Türkiye'deki hidroelektrik güç santrallerinin ekonomik ve çevresel etkilerinin araştırılması
Investigation of the economic and environmental impacts of hydroelectric power plants in Turkey
- Tez No: 956349
- Danışmanlar: PROF. DR. İSAK KOTCİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Amaç: Türkiye'deki hidroelektrik güç santrallerinin ekonomik ve çevresel etkilerinin, verimlilik ve sürdürülebilirlik çerçevesinde, santrallerin su tüketiminin kontrolü ve verimli elektrik üretiminin eldesi için optimize edilmeye çalışılmıştır. Yöntem: Konu ile ilişkili akademik makale, tez, sunum ve diğer çalışmalara ait fiziki ve dijital platformlardaki sayısal veriler ve içerikleri farklı yöntemler kullanılarak analizler yapılmıştır. Bulgular: Hidro enerji ekonomik ve çevresel etkilerden dolayı sürdürülebilir ve temiz enerji olarak hidroelektrik güç santrallerinin yatırım aracı olarak öncelikli alternatif enerji kayanağı olarak değerlendirilmiştir. Ele alınan YUSUFELİ HES örneğinde yük değişimine bağlı olarak hız ve frekeans kontrolü ve performansının optimizasyonu için Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ile uyarlanmış standart Proportional-Integral-Derivative (PID) kontrolcü arasındaki fark simüle edilerek incelenmiştir. MATLAB/Simulink'te matematiksel model diyagramları üzerinde (PSO) algoritması ile partikül parçacığının çözüme en yaklaştığı (P_best) konum ve globaldeki tüm parçaçıklar arasında çözüme en çok yaklaşılan (G_best) en iyi çözüm ifade edilmiştir. Laplace dönüşümü ile transfer (G_T (s) ve〖 G〗_v (s) fonksiyonlarına göre, seçilen türbin, jeneratör ve valf gibi mekanizmaların dinamik davranışları seçilen modelleme ve simülasyon tekniği ile hidroelektrik santrale uygun G(s) transfer fonksiyonu kazanç değerlerine bağlı olarak PID kontrolü tasarımı belirlenebilir. Yusufeli HES'in örneğinde santral toplam kurulu güç kapasitesi 540-558 MW için santralde her biri 186 MW olan 3 adet güç ünitesi için Tablo 37'deki standart paremetre değerleri girilerek güç ünitelerinin modellemeleri oluşturulmuştur. Oluşturulan modellemeler üzerinde optimizasyon işlemi uygulanıp ayarlanmış yani optimize edilmiş kontrolcü paremetre değerleri Tablo 38'de elde edilmiştir. Bu optimize edilen yeni değerler tekrar modelleme üzerindeki PID paremetre girişi yapılarak elde edilen grafik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Keza her üç ayrı güç ünitesi için matematiksel diyagramları ve zamana bağlı olarak ani yük altında frekans değişimi grafik olarak verilmiştir. Tablo 41 ve 42'de SWOT analizi ve çevresel etkiler değerlendirilmiştir. Kısaca ifade edilecek olursa problemin en uygun sürede en iyi sonuca ulaşması olarak tanımlanmaktadır. Sonuçlar: Artan enerji ihtiyacı doğrultusunda hidroelekrik santrallere yatırım ve teşvikler artarak devam ettiği sonucuna varılmıştır. Enerji santrallerinin önemli hale geldiği günümüzde Yusufeli barajı örneğinde olduğu gibi optimizasyon teknikleri kullanılarak simulasyon sonuçlarına göre sistem enerji dengesinin sağlanması ve güç sistemlerinin geliştirilmesindeki önemi vurgulanmıştır. Simülasyon sonuçlarından da görüleceği gibi (Proportional-Integral-Derivative) PID kontrolcüsüne parçacık sürü optimizasyonu tekniği uygulanması sonucunda sistem enerji dengesinin daha kısa sürede ve daha düşük aralıklarda sapmalar gerçekleştirerek istenen değerlere ulaştığı her üç ünitede de görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Purpose: The economic and environmental impacts of hydroelectric power plants in Türkiye have been tried to be optimized within the framework of efficiency and sustainability, in order to control water consumption of the plants and to obtain efficient electricity production. Method: Numerical data and contents of academic articles, theses, presentations and other studies related to the subject on physical and digital platforms were analyzed using different methods. Findings: Hydro energy has been evaluated as a sustainable and clean energy investment tool for hydroelectric power plants due to its economic and environmental effects and as a priority alternative energy source. In the example of YUSUFELİ HEPP, the difference between Particle Swarm Optimization (PSO) and the adapted standard Proportional-Integral-Derivative (PID) controller for speed and frequency control and performance optimization depending on the load change has been investigated by simulating. In MATLAB/Simulink, the best solution that is closest to the solution (P_best) and the best solution that is closest to the solution among all particles in the world (G_best) have been expressed on the mathematical model diagrams with the (PSO) algorithm. According to the transfer (G_T (s) and 〖 G〗_v (s) functions with the Laplace transform, the dynamic behaviors of the selected mechanisms such as turbines, generators and valves can be determined with the selected modeling and simulation technique and the PID control design can be determined depending on the G(s) transfer function gain values suitable for the hydroelectric power plant. In the example of Yusufeli HEPP, for the total installed power capacity of the plant of 540-558 MW, the standard parameter values in Table 37 were entered for 3 power units, each of which is 186 MW, and the modeling of the power units was created. The optimization process was applied to the created models and the adjusted, that is, optimized controller parameter values were obtained in Table 38. These optimized new values were entered into the PID parameter on the modeling again and the graphical results obtained were compared. Likewise, mathematical diagrams and frequency change under sudden load depending on time are given graphically for each of the three separate power units. SWOT analysis and environmental effects are evaluated in Tables 41 and 42. In short, it is defined as reaching the best result of the problem in the most appropriate time. Conclusion: It has been concluded that investments and incentives for hydroelectric power plants continue to increase in line with the increasing energy demand. In today's world where power plants have become important, optimization techniques have been used as in the Yusufeli Dam example, and their importance in ensuring system energy balance and developing power systems has been emphasized according to simulation results. As can be seen from the simulation results, as a result of applying particle swarm optimization technique to the (Proportional-Integral-Derivative) PID controller, it is seen that the system energy balance reaches the desired values in a shorter time and at lower intervals by performing deviations in all three units.
Benzer Tezler
- Termik santrallerde yedek gücün termodinamik ve ekonomik analizi
Thermodynamic and economic analysis of the reserve power in thermal power plants
HAKAN PAZARLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA EYRİBOYUN
- Nehir tipi hidroelektrik santral işletmesi & adasu regülatörü ve hes'i özelinde örnek bir çalışma
Run of the river hydropower plant operational & a case study of adasu regulator and hepp
AYNUR ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
EnerjiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KOLİP
- Küçük hidroelektrik santrallerin Türkiyedeki yeri,önemi ve hesaplama esasları
Başlık çevirisi yok
ENİS AVŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
EnerjiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İRFAN GÜNEY
- Hidroelektrik santrallerin baraj göllerinin yüzer güneş enerji santralleri ile enerji üretim potansiyelinin araştırılması
Investigation of energy production potential of floating solar power plants of dam lakes of hydroelectric power plants
BAKİ POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA YUMURTACI
- Olası kesintileri göz önünde bulunduran pompaj depolamalı HES ve yüzer GES ile entegre nükleer güç santralinin optimum teklif stratejisi
Optimal bidding strategy of integrated nuclear power plant with pumped storage HEP and floating SPP considering possible outages
FATİH UĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ DURUSU