ENERJ İ ÜRET İMİ VE SULAMA KR İTERLER İNE GÖRE … · • Cebri Boru • Santral • Kuyruk Suyu Kanalı • Şalt Sahası • İletim Hattı Sulama. 6 II. Su Yapıları Konferansı

Hazırlayanlar;

Burcu Ersoy

(FICHTNER, Türkiye)

Ronald Haselsteiner

(ENERJISA, Türkiye)

ENERJİ ÜRETİMİ VE SULAMA KRİTERLERİNE GÖRE

REZERVUAR KAPASİTE OPTİMİZASYONU

II. Su Yapıları Konferansı, Diyarbakır, 16 – 18.09.2011

2

II. Su Yapıları KonferansıDiyarbakır İnşaat Mühendisleri Odası 16.–18.09.2011

İçerik

• Giriş

• Proje Özeti

• Mevsimsel Değişimler

• Hidroloji

• Genel Kabuller

• Rezervuar İşletme Modeli

• Sonuçlar

3


Giriş Giriş

Proje Özeti

Mevsimsel Değişimler

Hidroloji

Genel Kabuller

Rezervuar İşletme Modeli

Sonuçlar

Enerji Talebindeki değişim;

• 2005: 160 103 GWh/a

• 2010: 242 103 GWh/a (+ %50)

• 2020: 356-476 103 GWh/a (en az + %122)

Bu talebin karşılanması açısından;

• Ekonomik açıdan yapılabilir olan hidroelektrik projelerin

gerçekleştirilmesi, (Hidroelektrik proje potansiyeli = 125-188 TWh/a)

• Hidroelektrik projelerin gerçekleştirilme oranı 1/3

• Enerji Piyasasının Özelleştirilmesi (2000/01)

• Beklenen Özel Yatırım (~ 50,000 Milyon €, 2020 yılında)

• Gelişim durumunda olan 2000 Hidroelektrik santral projesi

Refereans:

A. Bayazit, M; Avci, I., “Water Resources of Turkey: Potential, Planning, Development and Management.” Water ResourcesDevelopment, Vol. 13, No. 4/1997, pp. 443-452

B. Kuzu, C.; Ergin, H., “Energieverbrauch in der Türkei.“ TU International 55, Juli 2004, pp. 25-27C. Yüksek, Ö., Reevaluation of Turkey’s hydropower potential and electric energy demand. Energy Policy 36 (2008) , pp. 3374-3382D. Eroglu, V., Hidroelektrik Enerji Talebi ve Cözümleri. Lecture for the 52. Anniversary of the General Directorate of State Hydraulic

Works (DSI), Istanbul 2006

4


Proje Özeti Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

5


Proje Özeti Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

Baraj Aksı

Aras Nehri

Rezervuar

Enerji Tüneli

Santral• Baraj

• Derivasyon Tüneli

• Batardo

• Dipsavak

• Dolusavak

• Enerji Tüneli

• Denge Bacası

• Cebri Boru

• Santral

• Kuyruk Suyu Kanalı

• Şalt Sahası

• İletim Hattı

Sulama

6


Nehir / LokasyonDrenaj Alanı 2590 [km²]

Türbin Dizayn Debisi 24 [m³/s]Maksimum Su Seviyesi 1838.35 [masl]

Minimum Su Seviyesi 1816 [masl]Aktif Depolama Hacmi 760 [hm³]

Toplam Depolama Hacmi 1101 [hm³]

Baraj Yüksekliği 115 [m]Baraj Kret Kotu 1843 [m]

Derivasyon TipiDerivasyon Tünel Uzunluğu 1000 [m]

Enerji Tünel TipiEnerji Tünel Uzunluğu 6047 [m]

Net Düşü 170 [m]Türbin Tipi

Kurulu Güç ≈ 36 [MW]

Yıllık Enerji Üretimi ≈ 275 (2471)) [GWh/a]

1) Gelecekteki sulama gerekliliğinin göz önüne alınması durumunda

Basınçlı Tünel

SANTRAL & TÜRBİN BİLGİLERİ

3 x Düşey Francis Türbin

ENERJİ ÜRETİMİ

HİDROLİK YAPILAR

Dairesel Tünel (2)

HİDROLOJİ / REZERVUARAras Nehri, Pasinler, Erzurum

BARAJ

Baraj TipiÖnyüzü Beton Kaplamalı Kaya DolguKil Çekirdekli Kaya Dolgu

Proje Özeti Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

7


Mevsimsel Değişimler Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

0

100

200

300

400

500

600

EKİM KAS. ARAL. OCA. ŞUB. MART NİS. MAY. HAZ. TEM. AĞUS. EYL.

Aylar

V+Q Minimum

V+Q Ortalama

V+Q Maksimum

V+Q Sulama

E Buharlaşma

Data Serisi 1956-2001

Su

Ha

cmi V

[h

m3]

Bu

har

laşm

a E

[m

m]

De

bi Q

[m3/s

n]

• Maksimum Debi• Minimum Debi

• Buharlaşma

• Su Hacmi

8


Hidroloji Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

%-0.02

%-0.15

%-0.05

0

50

100

150

200

250

1956

1957

1958

1959

1960

1961

1962

1963

1964

1965

1966

1967

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

Ge

len

Akı

mla

r [m

³/sn

]

Linear (1956-2001)

Linear (1991-2001)

Linear (1981-2001)

10 yıl

20 yıl

45 yıl

Gelen Akım & Trendler

• Günümüze doğru gelen akımdaki azalma

• Gelen akımdaki 45 yıllık değişim

9


Genel Kabuller Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

No Maddeler Kriter1 Gelen Akım 45 yılllık gelen akım değerleri

2 Ana Santral (Hnet: 170 m, rezervuar seviyesi 1838 m)

3 Etek Santral (Hnet: 110 m, rezervuar seviyesi 1838 m)

4 Verim ηtop=0.85 (0.80-0.90)

5 Türbin Yükleme Kapasitesi 20%6 Rezervuar Kapasitesi Başlangıç için; 1,838 masl7 Buharlaşma Kayıpları -8 Rezervuar Özellikleri -9 Rezervuardaki Kayıplar Göz önüne alınmamıştır.

10Enerji Tüneli ve Cebri Borudaki Kayıplar

Sulama suyu taşıması sırasındaki kayıplar göz önüne alınmamıştır

11Türbin ve Elektromekanik Ekipmanların Bakımı

Çalışmak için yeterli debinin olmadığı kurak zamanlar

12 Santralin Çalışmadığı zamanlar Göz önüne alınmamıştır.13 Can suyu miktarı

14 Etek Santral

15 Sulama için gereken su miktarı

16 Türbinlenen Su -

17 Ana ve Etek Santral Ana ve Etek santraldeki enerji üretimi

18 Gerçek Rezervuar Hacmi -

19 Sulama Hacmi -

20 Savaklanan Hacim -

Göz

önü

ne a

lınan

lar

Kab

ulle

r Bu 3 kabul daha önceden yapılan enerji üretimi hesabında göz önüne alınmamıştır.

Çık

ış D

eğer

leri

Giriş

Değ

erle

ri

10


Rezervuar İşletme Modeli Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

-6% 6%

η [-] 0.85 0.80 0.90

Durum Ön görülen Koşullar A [GWh/a]1)

0S

ula

ma

Akt

if D

eğ

il

1a. Can Suyu Salınımı Yokb. Etek Santral Yokc. Sulama Yok

253.3 238.4 268.2

a. Can Suyu Salınımı Var3)

b. Etek Santral Yok2)

c. Sulama Yok

231.7

2a. Can Suyu Salınımı Var3)

b. Etek Santral Var2)

c. Sulama Yok

245.7 231.2 260.1

3 218.1 245.4

1S

ula

ma

Akt

if

4a. Can Suyu Salınımı Yokb. Etek Santral Yok

c. Sulama Var4)215.8 203.1 228.5


b. Etek Santral Var2)

c. Sulama Var4)

209.3 197.0 221.6


b. Etek Santral Yok2)

c. Sulama Var4)

195.7 184.2 207.2

1) Ana Santral: HN = 170 m, QD = 24 m³/sn, Aşırı Yük = 20 %2) Etek Santral: HN = 110 m, QD = 2,0 m³/sn, Aşırı yük = 20 %3) Can suyu debisi: QR = 2,0 m³/sn (Aylık ortalama debinin yaklaşık % 10'u)4) Mansap sulama kullanımları ana santral tarafından değerlendirildiği,

yalnızca Pasinler sulama projesinden dolayı enerji üretimindeki kaybın meydana geldiği durum.

� Kısa Dönem (sulama başlayana kadar)

� Uzun Dönem

11


Rezervuar İşletme Modeli (Koşul 5) Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

0

200

400

600

800

1000

1200

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500R

eze

rvu

ar v

e D

eb

i Ha

cmi [

hm

³]

Ayl

ık E

ne

rji Ü

retim

i[G

Wh

/mo

]

Aylar

Ana Santral Aylık Enerji Üretimi

Etek Santral Aylık Enerji Üretimi

Rezervuar Hacmi

Savaklanan Hacim

Gelen Akım

Mansap Sulaması

Can Suyu Debisi

Maksimum Kapasite

Minimum Kapasite

Sınır Koşulları:1. Ana Santral Aktif2. Buharlaşma Aktif3. Sulama Aktif4. Can Suyu Aktif5. Etek Santral Aktif

A = 209,3 GWh/a

A = 195,7 GWh/a(Etek Santral Olmadığı durum)

Ana Santral

Etek Santral

• Sabit değişen can suyu ve sulama miktarı

• Bunlara bağlı 2 santralde üretilen enerji miktarı

12


Rezervuar İşletme Modeli (Koşul 1) Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

0

200

400

600

800

1000

1200

0

5

10

15

20

25

30

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500R

eze

rvu

ar v

e D

eb

i Ha

cmi [

hm

³]

Ayl

ık E

ne

rji Ü

retim

i[G

Wh

/mo

]

Aylar

Ana Santral Aylık Enerji Üretimi

Etek Santral Aylık Enerji Üretimi

Rezervuar Hacmi

Savaklanan Hacim

Gelen Akım

Mansap Sulaması

Can Suyu Debisi

Maksimum Kapasite

Minimum Kapasite

Sınır Koşulları:1. Ana Santral Aktif2. Buharlaşma Aktif3. Sulama İnaktif4. Can Suyu İnaktif5. Etek Santral İnaktf

A = 253,3 GWh/a

Ana Santral

A = 268,2 GWh/a(η = 0,90)

• Bunlara bağlı tek santralde üretilen enerji miktarı• Can suyu ve sulama miktarı olmadığı durum

13


Rezervuar İşletme Modeli Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250

Diz

ayn

Deb

isi Q

[m³/s

n]

Yıllık Enerji Üretimi A [GWh/a]

Dizayn Debisi

∆A = 10 GWh/a

∆Q = 8 m³/sn

Koşul 6Sulama Aktif .Can Suyu Miktarı gözönüne alındı.Buharlaşma Kayıpları gözönüne alındı.Etek Santral Yok.

QR [m³/sn]

4,0

1,03,0

0,02,0

5,0

6,0

Kritik Eğri

Doğrusal Artış

Doğrusal olmayanArtış

• Can Suyu Değişimi

• Enerji Üretiminin Değişimi

• Dizayn Debisinin Değişimi

14


Sonuçlar

• Öneriler;Koşul 2 ve Koşul 5Can suyu miktarıYapılacak olan sulama miktarı

• Fizibilite sonucu hesaplanan enerji üretim değeri,Koşul 2’ den %10Koşul 5’ den %24 daha yüksektir.

• İleriki aşamalarda dikkat edilmesi gereken kriterler;Pik enerji ÜretimiDizayn Debisinin uygun seçimiFinansal Analiz

Giriş

Proje Özeti


Hidroloji

Genel Kabuller


Sonuçlar

15


TEŞEKKÜRLER

Documents

ENERJ İ ÜRET İMİ VE SULAMA KR İTERLER İNE GÖRE … · • Cebri Boru • Santral • Kuyruk Suyu Kanalı • Şalt Sahası • İletim Hattı Sulama. 6 II. Su Yapıları Konferansı