Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Bir Hidroelektrik Santralinin Enerji, Ekserji ve Çevre Analizi

Yıl 2026, Cilt: 17 Sayı: 1, - , 25.03.2026
https://doi.org/10.24012/dumf.1812535
https://izlik.org/JA84UK86EW

Öz

Enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizleri yapmak, yenilenebilir enerji kaynaklarının verimliliğini artırmak ve kayıpları tespit etmek için bilinen bir yöntemdir. Bu bağlamda, Bingöl-Türkiye'deki bir Hidroelektrik Santrali (HES) bir vaka çalışması olarak incelenmiştir. HES'teki ekserji kayıplarının cebri borularda, Francis türbinlerinde, jeneratörlerde, trafolarda ve şalt sahalarında meydana geldiği belirlenmiştir. HES'in verimliliği %90, santralin yıllık ortalama ekserji verimliliği %91 ve santralin ekserji sürdürülebilirlik endeksi %9,3 olarak belirlenmiştir. HES'teki ekipmanlarda en yüksek ekserji kaybı Francis türbinlerinde meydana gelmiştir. İncelenen HES'in çevre dostu, yeşil ve sürdürülebilir bir enerji tesisi olduğu ortaya konulmuştur.

Kaynakça

  • [1] H. F. Oztop, G. Kahraman, and H. L. Yucel, “Evaluation of energy efficiency using thermodynamics analysis in a hydropower plant: A case study,” Renew. Energy, vol. 34, no. 6, pp. 1458–1465, 2009, doi: 10.1016/j.renene.2008.10.030.
  • [2] Y. Kalinci, I. Dincer, and A. Hepbasli, “Energy and exergy analyses of a hybrid hydrogen energy system: A case study for Bozcaada,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 42, no. 4, pp. 2492–2503, 2017, doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.02.048.
  • [3] A. A. A. Abuelnuor, K. Ahmed, K. M. Saqr, Y. A. M. Nogoud, and M. E. A. M. Babiker, “Exergy analysis of large and impounded hydropower plants: Case study El Roseires Dam (280 MW),” Environ. Prog. Sustain. Energy, vol. 39, no. 3, 2019, doi: 10.1002/ep.13362.
  • [4] O. Kacar, “Thermodynamic modelling of power generation in a run-of-river hydroelectric power plant,” M.S. thesis, Inst. Nat. Appl. Sci., Niğde Univ., Niğde, Türkiye, 2009.
  • [5] N. Randriambahoaka and H. T. Rakotondramiarana, “Investigation of a pico-hydropower plant performance by combining exergy analysis and global sensitivity analysis: A case study of Andriantseboka Analamanga Madagascar,” J. Multidiscip. Eng. Sci. Stud., vol. 3, no. 1, pp. 1296–1302, 2017.
  • [6] A. R. Dal, “Investigation of the potential of using lakes and dams as solar power plants: The case of Yamula Dam,” Gazi Univ. J. Sci. Part C: Des. Technol., vol. 9, no. 4, pp. 726–738, 2021, doi: 10.29109/gujsc.1002791.
  • [7] K. Kafalı, “Comparison of theoretical and actual performance of a hydroelectric power plant,” M.S. thesis, Inst. Sci., Osmaniye Korkut Ata Univ., Osmaniye, Türkiye, 2020.
  • [8] T. Demirdelen, M. Bilgili, A. Ozbek, H. Bilirgen, and F. Ekinci, “The role of hydropower installations for sustainable energy development in Turkey and the world,” Renew. Energy, vol. 126, pp. 755–764, 2018, doi: 10.1016/j.renene.2018.03.089.
  • [9] M. A. U. Haq, A. A. Mansur, A. S. M. Shihavuddin, M. H. Maruf, R. H. Ashique, M. T. Islam, M. Rabbani, and M. K. Nipun, “Exergy-based evaluation of power plants for sustainability and economic performance identification,” Case Stud. Therm. Eng., vol. 28, Art. no. 101393, 2021, doi: 10.1016/j.csite.2021.101393.
  • [10] Kalehan Energy, “Asagi Kalekoy Dam and HEPP Project.” [Online]. Available: https://kalehan.com.tr/projeler/asagi-kalekoy-baraji-ve-hes/. Accessed: Nov. 20, 2025.
  • [11] S. Kapan, N. Celik, U. Camdali, and A. Taskiran, “Energy and exergy analyses of a submerged arc furnace used for ferrochrome production,” Int. J. Exergy, pp. 89–106, 2024, doi: 10.1504/IJEX.2024.139223.
  • [12] M. Kanoglu, I. Dincer, and M. A. Rosen, “Role of exergy in increasing efficiency and sustainability and reducing environmental impact,” Energy Policy, vol. 36, no. 1, pp. 128–137, 2008, doi: 10.1016/j.enpol.2007.09.006.
  • [13] I. Dincer and M. A. Rosen, Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2021, doi: 10.1016/B978-0-12-824372-5.00001-4.
  • [14] A. S. Joshi, I. Dincer, and B. V. Reddy, “Thermodynamic assessment of photovoltaic systems,” Sol. Energy, vol. 83, no. 8, pp. 1139–1149, 2009, doi: 10.1016/j.solener.2009.01.011.
  • [15] E. Bozoglan, A. Midilli, and A. Hepbasli, “Sustainable assessment of solar hydrogen production techniques,” Energy, vol. 46, no. 1, pp. 85–93, 2012, doi: 10.1016/j.energy.2012.07.013.
  • [16] K. Ajiro, T. Inoue, and S. Sato, “Improvement of generator efficiency,” Fuji Electr. Rev., vol. 28, no. 2, pp. 52–58, 1982.

Energy, Exergy and Environment Analysis of a Hydroelectric Power Plant

Yıl 2026, Cilt: 17 Sayı: 1, - , 25.03.2026
https://doi.org/10.24012/dumf.1812535
https://izlik.org/JA84UK86EW

Öz

Conducting energy, exergy and sustainability analyses is a well-known method to increase the efficiency of renewable energy resources and detect losses. In this context, a Hydroelectric Power Plant (HEPP) in Bingol-Turkey was examined as a case study. It has been determined that exergy loss in HEPP occur in penstocks, Francis turbines, generators, transformers and switchyards. The efficiency of the HEPP is determined as 90%, the annual average exergy efficiency of the power plant is 91% and the exergy sustainability index of the power plant is 9.3%. The highest exergy loss in the equipment in the HEPP occurred in Francis turbines. It has been demonstrated that examined HEPP is an environmentally friendly, green and sustainable energy facility.

Kaynakça

  • [1] H. F. Oztop, G. Kahraman, and H. L. Yucel, “Evaluation of energy efficiency using thermodynamics analysis in a hydropower plant: A case study,” Renew. Energy, vol. 34, no. 6, pp. 1458–1465, 2009, doi: 10.1016/j.renene.2008.10.030.
  • [2] Y. Kalinci, I. Dincer, and A. Hepbasli, “Energy and exergy analyses of a hybrid hydrogen energy system: A case study for Bozcaada,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 42, no. 4, pp. 2492–2503, 2017, doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.02.048.
  • [3] A. A. A. Abuelnuor, K. Ahmed, K. M. Saqr, Y. A. M. Nogoud, and M. E. A. M. Babiker, “Exergy analysis of large and impounded hydropower plants: Case study El Roseires Dam (280 MW),” Environ. Prog. Sustain. Energy, vol. 39, no. 3, 2019, doi: 10.1002/ep.13362.
  • [4] O. Kacar, “Thermodynamic modelling of power generation in a run-of-river hydroelectric power plant,” M.S. thesis, Inst. Nat. Appl. Sci., Niğde Univ., Niğde, Türkiye, 2009.
  • [5] N. Randriambahoaka and H. T. Rakotondramiarana, “Investigation of a pico-hydropower plant performance by combining exergy analysis and global sensitivity analysis: A case study of Andriantseboka Analamanga Madagascar,” J. Multidiscip. Eng. Sci. Stud., vol. 3, no. 1, pp. 1296–1302, 2017.
  • [6] A. R. Dal, “Investigation of the potential of using lakes and dams as solar power plants: The case of Yamula Dam,” Gazi Univ. J. Sci. Part C: Des. Technol., vol. 9, no. 4, pp. 726–738, 2021, doi: 10.29109/gujsc.1002791.
  • [7] K. Kafalı, “Comparison of theoretical and actual performance of a hydroelectric power plant,” M.S. thesis, Inst. Sci., Osmaniye Korkut Ata Univ., Osmaniye, Türkiye, 2020.
  • [8] T. Demirdelen, M. Bilgili, A. Ozbek, H. Bilirgen, and F. Ekinci, “The role of hydropower installations for sustainable energy development in Turkey and the world,” Renew. Energy, vol. 126, pp. 755–764, 2018, doi: 10.1016/j.renene.2018.03.089.
  • [9] M. A. U. Haq, A. A. Mansur, A. S. M. Shihavuddin, M. H. Maruf, R. H. Ashique, M. T. Islam, M. Rabbani, and M. K. Nipun, “Exergy-based evaluation of power plants for sustainability and economic performance identification,” Case Stud. Therm. Eng., vol. 28, Art. no. 101393, 2021, doi: 10.1016/j.csite.2021.101393.
  • [10] Kalehan Energy, “Asagi Kalekoy Dam and HEPP Project.” [Online]. Available: https://kalehan.com.tr/projeler/asagi-kalekoy-baraji-ve-hes/. Accessed: Nov. 20, 2025.
  • [11] S. Kapan, N. Celik, U. Camdali, and A. Taskiran, “Energy and exergy analyses of a submerged arc furnace used for ferrochrome production,” Int. J. Exergy, pp. 89–106, 2024, doi: 10.1504/IJEX.2024.139223.
  • [12] M. Kanoglu, I. Dincer, and M. A. Rosen, “Role of exergy in increasing efficiency and sustainability and reducing environmental impact,” Energy Policy, vol. 36, no. 1, pp. 128–137, 2008, doi: 10.1016/j.enpol.2007.09.006.
  • [13] I. Dincer and M. A. Rosen, Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2021, doi: 10.1016/B978-0-12-824372-5.00001-4.
  • [14] A. S. Joshi, I. Dincer, and B. V. Reddy, “Thermodynamic assessment of photovoltaic systems,” Sol. Energy, vol. 83, no. 8, pp. 1139–1149, 2009, doi: 10.1016/j.solener.2009.01.011.
  • [15] E. Bozoglan, A. Midilli, and A. Hepbasli, “Sustainable assessment of solar hydrogen production techniques,” Energy, vol. 46, no. 1, pp. 85–93, 2012, doi: 10.1016/j.energy.2012.07.013.
  • [16] K. Ajiro, T. Inoue, and S. Sato, “Improvement of generator efficiency,” Fuji Electr. Rev., vol. 28, no. 2, pp. 52–58, 1982.
Toplam 16 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil İngilizce
Konular Enerji Üretimi, Dönüşüm ve Depolama (Kimyasal ve Elektiksel hariç)
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Hamza Coşkun 0000-0001-7454-2118

Sinan Kapan 0000-0001-5690-1041

Nevin Çelik 0000-0003-2456-5316

Aynur Uçar 0000-0001-5973-3741

Gönderilme Tarihi 28 Ekim 2025
Kabul Tarihi 5 Ocak 2026
Yayımlanma Tarihi 25 Mart 2026
DOI https://doi.org/10.24012/dumf.1812535
IZ https://izlik.org/JA84UK86EW
Yayımlandığı Sayı Yıl 2026 Cilt: 17 Sayı: 1

Kaynak Göster

IEEE [1]H. Coşkun, S. Kapan, N. Çelik, ve A. Uçar, “Energy, Exergy and Environment Analysis of a Hydroelectric Power Plant”, DÜMF MD, c. 17, sy 1, Mar. 2026, doi: 10.24012/dumf.1812535.

Amaç ve Kapsam

Temel mühendislik alanında deneysel ve teorik çalışmalara yer veren Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi, mühendisliğin popüler konuları ile ilgili makalelerin yayınlanmasına öncelik vermekte ve multidisipliner yöntem ve teknolojilere odaklanmayı hedeflemektedir.

Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi, çok disiplinli bir dergidir ve temel mühendislik konularını içerir. Derginin amacı, bilim ve teknolojideki en popüler gelişmeleri araştırmacılara, mühendislere ve diğer ilgili kitlelere ulaştırmaktır.

Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi (DUMF), mühendisliğin çeşitli alanlarında özgün araştırma makalelerinin yanı sıra derleme makalelerini de yayınlayan, hakemli, açık erişimli bir dergidir. Derginin kapsadığı konu alanları şunlardır:


-Elektrik ve Elektronik Mühendisliği
-Bilgisayar ve Yazılım Mühendisliği
-Biyomedikal Mühendisliği
-Makine Mühendisliği
-Cevher Hazırlama ve Maden Mühendisliği
-İnşaat Mühendisliği

DUMF Dergisi makale yükleme aşamasında gerekli olan genel yazım formatına sahiptir. Makalenizi yazarken yükleme öncesi bu formatı kullanma ihtiyacı duyabilirsiniz. Süreci kolaylaştırmak açısından indirmeye hazır word formatları sizler için sunulmuştur.

Türkçe Makale Şablonu (*.docx)
İngilizce Makale Şablonu (*.docx) (tavsiye edilen)

Makaleniz revizyon aşamasında iken makalenizin kabulü için gereklilikleri yerine getirip çalışmanızı doğru bir formatta sisteme yüklemelisiniz.


Kör Hakemlik:
Gönderdiğiniz makale hakemlere gönderileceğinden, metin içerisinde yazarlar hakkında tanımlayıcı herhangi bir bilgiye yer vermemeniz son derece önemlidir.
Lütfen potansiyel tanımlayıcı bilgiler için metnin gövdesini gözden geçirin ve tüm öz atıfların hem metin içi atıflar hem de referanslar için Yazar (Yıl) olarak belirtildiğinden emin olun.


Makale Yapısı
Giriş
Çalışmanın amaçlarını belirtin ve ayrıntılı bir literatür taramasından veya sonuçların bir özetinden kaçınarak çalışma ile ilgili yeterli bir literatür zemini sağlayınız.

Materyal ve Metod
Çalışmanın diğer bir araştırmacı tarafından izlenilmesine imkan vermek için yeterli ayrıntı sağlayınız. Çalışmada kullanılan yöntemler özetlenmeli ve bir referans ile belirtilmelidir. Doğrudan daha önce yayınlanmış bir yöntemden alıntı yapıyorsanız, tırnak işaretleri kullanınız ve ayrıca kaynak belirtiniz. Mevcut yöntemlerde yapılacak herhangi bir değişiklik de açıklanmalıdır.

Sonuçlar
Sonuçlar açık ve net olmalıdır.

Tartışma
Bu kısım çalışmanın önemini vurgulamalı, sonuçların tekrarını içermemelidir. Sonuçlar ve tartışma kısmı birlikte de verilebilir. Literatürdeki çalışmalara büyük oranda atıfta bulunup tartışmaktan kaçınılmalıdır.


Sonuç
Çalışmanın ana sonuçları, tek başına veya bir Tartışma veya Sonuçlar ve Tartışma bölümünün bir alt bölümünü oluşturabilecek kısa bir Sonuçlar bölümü olarak da sunulabilir.

Teşekkür
Bu bölümde, yazarın katkısı veya finansman bölümlerinin dışında herhangi bir desteğe yer verebilirsiniz. Bu kısım, idari ve teknik desteği veya ayni bağışları (örneğin deneyler için kullanılan malzemeler) içerebilir.

Referanslar
Kaynakların IEEE atıf stili ile hazırlanması tavsiye edilir. Formatın detayları şablon dosyasında verilmiştir.

ORCID zorunluluğu
Dergimize makale gönderen yazarların ORCID numaralarını eklemeleri gerekmektedir. ORCID, Open Researcher ve Contributor ID'nin kısaltmasıdır. ORCID, Uluslararası Standart Ad Tanımlayıcı (ISNI) olarak da bilinen ISO Standardı (ISO 27729) ile uyumlu 16 haneli numaralı bir URL'dir. Bireysel ORCID için http://orcid.org adresinden ücretsiz kayıt oluşturabilirsiniz.

Telif Hakkı

Kabul edilen makalelerin yazarları, makalenin telif hakkını DUMF'ye devretmeyi ve DUMF'nin stiline bağlı kalarak nihai hallerini elektronik ortamda göndermeyi kabul etmelidir.


Dergi İntihal Politikası
Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi, makaleleri/derlemeleri intihal açısından değerlendirme politikasına sahiptir. Dergimize makale göndermeden önce uygun intihal yazılım programları (iThenticate, Turnitin vb.) ile makalenizdeki benzerlik durumu/oranını kontrol etmeniz önerilir. Bu doğrultuda dergimize gönderilen makaleler/derlemeler ön değerlendirmeye tabi tutulur; Turnitin yazılımı ile belirlenen benzerlik oranı %30'un altında olan yazılar Yayın Kurulumuz tarafından kabul edilecektir. Belirtilen oranın (%30) üzerinde olan makaleler/incelemeler yazar(lar)a iade edilir.

Gönderim Sırasında Gerekli Dosyalar:

1) İntihal Formu (Makaleler IThenticate, Turnitin vb. raporlarla birlikte değerlendirilecektir)

2) Hakem Öneri Formu

3) Telif Hakları Devri Formu

4) Ön Yazı



Revizyon  Sırasında Yazar tarafından yüklenmesi gerekli dosyalar:

1) Hakemlere Cevap Formu

2) Yapılan Değişiklikleri Gösteren Makale Dosyası

3) Makalenin Son Hali


Kabul sonrası yüklenmesi gereken dosyalar

1) Makalenin basıma hazır hali (yazar bilgileri eklenmiş versiyon)

İlgili makale çalışmanın yapıldığı kurum(lar)la ilgili uygun etik kurullar tarafından onaylandığına ve deneklerin çalışmayla ilgili bilgilendirilip onay verdiğine dair bir ifade içermelidir.

Etik Kurul izni gerektiren araştırmalar aşağıdaki gibidir:

-Katılımcılardan anket, görüşme, odak grup çalışması, gözlem, deney, görüşme teknikleri kullanılarak veri toplanmasını gerektiren nitel veya nicel yaklaşımlarla yürütülen her türlü araştırma.

-İnsan ve hayvanların (materyal/veri dahil) deneysel veya diğer bilimsel amaçlarla kullanılması

-İnsanlar üzerinde klinik araştırma

-Hayvanlar üzerinde araştırma

-Kişisel verilerin korunması kanununa uygun olarak geriye dönük çalışmalar

-Başkalarına ait ölçek, anket ve fotoğrafların kullanımı için izin alınması ve sahiplerinin belirtilmesi

-Kullanılan fikir ve eserlerde telif haklarına uyulduğunun belirtilmesi

Yayın Kurulunun 5 Ekim 2022 tarihli kararına göre talep edilen ücret miktarı revize edilmiştir.

Her makale gönderimi için "500TL" makale işletim ücreti talep edilmektedir. Bu ücret, Derginin profesyonel dizgisi için kullanılır. İlgili makale işletim ücreti kabul/red şartına bakılmaksızın makale gönderim sırasında talep edilmektedir.

Ücret Ödenecek Hesap Bilgileri:

Türk Lirası Hesabı (Banka/Şube): VakıfBank, Dicle Üniversitesi Bağlı Şubesi
Hesap Adı: Dicle Universitesi Muhendislik Fakultesi Dekanlığı
Hesap No: 00158007306834414
IBAN: TR300001500158007306834414

NOT: İlgili APC ödemesi makaleniz ön değerlendirmeden geçtikten sonra Dergi sekreteryasından alacağınız ön onay mesajı sonrası yapılmaktadır.
Lütfen Editör Kurulunun yapacağı ön değerlendirme sonrası Dergipark sistemi üzerinden alacağınız mesajı bekleyiniz.

Tel: +90-412 241 10 00 (3637)

E-posta: muhendislikdergisi@dicle.edu.tr

Baş Editör

Derin Öğrenme, Nöral Ağlar, Sınıflandırma algoritmaları, Evrimsel Hesaplama

Editör Kurulu

Bulanık Hesaplama, Elektrik Mühendisliği, Elektrik Enerjisi Taşıma, Şebeke ve Sistemleri, Elektrik Enerjisi Üretimi (Yenilenebilir Kaynaklar Dahil, Fotovoltaikler Hariç), Elektrik Makineleri ve Sürücüler, Fotovoltaik Güç Sistemleri, Güç Elektroniği, Yenilenebilir Enerji Sistemleri
Mühendislik, Maden Mühendisliği, Maden Tasarımı, İşletme ve Ekonomisi, Madencilik Yöntemleri ve Maden Sistem Analizi, Üretimde Optimizasyon

Visiting Professor at Oxford University, Dr. Idris Bedirhanoglu, who holds Bachelor and MSc degrees in Civil Engineering, got his Ph.D. from Istanbul Technical University with a co-advisor from Purdue University where he did a part of his PhD. He has been a Professor of Structural Engineering at Dicle University since March 2023. He worked as a Research Scientist at the Engineering Faculty of New York University Abu Dhabi in 2018-2019. He is the author/co-author of more than 40 journals (SCI or SCIE) or international conference papers and a co-author of four book chapters. He is on the Editorial Board of M. of J. of World Architecture and Engineering News (2014-2016), and a reviewer of more than 20 journals (SCI or SCIE). He is skilled in structural analysis, particularly in evaluating existing structures and retrofitting. As well, he has provided consultancy to more than 100 industrial projects. He has served as a member of the Technical Delegation to Evaluate Objections to Risky Building Detections (Ministry of Environment and Urbanization, General Directorates for Environment and Urbanization), vice chair of the Civil Engineering Department at Dicle University (2018-2019) and chair of the structural engineering laboratory (2010-2018). His main research interests include seismic design and evaluation of RC and historical structures, retrofitting buildings with FRP composites or textile fibers, recycling concrete, nondestructive testing, fuzzy logic, and finite element analysis.

İnşaat Mühendisliği, Betonarme Yapılar, Deprem Mühendisliği, Yapı Mühendisliği
Tesisat Teknolojisi, Yenilenebilir Enerji Sistemleri, Makine Mühendisliği, Enerji Üretimi, Dönüşüm ve Depolama (Kimyasal ve Elektiksel hariç)

Teknik Editör

Dicle Üniversitesi'nden Elektrik-Elektronik Mühendisliği alanında 2017 yılında  yüksek lisans derecesini, 2023 yılında doktora derecesini aldı. 2025 yılında Wake Forest University School of Medicine Center for Artificial Intelligence Research'de PostDoc derecesi aldı. Şuan Dicle Üniversitesi'nden Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünde  Dr. Öğr. Üyesi olarak görev yapmaktadır. Araştırma ilgi alanları arasında Medikal Görüntü İşleme, Derin Öğrenme, Makine Öğrenmesi, Tıbbi Bilişim, Dijital Patoloji yer almaktadır.

Örüntü Tanıma, Makine Öğrenme, Derin Öğrenme, Biyomedikal Bilimler ve Teknolojiler, Elektrik Mühendisliği, Sinyal İşleme
DUJE tarafından yayınlanan tüm makaleler, Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Bu, orijinal eser ve kaynağın uygun şekilde belirtilmesi koşuluyla, herkesin eseri kopyalamasına, yeniden dağıtmasına, yeniden düzenlemesine, iletmesine ve uyarlamasına izin verir. 24456