Geri Dön

Deniz üstü ve kara tipi rüzgar santrallerinin çevresel etkilerini yaşam döngüsü analizi yöntemiyle karşılaştırılması: Türkiye örneği

Comparing the environmental impacts of offshore and onshore wind farms with the life cycle analysis method: The example of Turkey

PDF İndir

  1. Tez No: 920746
  2. Yazar: GÜLŞAH AKSU
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Günümüzde artan enerji talepleri ile, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi küresel çapta artmış bulunmaktadır. Bu kapsamda, rüzgâr enerjisi sistemleri yenilenebilir enerji kaynakları arasında verimliliği ve artan yatırım oranları ile öne çıkmaktadır. Küresel olarak rüzgâr enerjisi kurulumu, 2010 yılında yaklaşık 200 gigawatt (GW) iken 2023 itibarı ile 1000 GW'ı aşmış bulunmaktadır. Türkiye, üç tarafı denizlerle çevrili bir ülke olmasına ve kara tipi rüzgâr santrallerinin yaygınlığına ve işletilmesine karşın, kıyılarında henüz deniz üstü rüzgâr santrali yatırımı ve kurulumu bulunmamaktadır. Ancak Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, 2035 yılı için deniz üstü rüzgâr enerjisi yatırım hedefini 5 GW olarak belirlemiş olup, uygun bölgeler olarak Hoşköy, Bozcaada, Bandırma ve Karabiga belirlenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında da, kara tipi ve farklı derinliklerde bulunabilecek deniz üstü rüzgâr türbinlerinin çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) yöntemiyle değerlendirilip karşılaştırılmalı analizi yapılmıştır. Analiz, üretilen birim enerji megawatt/saat (MWh) temelinde farklı etki kategorilerinde yapılmıştır. Araştırma kapsamında, Marmara Denizi'ndeki Karabiga açıkları ve Karabiga karasını kapsayan ve bakanlıkça uygun ilan edilmiş olan bu alanlardaki rüzgâr santralleri yatırımı üzerine odaklanmıştır. Yaşam Döngüsü Analizi, orta nokta (midpoint) ve son nokta (endpoint) yöntemleriyle 3 MW ve 5 MW kara tipi, 5 MW sığ deniz üstü ve 6 MW derin deniz üstü rüzgâr türbinlerini içerecek şekilde uygulanmıştır. Çevresel etki kıyaslamaları sırasında, kara tipi ve deniz üstü rüzgâr santrallerinin bulundukları yer ve kullanılan ekipmanlarla ilişkili olarak çevresel etkileri oldukça farklılık göstermektedir. Ek olarak deniz üstü rüzgar santrallerinin farklı deniz derinliklerinde kıyaslanması ile farklılaşan çevresel etki sonuçlarını göz önüne sunmaktadır. Çalışmanın en genel sonucunda görünen, orta nokta ve son nokta çevresel etki analizine göre çevresel etkiler malzeme çıkarılması-işlenmesi, inşaat-taşıma ve işletme-bakım göz önünde bulundurulmuştur. Bu kapsamda orta nokta yaklaşımına göre, 6 MW derin deniz rüzgar türbininde yapılan analizlerde görünen en yüksek potansiyeller sırasıyla, küresel ısınma 1,63E+01 kg CO2 eq/MWh, karasal asitlendirme 3,05E-01 kg SO2 eq/MWh, tatlı su ötrofikasyonu 4,43E-02 kg P eq/MWh, deniz ötrofikasyonu 1,79E-02 kg N eq/MWh, insan toksisitesi 9,70E+01 kg 1,4 DB eq/MWh, fotokimyasal oksidan oluşumu 1,18E-01 kg NMVOC eq/MWh, partikül madde oluşumu 1,34E-01 kg PM10 eq/MWh, karasal ekotoksisite 1,02E-02 kg 1,4-DB eq/MWh, tatlı su ekotoksisite 2,01E+01 kg 1,4-DB eq/MWh, deniz ekotoksisitesi 1,73E+02 kg 1,4-DB eq/MWh, tarım arazisi işgali 5,61E-01 m2a eq/MWh, kentsel arazi işgali 6,64E-01 m2a eq/MWh, doğal arazi dönüşümü 3,75E-03 m2 eq/MWh, metal tükenmesi 4,09E+01 kg Fe eq/MWh, fosil tükenmesi 3,91E+00 kg oil eq/MWh şeklindedir. Diğer yüksek potansiyel değerler sırasıyla, 5 MW sığ deniz üstü rüzgar türbininde ozon tabakası incelmesi 7,72E-02 kg CFC eq/MWh, 5 MW kara tipi rüzgar türbininde iyonlaştırıcı radyasyon 3,46E+01 kg kBq U235 eq/MWh şeklindedir. Son nokta yaklaşımına göre normalizasyon uygulanan değerler ağırlıklandırıldığında ve tek indikatöre indirildiğinde en yüksek değerler 6 MW derin deniz üstü rüzgar türbini için sırasıyla, fotokimyasal oksidan oluşumu 8,98E-06 pt, iyonlaştırıcı radyasyon 8,78E-03 pt, karasal asitlenme 1,97E-03 pt, tatlı su ötrofikasyonu 4,76E-03 pt, karasal ekotoksisite 1,71E-02 pt, tatlı su ekotoksisitesi 1,46E-02 pt, deniz ekotoksisitesi 4,22E-02 pt, tarım arazisi işgali 1,87E-01 pt, kentsel arazi işgali 1,28E-02 pt, doğal arazi dönüşümü 6,05E-04 pt şeklindedir. Ek olarak 3 MW kara tipi rüzgar türbini için en yüksek değerler de sırasıyla, insan sağlığı küresel ısınma 4,16E-02 pt, ozon tabakasının incelmesi 4,52E-07 pt, insan toksisitesi 3,31E-03 pt, iklim değişikliği ekosistemleri 4,63E-03 pt ve fosil tükenmesi 4,37E-02 pt şeklindedir. Bir diğer en yüksek etki ise 5 MW kara tipi rüzgar türbininden kaynaklanan partikül madde oluşumu 1,59E-02 pt şeklindedir.

Özet (Çeviri)

Today, with increasing energy demands, interest in renewable energy sources has increased globally. In this context, wind energy systems stand out among renewable energy sources with their efficiency and increasing investment rates. Globally, wind energy installation, which was approximately 200 gigawatts (GW) in 2010, has exceeded 1000 GW by 2023. Although Turkey is a country surrounded by seas on three sides and onshore wind power plants are widespread and operated, there are no offshore wind power plant investments and installations on its coasts yet. However, the Ministry of Energy and Natural Resources has set the offshore wind energy investment target as 5 GW for 2035, and Hoşköy, Bozcaada, Bandırma and Karabiga have been identified as suitable regions. Within the scope of this thesis, the environmental impacts of onshore and offshore wind turbines that can be located at different depths have been evaluated and comparatively analysed by Life Cycle Analysis (LCA) method. The analysis was carried out in different impact categories on the basis of unit energy megawatt/hour (MWh) generated. The research focussed on the wind power plant investments in Karabiga offshore and Karabiga onshore areas in the Marmara Sea, which have been declared suitable by the ministry. LCA was applied with midpoint and endpoint methods for 3 MW and 5 MW onshore, 5 MW shallow offshore and 6 MW deep offshore wind turbines. During the environmental impact comparisons, the environmental impacts of onshore and offshore wind farms are quite different depending on their location and the equipment used. In addition, the comparison of offshore wind farms at different sea depths provides different environmental impact results. In the most general result of the study, according to the apparent, midpoint and endpoint environmental impact analyses, the environmental impacts of material extraction-processing, construction-transportation and operation-maintenance were taken into consideration. In this context, according to the midpoint approach, the highest potentials that appear in the analyses made in the 6 MW deep-sea wind turbine are, respectively, global warming 1.63E+01 kg CO2 eq/MWh, terrestrial acidification 3,05E-01 kg SO2 eq/MWh, freshwater eutrophication 4,43E-02 kg P eq/MWh, marine eutrophication 1,79E-02 kg N eq/MWh, human toxicity 9,70E+01 kg 1,4-DB eq/MWh, photochemical oxidant formation 1,18E-01 kg NMVOC eq/MWh, particulate matter formation 1,34E-01 kg PM10 eq/MWh, terrestrial ecotoxicity 1,02E-02 kg 1,4-DB eq/MWh, freshwater ecotoxicity 2,01E+01 kg 1,4-DB eq/MWh, marine ecotoxicity 1,73E+02 kg 1,4-DB eq/MWh, agricultural land occupation 5,61E-01 m2a eq/MWh, urban land occupation 6.64E-01 m2a eq/MWh, natural land conversion 3.75E-03 m2 eq/MWh, metal depletion 4.09E+01 kg Fe eq/MWh, fossil depletion 3.91E+00 kg oil eq/MWh. Other high potential values are ozone depletion 7,72E-02 kg CFC eq/MWh for 5 MW shallow offshore wind turbine and ionising radiation 3,46E+01 kg kBq U235 eq/MWh for 5 MW onshore wind turbine. When the values normalised according to the endpoint approach are weighted and reduced to a single indicator, the highest values are photochemical oxidant formation 8.98E-06 pt, ionising radiation 8.78E-03 pt for 6 MW deep offshore wind turbine, respectively, terrestrial acidification 1.97E-03 pt, freshwater eutrophication 4.76E-03 pt, terrestrial ecotoxicity 1.71E-02 pt, freshwater ecotoxicity 1.46E-02 pt, marine ecotoxicity 4.22E-02 pt, agricultural land occupation 1.87E-01 pt, urban land occupation 1.28E-02 pt, natural land conversion 6.05E-04 pt. In addition, the highest values for 3 MW onshore wind turbine are human health global warming 4,16E-02 pt, ozone depletion 4,52E-07 pt, human toxicity 3,31E-03 pt, climate change ecosystems 4,63E-03 pt and fossil depletion 4,37E-02 pt, respectively. The other highest impact is particulate matter formation from 5 MW onshore wind turbine 1.59E-02 pt.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    746784

    Açık denizde rüzgâr türbini taşıyıcı sisteminin sismik davranışının incelenmesi

    Investigation of seismic behaviour of offshore wind turbine carrier system

    ADEM BARLAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS DEVRAN ÇELİK

  2. Tez No

    740802

    Dünya çapında offshore rüzgar türbinleri ve yeniden tasarlanmış bir offshore rüzgar türbini

    Offshore wind türbines worldwide and a redesigned offshore wind türbine

    TURGUT KEÇİCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiBandırma Onyedi Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS ÖZER

  3. Tez No

    592164

    An urban node in the ritual landscape of byzantine constantinople: The church of St John the Baptist of the Stoudios Monastery

    Bizans Konstantinopolis'inin ritüelistik peyzajinda kentsel bir düğüm noktası: Stoudios Manastırı Vaftizci Yahya Kilisesi

    DİLARA BURCU GİRİTLİOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    MimarlıkOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Tarihi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN YONCACI ARSLAN

  4. Tez No

    280581

    Kappadokia, Pontos, Paphlagonia ve Kilikia bölgelerinin dağları

    The mountains of the regions of Cappadocia, Pontus, Paphlagonia and Cilicia

    GÜLCAN ŞAROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Eski Çağ Dilleri ve KültürleriAkdeniz Üniversitesi

    Eskiçağ Dilleri ve Kültürleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BURAK TAKMER

  5. Tez No

    442561

    Numerical investigation of the propulsion efficiency of real squids using computational fluid dynamics

    Hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak gerçek bir kalamarın sayısal olarak incelenmesi

    MAHDI TABATABAEI MALAZI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mühendislik BilimleriYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN

Geri Dön