağı, açık kaynaklı bir harita veritabanı olan OSMF'den indirilmiştir. Ayrıca son olarak, Arazi kullanımı/örtü verileri ESRI Arazi Örtüsü Platformundan indirilmiştir. Gerekli tüm veriler toplandıktan sonra son aşama olan verilerin hazırlanması işlemi gerçekleştirilmiştir. Öklid Mesafe analizinin yapılması, Raster verilerinin yeniden sınıflandırılması ve çakıştırma analizinin yapılması CBS yardımıyla gerçekleştirilen işlemlerdir. Bu çalışmada kullanılan temel yöntem, her faktör için uygun bir ağırlığın atandığı Analitik Hiyerarşi Yöntemidir (AHP) ve tesis yeri seçimi için en iyi konumları ortaya çıkarmak için ağırlıklı çakıştırma analizi yöntemi seçilmiştir. AHP ağırlıklandırması, konuyla ilgili çeşitli alanlarda yer alan 14 uzmandan oluşan bir anket sonucunda gerçekleştirilmiştir. Nihai ağırlıkları elde etmek için ilgili işlemler Expert Options yazılımında 0,05 tutarsızlık oranı ile gerçekleştirilmiştir. Son çakıştırma analizi için, Güneş Işınlaması, Sıcaklık, Nem, Eğim, Bakı, Enerji Nakil Hatları, Yollar, Nehirler ve Su kütleleri, Kentsel alanlar ve Orman olmak üzere on parametre değerlendirme sürecine dahil edilmiştir. Literatür taramasına dayalı olarak her katman için uygunluk indeksi oluşturulmuştur. Yollara ve enerji nakil hatlarına çok yakın alanlar, su kütleleri ve ormanlar, kuzeye bakan alanlar ve kentsel alanlar bir kısıtlama olarak kabul edildmiş ve sonuçlardan çıkartılmışlardır. Uygunluk İndeksi beş sınıftan oluşmaktadır. Bunlar; En Az Uygun, Az Uygun, Orta Derecede Uygun, Çok Uygun ve En Uygundur. Bu sınıflandırma gerçekleştirilmiş ve kullanılan katmanlar En Az Uygundan En Uyguna karşılık gelen değerleri için 1'den 5'e olacak şekilde ağırlıklandırılmıştır. Son çakıştırma analizi için, katmanların ağırlıkları; Güneş Işınlaması ile ilgili olarak % 2'den İletim Şebekesi Yakınlığı ile ilgili olan % 26 arasında yer almaktadır. Diğer katmanlar içerisinde sıcaklık için 3, nem için 4, eğim için 5, bakı için 9, arazi kullanımı için 20, yerleşim alanlarına yakınlık için 13 ağırlıklarına sahip olduğu görülmüştür. Sonuçta elde edilen uygunluk indeksine göre, farklı senaryolarla elde edilen uygun analiz sonuçlarının benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Değerlendirme sonuçlarına göre; Kriging interpolasyon yçntemi ile 290 km2“En Az Uygun”, 8413 km2“Az Uygun”, 11296 km2“Orta Derecede Uygun”, 4505 km2“Çok Uygun”ve 248 km2“En Uygun”olarak elde edilmiştir. ERA5 veri seti ile yapılan değerlendirmede, kısıtlama alanı ile örtüşebileceğinden“En Az Uygun”kategorisi sonuç uygunluk indeksinden çıkartılmıştır. Geri kalan uygunluk sınıflarının dağılımı 1762 km2“Az Uygun”, 18200 km2“Orta Derecede Uygun”, 4339 km2“Çok Uygun”ve 24 km2“En Uygun”olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
One Energy demand is one of the essential requirements of human society. To fulfill this growing demand, humanity has applied all of its energy production expertise. This huge and escalating energy output has brought the world to a crisis position marked by environmental destruction and pollution. global warming, climate change, and air pollution may be primarily caused by the usage of fossil fuels to generate energy with limited resources and the technology employed in this production. In recent decades, an alternative energy production has emerged. These types of energy are known as Renewable Energy. Solar energy is one of the primary renewable energy sources. Sustainable energy production can be taken advantage of by getting understanding of these resources and how to utilize them. This study attempted to pave the way for the developing of Solar PV power plant in site selection using AHP method integrated with GIS, with a focus on: 1. locating the optimal site for the plant using AHP method integrated with GIS. 2. The evaluation of the stationary and ERA5 meteorological datasets, and 3. The statistical examination of the various datasets. Different types of meteorological and topographical data were employed in this research. After collecting the necessary data, the data preparation for the final procedure is complete. In addition to eliminating the restricted area from the final results, the GIS product included the following operations: Euclidian Distance analysis, Reclassification of raster data, weight assignment for all layers, and overlay analysis. On the basis of questionnaire results and using the Expert Options software, the operations related to determining final weights were carried out. The statistical comparison revealed a high correlation between all dataset. For humidity correlation, from May to September, an anomaly was identified at some stations. For solar irradiation, like humidity, the difference between May and September values grew. The final SI demonstrated a resemblance in recognizing solar plant locations, with a small variation. Based on the evaluation, both scenarios show roughly the same behaviour, especially in“Highly Suitable”area, with some shift in some area classifications. The most proportion of classification was assigned for“Moderately Suitable”in both scenarios.
Benzer Tezler
- Güneş PV enerji santrali yer seçimi için CBS'ye dayalı hibrit bir yaklaşım
A GIS based hybrid approach for solar PV power plant site selection
ÖMER ÖZTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL ERVURAL
- GIS based solar pv power plants site selection: A case study in Ankara
Güneş enerji santralleri için CBS tabanlı yer seçimi: Ankara ili örneği
ÖZCAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Jeodezi ve FotogrametriHacettepe ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVDET COŞKUN AYDIN
- İnsansız hava aracıyla sağlanan fotoğraflar, CBS ve PVSYSTkullanımı ile bina çatısına kurulacak güneş paneli için uygunluk analizi
Suitability analysis for installing solar panels on building roofs using uav-sourced photos, GIS, and PVSYST
CAHİDE USAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Yönetim Bilişim Sistemleriİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRİ HAKAN DENLİ
- İzmir ili için fotovoltaik güç santralleri yer seçiminin coğrafi bilgi sistemi (CBS) ile gerçekleştirilmesi
Geographical information system (GIS) based site selection for photovoltaic power plants in İzmir city
AYŞE ALTINIŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
CoğrafyaEge ÜniversitesiGüneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET YILANCI
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN SARPTAŞ
- GIS-based site selection approach for wind and solar energy systems: A case study from western Turkey
Rüzgar ve güneş enerji sistemleri için CBS-tabanlı yer seçimi yaklaşımı: Batı Türkiye?den bir örnek
NAZLI YONCA AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiCoğrafi Bilgi Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEBNEM DÜZGÜN
YRD. DOÇ. DR. ELÇİN KENTEL