Determination of the Suitable Areas for The Investment of the Wind Energy Plants (WEP) in Osmaniye Using Analytical Hierarchy Process (AHP) and Geographic Information Systems (GIS)

Year 2020, Issue: 20, 196 - 205, 31.12.2020

Ozan Artun

https://doi.org/10.31590/ejosat.763866

Abstract

Renewable energy sources are considered as clean energy sources. They have a much lower environmental impact than other energy sources. Among the renewable energy sources, the wind is an important energy source. In many countries the wind power production is so popular and many alternative research techniques related to wind energy are applied. Wind energy comes to the forefront today due to the increasing population of countries and the increase in energy needs. In our country the studies about the renewable energy has evolved rapidly over the past decade. The cost of initial installation of Wind Energy Plants (WEP) is high and they can only be installed if certain conditions are met. Site selection for wind turbine installation is not a technical process only, also a complex process is necessary for involving social, economic, physical and environmental sanctions. Therefore, site selection of wind energy plants is a very complex spatial decision problem for decision makers. For the different site selection studies multi criteria evaluation methods are often used. In the study, potential WEP investment areas of Osmaniye province were determined by using, Geographical Information Systems (GIS), Analytic Hierarchy Process (AHP) method and remote sensing. The criteria selected according to the general characteristics of the study area were combined with ArcGIS software using the weight values obtained with AHP and suitable areas for the WEP installation were determined. The land suitability index maps for the WEP siting is created in the ArcGIS program. The weighted Sum analysis of the Spatial Analyst Tool is used for this purpose. According to the results, 14.30% of the study area are suitable, 15.84% are moderate suitable and 69.86% are not suitable for wind energy plant siting

Keywords

Wind Energy Plant, Multi Criteria Analysis, AHP, GIS, Osmaniye

Analitik Hiyerarşi Prosesi (AHP) ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) kullanılarak Osmaniye'deki Rüzgar Enerjisi Santrallerinin (RES) Yatırımına Uygun Alanların Belirlenmesi

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynakları, temiz enerji kaynakları olarak kabul edilirler. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevresel etkileri, başka enerji kaynaklarına göre çok daha düşüktür. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında bulunan rüzgar önemli bir enerji kaynağıdır. Birçok ülkede rüzgar enerjisi üretimi çok popülerdir ve rüzgar enerjisi ile ilgili birçok alternatif araştırma tekniği uygulanmaktadır. Rüzgar enerjisi, artan ülke nüfusu ve enerji ihtiyaçlarındaki artış nedeniyle günümüzde ön plana çıkmaktadır. Türkiye'de son on yılda yenilenebilir enerji ile ilgili çalışmalar hızla gelişmektedir. Rüzgar Enerjisi Santrallerinin (RES) ilk kurulum maliyeti yüksektir. Rüzgar Enerjisi Santralleri sadece belirli koşullar yerine getirildiğinde kurulabilirler. Rüzgar türbini kurulumu için yer seçimi sadece teknik bir süreç değildir, aynı zamanda fiziksel, ekonomik, sosyal, çevresel yaptırımları dahil etmek için karmaşık bir süreç gereklidir. Bu sebeple, rüzgar enerjisi santrallerinin yer seçimi karar vericiler için çok karmaşık bir mekânsal karar problemi olarak düşünülebilir. Farklı yer seçim çalışmaları için genellikle çok kriterli değerlendirme yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada Osmaniye ilinin potansiyel Rüzgar Enerjisi Santralleri yatırım alanları belirlenmek istenmiştir. Bu amaç için, Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) yöntemi e uzaktan algılama kullanılmıştır. Çalışma alanının genel özelliklerine göre seçilen kriterlerin, ağırlık değerleri AHP ile belirlenmiştir. AHP ile elde edilen ağırlık değerleri ArcGIS yazılımında çok kriterli değerlendirme yöntemi kullanılarak birleştirilmiş ve çalışma alanındaki Rüzgar Enerjisi Santralleri kurulumu için uygun alanlar belirlenmiştir. ArcGIS programındaki, Spatial Analyst Tool menüsündeki, Weighted Sum analysis adındaki Ağırlıklı Toplam analizi alt menüsü bu amaçla kullanılmıştır. Çalışma alanındaki Rüzgar Enerjisi Santrallerinin kurulumu için oluşturulan arazi uygunluk endeksi haritalarından elde edilen sonuçlara göre; çalışma alanının %14.30'u RES yatırımı yapmaya uygundur ve çalışma alanının %15.84'ü RES yatırımı yapmaya orta derecede uygundur. Yapılan çalışmada, çalışma alanının %69.86'sının RES yatırımı yapmak için uygun olmadığı belirlenmiştir.

Keywords

Rüzgar Enerji Santrali, Çoklu Kriter Analizi, AHP, CBS, Osmaniye

References

• Akıncı H., Ozalp A. Y., Turgut B., (2013). Agricultural land use suitability analysis using GIS and AHP technique , Computers and Electronics in Agriculture 97; 71–82
• Anonymous, (2020a). Osmaniye ili. Online Access Date:15.01.2020. web site: https://tr.wikipedia.org/wiki/Osmaniye_(il).
• Anonymous, (2020b). OpenStreet Map https://www.openstreetmap.org/#map =7/39.031/35. Online Access Date:03.01.2020 web site:, 252
• Anonymous, (2020c). https://www.mta.gov.tr/v3.0/hizmetler/yenilenmis-diri-fay-haritalari. Online Access Date:05.01.2020
• Anonymous, (2020d). AHP Priority Calculator Access Date:15.01.2020 web site: https://bpmsg.com/academic/ahp_calc.php,.
• Ayday C, Yaman N, Sabah L, Höke O., (2016). Site Selection Of Solar Power Plant By Usıng Open Source GIS For Eskişehir Province. 6. Uzaktan Algılama-CBS Sempozyumu (UZAL-CBS 2016), 5-7 Ekim 2016, Adana (In Turkish)
• Bennui A., Rattanamanee P., Puetpaiboon U., Phukpattaranont P., Chetpattananondh K., (2007). Site Selection For Large Wind Turbine Using GIS, PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment (ICEE-2007), Thailand.
• Goepel, K.D., (2018). Implementation of an online software tool for the analytic hierarchy process (AHP-OS). International Journal of the Analytic Hierarchy Process, Vol. 10 Issue 3 2018, pp 469-487.
• İlkiliç, C., (2012). Wind energy and assessment of wind energy potential in Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews Volume: 16, pp.: 1165– 1173.
• Kose, R., Özgür, E. O. Arif M., Tugcu, A., (2004). The analysis of wind data and wind energy potential in Kutahya, Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews Volume: 8, pp.: 277–288.
• Malkoç, Y., (2009). Rüzgar Enerjisi Kaynaklarımız, RÜGES 2009, 2. Rüzgar Sempozyumu, 4-5 Haziran 2009, Samsun (In Turkish)
• NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems, and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003 [Data set]. NASA EOSDIS Land Processes DAAC. Accessed 2020-01-05 from https://doi.org/10.5067/ASTER/ASTGTM.003
• Nişancı, R., Yıldırım, V., Özçelik, A.E, (2010) Determination Of The Wind Energy Areas Using GIS: Case Study In Trabzon In Turkey, III. Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu, 11 – 13 Ekim 2010, Gebze – Kocaeli, s:213-220. (In Turkish)
• Ozturk, D. and Batuk, F., 2007. Criteria Weights in Decision Making with Multiple Criteria. Yıldız Technical University Sigma Engineering and Science Journal 25 (1),86–98. (In Turkish)
• Ozturk, D.and Batuk, F., 2010 Using analytical hierarchy method in spatial decision problems. Sigma Engineering and Science Journal Volume 28, Pages 124-137. (In Turkish)
• Saaty, T. L., (1980). The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation, ISBN 0- 07-054371-2, McGraw-Hill
• Saaty T.L. (1990). How to make a decision: the analytic hierarchy process. European Journal of Operational Research, 48(1), 9-26.
• Uyan M., (2017) GIS-Supported mapping of solar power plant sites using AHP method . Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 23(4), 343-351, (In Turkish)
• Wind, Y.,and Saaty, T. L., (1980). Marketing application of the analytic hierarchy process. Management Science, 26 (7): p. 641-658.
• Yalçın, C , Yüce, M., (2020). Determination of Areas Suitable for Solar Power Plant (GES) Investment in Burdur by GIS Method. Geomatik , 5 (1) , 36-46 . DOI: 10.29128/geomatik.561962 (In Turkish)