Hybrid Floating Power Plant Design Example and SWOT Analysis on Lake Eğirdir for Clean Energy Production in Fresh Water Resources

Year 2024, , 400 - 414, 23.12.2024

Büşra Cesur Durmaz , İbrahim Üçgül

https://doi.org/10.19113/sdufenbed.1499363

Abstract

In this study, a hybrid floating power plant design is developed for Lake Eğirdir, an important freshwater basin of Turkey. Due to the decrease in the water level of Lake Eğirdir for evaporation and other factors and the sensitive protection area of this region, this proposed design aims to protect water resources and the water basin while providing energy production. The method followed consists of the following stages: literature review, determination of the appropriate site selection, design of the power plant, energy potential calculations and finding the number of dwellings, examination of the power plant design with SWOT Analysis and explanation of strategic decisions. Within the scope of the study, it was concluded that the floating power plant to be established in the most suitable area determined in Lake Eğirdir has an energy potential of 509,826 kWh/year and can meet the energy needs of approximately 140 houses. In addition, SWOT Matrix strategic recommendations were extracted to increase the feasibility of floating power plant design in Eğirdir. In this way, an innovative solution for the development of energy production in freshwater areas in Turkey was presented and attention was drawn to the issues that could be implemented.

Keywords

Renewable energy, Fresh water resources, Eğirdir Lake, Hybrid floating renewable energy power plant, SWOT analysis, SWOT matrix

Tatlı Su Kaynaklarında Temiz Enerji Üretimi için Eğirdir Gölü Üzerinde Hibrit Yüzer Enerji Santral Tasarımı Örneği ve GZFT Analizi

Abstract

Çalışmada Türkiye’nin önemli bir tatlı su havzası olan Eğirdir Gölü özelinde hibrit yüzer enerji santral tasarımı geliştirilmiştir. Eğirdir Gölü’nün buharlaşma ve diğer etkenlerden kaynaklı su seviyesinin azalması ve bu bölgenin hassas koruma alanı olmasından dolayı öneri niteliğinde ki bu tasarım ile enerji üretimi sağlanırken, su kaynaklarının ve su havzasının da korunmasını amaçlanmıştır. İzlenen yöntem; literatür taraması, uygun yer seçiminin belirlenmesi, santral tasarımının yapılması, enerji potansiyel hesapları ve konut sayısının bulunması, santral tasarımının GZFT Analizi ile incelenmesi ve stratejik kararların açıklanması aşamalarından oluşmaktadır. Çalışma kapsamında, Eğirdir Gölü’nde belirlenen en uygun alanda kurulacak yüzer enerji santralinin, 509.826 kWh/yıl enerji potansiyeline sahip ve yaklaşık 140 konutun enerji ihtiyacını karışılabilecek durumda olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca Eğirdir’de yüzer enerji santral tasarımının uygulanabilirliğini arttırmak için GZFT Matrisi stratejik önerileri çıkartılmıştır. Bu sayede, Türkiye’de tatlı su alanlarında enerji üretiminin gelişmesine yönelik yenilikçi çözüm sunularak, uygulanabilmesi yönündeki hususlara dikkat çekilmiştir.

Keywords

Yenilenebilir enerji, Tatlı su kaynakları, Eğirdir Gölü, Hibrit yüzer yenilenebilir enerji santrali, GZFT analizi, GZFT matrisi

References

• [1] Tulan Işıldar, H., Yalçıner Ercoşkun, Ö. 2021. Göller Yöresinde Sürdürülebilirlik ve Dirençlilik. Journal of Management Theory and Practices Research, 2(2), 89-116.
• [2] Gleick, P. 1993. Water and Conflict, Fresh Water Resources and International Security. International Security, 18(1), 79-112.
• [3] Göncü, S., Albek, E. A., Albek, M. 2017. Burdur, Eğirdir, Sapanca ve Tuz Gölleri Su Seviyelerinin Nonparametrik İstatistik Yöntemler İle Eğilim Analizi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(2), 555-570.
• [4] Kayaer, M., Çiftçi, S. 2018. ‘Su Sorunu’ ve Türkiye'nin Tatlısu Potansiyeli Çerçevesinde Türkiye’nin Sınıraşan Sularının Stratejik, Etik ve Hukuki Boyutlarının Değerlendirilmesi. PESA Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 4(3), 386-404.
• [5] Uyduranoğlu Öktem, A., Aksoy, A. 2014. Türkiye’nin Su Riskleri Raporu. WWF Raporu (Editör Berivan Dural), 53.
• [6] Çevre, Şehircilik Ve İklim Değişikliği Bakanlığı (ÇŞİ), 2024. İklim Değişikliğine Uyum Stratejisi ve Eylem Planı (2024-2030) https://iklim.gov.tr/db/turkce/icerikler/files/%C4%B0klim%20De%C4%9Fi%C5%9Fikli%C4%9Fine%20Uyum%20Stratejisi%20ve%20Eylem%20Plan_%202024-2030.pdf (Erişim Tarihi: 10.05.2024).
• [7] Cesur Durmaz, B., Üçgül, İ. 2023. Evaluation of Floating Renewable Energy Potential for Sustainable Energy in Türkiye. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(2), 1085-1100.
• [8] Özaltın, S., Binark, A. K. 2021. Eğirdir Gölü Çevresinde Yenilenebilir Enerji Uygulamaları. İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(2), 112-122.
• [9] Bulut, C., Kubilay, A. 2019. Eğirdir Gölü (Isparta/Türkiye) Su Kalitesinin Mevsimsel Değişimi. Ege Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 36(1), 13-23.
• [10] Beyhan, M., Kaçıkoç, M. 2013. Eğirdir Gölü’nde Kirlilik Durumu ve Kirlilik Kaynakları Modelleme Çalışması Raporu (Yedi Renkli Göle Yedi Renkli Hayat Projesi). WWF Raporu, 35.
• [11] Gençer, M., Başayiğit, L., Akgül, M. 2015. Eğirdir Gölü Koruma Zonları CORINE Arazi Kullanım Sınıflaması. Journal of Agricultural Sciences, 21(1), 26-38.
• [12] Davraz, A., Şener, Ş., Şener, E. 2016. Su Kaynaklarının Kullanma ve Koruma Metodolojisinin Geliştirilmesi: Eğirdir Gölü Havzası Örneği. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 4(3), 227-238.
• [13] İhlas Haber Ajansı, 2023. Eğirdir Gölü’nde Su Seviyesi Son 3 Yılda 1.36 Metre Azaldı. https://www.iha.com.tr/isparta-haberleri/-4307030 (Erişim Tarihi: 25.01.2024).
• [14] Eğirdir Kaymakamlığı, 2024. Eğirdir Gölü. http://www.egirdir.gov.tr/egirdir-golu (Erişim Tarihi: 12.02.2024).
• [15] Isparta Valiliği Çevre, Şehircilik Ve İklim Değişikliği İl Müdürlüğü, 2021. Eğirdir Gölü Çevresi ve Gölcük Krater Gölü Çevresi Doğal Sit Statüler Yeniden Belirlendi. https://isparta.csb.gov.tr/egirdir-golu-cevresi-ve-golcuk-krater-golu-cevresi-dogal-sit-statuler-yeniden-belirlendi.-haber-257687 (Erişim Tarihi: 15.03.2024).
• [16] Kesici, E. 2012. Eğirdir Gölü’nün (Eğirdir-Isparta) Koruma-Kullanımındaki İnsan Etkinliklerinin Sonuçları. Tüketim Toplumu ve Çevre Sempozyumu, 16-17 Kasım, Karabük, 365-375.
• [17] Güner, S., Özgür, A. E. 2023. Eğirdir Gölü Üzerinde Yüzer Güneş Enerji Santrali Uygulanabilirliğinin Araştırılması. Yekarum, 8(2), 80-93.
• [18] Isparta Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği İl Müdürlüğü, 2022. Isparta 2021 Yılı Çevre Durum Raporu. https://webdosya.csb.gov.tr/db/isparta/menu/2021-yili-il-cevre-durum-raporu_20221004041233.pdf (Erişim Tarihi: 12.02.2024).
• [19] Aktaş, S. 2018. Eğirdir Gölü beslenme havzası ve gölün geleceği. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi, 85s, Isparta.
• [20] Şener, E. 2021. Küresel iklim değişikliğinin Eğirdir Gölü havzasına etkileri ve kuraklık analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 425s, Isparta.
• [21] Weather Spark, 2024. Eğirdir Bölgesinde Yıl Boyu İklim ve Hava Durumu. https://tr.weatherspark.com/ (Erişim Tarihi: 20.02.2024).
• [22] Şehnaz, Ş. 2010. Eğirdir göl suyu ve dip sedimanlarının hidrojeokimyasal incelemesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 369s, Isparta.
• [23] Tahan, Z. 2023. Eğirdir Gölü Ve Havzaya Bütüncül Bakmak Suyun Fotoğrafı (Akın Gazetesi). https://www.egirdirakingazetesi.com.tr/haber/50858/EGIRDIR-GOLU-VE-HAVZAYA-BUTUNCUL-BAKMAK-6-Bolum (Erişim Tarihi: 14.11.2023).
• [24] European Environment Agency, 2009. Europes Onshore and Offshore Wind Energy Potential: An Assessment of Environmental and Economic Constraints (Technical Report 6). https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/7ba0881d-0278-4a55-b664-be215dba8a6e/language-en (Erişim Tarihi: 25.01.2024).
• [25] Gökmener, S., Çiçek, D. D., Oğuz, E., Haspolat, E., Melek, A. B., Deveci, M. 2023. Yüzer Güneş Enerjisi Santralleri İçin Uygun Yer Seçiminde Kullanılan Kriterler. 10. Kıyı Mühendisliği Sempozyumu, 16-17 Kasım, İzmir, 331-343.
• [26] Orman ve Su İşleri Bakanlığı (OSİB), 2012. Eğirdir Gölü Özel Hükümleri. https://www.tarimorman.gov.tr/SYGM/Belgeler/%C4%B0%C3%87ME%20SUYU%20KORUMA%20PLANLARI%2028.12.2022/E%C4%9Firdir%20G%C3%B6l%C3%BC%20%C3%96zel%20H%C3%BCk%C3%BCmleri.pdf (Erişim Tarihi: 15.03.2024).
• [27] Global Solar Atlas, 2024. https://globalsolaratlas.info/map (Erişim Tarihi: 15.03.2024).
• [28] Global Wind Atlas, 2024. https://globalwindatlas.info/en (Erişim Tarihi: 15.03.2024).
• [29] Cesur Durmaz, B. 2023. Sürdürülebilir yüzer kent park modeli: Fethiye örneği. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 317s, Isparta.
• [30] Dal, A. R. 2021. Investigation of the Potential of Using Lakes and Dams as Solar Power Plants: The Case of Yamula Dam. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 9(4), 726-738.
• [31] Kaymak, M. K., Şahin, A. D. 2021. The First Design and Application of Floating Photovoltaic (FPV) Energy Generation Systems in Turkey with Structural and Electrical Performance. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 9, 827–839.
• [32] Yılmaz, E. 2023. Güneş Paneli Sıraları Arasındaki Minimum Mesafe Nasıl Hesaplanır? (Aydınlatma Portalı). https://www.aydinlatma.org/gunes-paneli-siralari-arasindaki-minimum-mesafe-nasil-hesaplanir.html (Erişim Tarihi: 22.02.2024).
• [33] Anchor by Panasonic, 2024. AE14HXXXVHC9B Modeli. https://lsin.panasonic.com/solar/solar-pv-modules.html (Erişim Tarihi: 20.03.2024).
• [34] Altech, 2024. Boreas 4 kW. https://www.altechturbine.com/ (Erişim Tarihi: 20.03.2024).
• [35] Ding, S., Yan, S., Han, D., Ma, Q. 2015. Overview on Hybrid Wind-Wave Energy Systems. International Conference on Applied Science and Engineering Innovation, 30-31 Ağustos, China Jinan, 502-507.
• [36] Lee, M. D., Feng, E. L. K., Lee, P. S. 2020. Small Scale Low Height Wave Energy Seawater Pump for Achieving Environmental and Economic Sustainability. Universal Journal of Mechanical Engineering, 8(1), 14-20.
• [37] Guo, B., Wang, T., Jin, S., Duan, S., Yang, K., Zhao, Y. 2022. A Review of Point Absorber Wave Energy Converters. Journal of Marine Science and Engineering, 10(10), 1534.
• [38] Marquis, L., Kramer, M., Frigaard, P. 2010. First Power Production Figures from the Wave Star Roshage Wave Energy Converter. In Proceedings of the 3rd International Conference on Ocean Energy (ICOE), 6 October, Bilbao, Spain, 1–5.
• [39] Leirbukt, A., Tubass, P. A. 2006. Wave of Renewable Energy. https://library.e.abb.com/public/1e2fadd298a58d14c12571d900412482/29-31%203M646_ENG72dpi.pdf (Erişim Tarihi: 10.07.2022).
• [40] Rusch, C. J., Green, D. R., Sager, D. S., McGarry, J. D., Morasch, J. T., Downs, J. A. Dynamics of a Point Absorber Wave Energy Converter. https://depts.washington.edu/pmec/docs/ME495_2015_SpringReport.pdf (Erişim Tarihi: 10.07.2022).
• [41] Joubert, J. R., Van Niekerk, J. L., Reinecke, J., Meyer, I. 2013. Wave Energy Converters (WECs). https://www.crses.sun.ac.za/files/technologies/ocean/WECs_2013_list.pdf (Erişim Tarihi: 11.08.2022).
• [42] Vervaet, T., Stratigaki, V., Ferri, F., De Beule, L., Claerbout, H., De Witte, B., Troch, P. 2022. Experimental modelling of an Isolated Wecfarm Real-Time Controllable Heaving Point Absorber Wave Energy Converter. Journal of Marine Science and Engineering (JMSE), 10(10), 1480.
• [43] TURECO. https://tureco.com.tr/blog/gunes-panelleri-elektrik-uretimi (Erişim Tarihi: 10.02.2022).
• [44] Maity, R., Sudhakar, K., Abdul Razak, A., Karthick, A., Barbulescu, D. 2023. Agrivoltaic: A Strategic Assessment Using SWOT and TOWS Matrix. Energies, 16(8), 3313.
• [45] Sudhakar, K. 2019. SWOT Analysis of Floating Solar Plants. MOJ Solar and Photoenergy Systems, 3(1), 20-22.
• [46] Abdelgaied, M., Kabeel, A. E., Zeleňáková, M., Abd-Elhamid, H. F. 2023. Floating Photovoltaic Plants as an Effective Option to Reduce Water Evaporation in Water-Stressed Regions and Produce Electricity: A Case Study of Lake Nasser. Egypt Water, 15(4), 635.
• [47] Cuce, E., Cuce, P. M., Saboor, S., Ghosh, A., Sheikhnejad, Y. 2022. Floating PVs in Terms of Power Generation, Environmental Aspects, Market Potential, and Challenges. Sustainability, 14(5), 2626.
• [48] Mirzaei Omrani, M. 2023. Techno-economic and Environmental Analysis of Floating Photovoltaic Power Plants: A case Study of Iran. Renewable Energy Research and Applications, 4(1), 41-54.
• [49] Pouran, H. M., Lopes, M. P. C., Nogueira, T., Branco, D. A. C., Sheng, Y. 2022. Environmental and Technical İmpacts of Floating Photovoltaic Plants as an Emerging Clean Energy Technology. Iscience, 25(11), 1-16.
• [50] Stingheru, C., Gasparotti, C., Raileanu, A., Rusu, E. 2018. A SWOT Analysis of the Marine Energy Sector at the European Level. Acta Universitatis Danubius Œconomica (AUDŒ), 14(3), 213-237.