Örnek Bir Hidroelektrik Santrali İçin Pompaj Depolamalı Hidroelektrik Santrali Tasarımı

Abstract

Fosil yakıtların azalması, küresel ısınma problemleri ve devamlı olarak artan enerji talebi gibi nedenlerle yenilenebilir ve temiz enerji, önemini gittikçe arttırmaktadır. Enerjinin sürekliliği için depolanabilmesi gereklidir ve bunun için uygun olabilecek çözümlerden biri pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerdir. Bu çalışmada Birleşik PDHES modeline uygun bir tasarım çalışması yapılmıştır. Çalışmanın ana amacı PDHES sayesinde üretilen gücün depolanarak puant talep zaman aralıklarına kaydırılması ve şebekeye dâhil etmektir. Diğer bir amaç, hızlı devreye alınabilmesiyle yan hizmetler temininde şebekenin ihtiyaç duyduğu gücü sağlamasıdır. Bu amaç doğrultusunda 372 m kotunda 5.000.000 m3 hacimli Üst Rezervuar, 400 m uzunluğunda, 9 m çapında beton kaplamalı 1 adet enerji tüneli, 500 m uzunluğunda ve 9 m çapında 1 adet kuyruk suyu tüneli, -10m kotunda 1 adet santral binası, Santral binası içinde 4 adet türbin ve alt rezervuar olarak da Oymapınar HES Rezervuarının kullanılması planlanarak 476 MW’lık bir PDHES tasarımı yapılmıştır. Sonuçta enerji üretimi için Piyasa Takas Fiyatının (PTF) nispeten yüksek olduğu 17:00-23:00 saatleri arasındaki 7 saat seçilmiştir. Pompalama işleminde tüketilecek enerjinin 1.686,30 GWh/yıl ve tüketim bedelinin 123.744.420 $, Türbin modunda üretilecek enerjinin 1.216,18 GWh/yıl ve üretim bedelinin 239.222.606 $ olarak bulunmuş olup, projenin rantabilite oranının 3,20 olduğu görülmüştür.

Keywords

• pdhes
• tasarım
• hes

References

1. Referans1 T. Kousksou ve P. Bruel, «Energy Storage: Applications and Challenges,» Solar Energy Materials & Solar Cells., 2013.
2. Referans2 P. Brown, J. Lopes ve M. Matos, «Optimization of Pumped Storage Capacity in an Isolated Power System with Large Renewable Penetration,» , 2008.
3. Referans3 E. A. Ingram, «Pumped Storage Development Activity Snapshots.,» %1 içinde Pumped Storage Development Activity Snapshots., 2009, pp. 12-25.
4. Referans4 P. Kanakasabapathy, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, p. 45(1):187–193, 2013.
5. Referans5 W. Sue, «Application of Pumped Hydroelectric Energy Storage for Photovoltaic based Rural Electrification,» 2018.
6. Referans6 V. Gabriel , S. S. Jones..., «A Hydro PV Hybrid System for the Laranjeiras Dam Operating with Storage Capacity in the Water Reservoir,» 2019.
7. Referans7 A. Harby, J. Sauterleute, M. Korpås , A. Killingtveit ve E. Solvang , «Pumped Storage Hydropower,» 2013.
8. Referans8 S. Swarup ve P. Kanakasabapathy , «Bidding strategy for pumped-storage plant in pool-based electricity market,» 2009.

9. Referans9 E. Ayder, «PDHES Teknik Rapor,» Mart 2015.
10. Referans10 M. Mazman, C. Kaymaz, D. Uzun, E. Biçer ve A. Yıldız, “Yenilenebilir Enerji İçin Elektrik Enerjisi Depolama Teknolojileri,” Solar Future 2010 Bildiriler Kitabı, 2010.
11. Referans11 A. Botterud , V. Koritarov ve T. Levin, «Pumped Storage Hydropower: Benefits for Grid Reliability and Integration of Variable Renewable Energy,» 2014.
12. Referans12 V. J. Zipparro ve H. Hasen, Davis’ Handbook of Applied Hydraulics, (4 ed.). New York: McGraw Hill., 1993.
13. Referans13 H. GÖKTAŞ, Türkiye İçin Pompaj Depolamalı Hidroelektrik Santrallerin Önemi ve Durum Analizi, 2018.
14. Referans14 M. A. Tilahun, «Feasibility Study of Pumped Storage System for Application in Amhara Region, Etiopia (Master's Thesis).,» 2009.
15. Referans15 «https://www.energy.gov/eere/water/pumped-storage-hydropower.,» 2019. [Çevrimiçi].
16. Referans16 D. K. Onyekpe, «“World-Energy-Resources_Report_2016.pdf”,» 2016. [Çevrimiçi].
17. Referans17 «https://www.hydropower.org/2016-hydropower-status-report.,» 2016. [Çevrimiçi].
18. Referans18 T. Forcey, «Pumped Hydro Energy Storage.Australian energy storage conference & exhibition,» p. 31, 2014.
19. Referans19 «https://www.energy.gov/eere/water/pumped-storage-hydropower.,» [Çevrimiçi].
20. Referans20 «http://www.yegm.gov.tr/duyurular_haberler/phes_calistay.aspx.,» [Çevrimiçi].
21. Referans21 M. Vural, Pompaj Depolamalı Hidroelektrik Santrallerin Gelişimi Ve Türkiye İncelemesi, 2017.
22. Referans22 EPDK, « Elektrik Piyasası Raporu,» 2018.
23. Referans23 «https://rapor.epias.com.tr/rapor/xhtml/dgpGunlukRapor.xhtml,» 2019. [Çevrimiçi].
24. Referans24 « 2018 BP Energy Outlook, » 2018 .
25. Referans25 «http://open_jicareport.jica.go.jp/pdf/12019790.pdf,» 2019. [Çevrimiçi].
26. Referans26 «https://www.teias.gov.tr/tr/yayinlar-raporlar/piyasa-raporlari,» [Çevrimiçi].
27. Referans28 «ENTSO-E Avrupa’da İletim Tarifelerine Genel Bakış: Sentez,» 2014.
28. Referans29 «EPRI.,» %1 içinde Quantifying the Value of Hydropower in the Electric Grid: Final Report. Electric Power Research Institute., 2013.
29. Referans30 «Gökçekaya Pompajlı HES ilk etüt raporu, Elektrik Đsleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü,» 2010-06.
30. Referans31 Ü. Öziş ve H. Yanar, «Oymapınar Barajı ve Hidroelektrik Santralı,» 1984.
31. Referans32 Ü. Öziş, «Pompajlı Hidroelektrik Depolamalı Santalleri Raporu, Ankara,Bildiriler Kitabı,» 1968.
32. Referans33 M. Naciri, M. Aggour ve W. A. Ahmed, «Wind energy storage by pumped hydro station,» 2017.
33. Referans34 J. G. Levine, «Pumped hydroelectric energy storage and spatial diversity of wind resources as methods of improving utilization of renewable energy sources,», 2007.
34. Referans35 O. Koskinen ve C. Breyer, «Energy Storage in Global and Transcontinental Energy Scenarios» 2016, pp. 99, 53-63. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.10.097.
35. Referans36 «http://www.dsi.gov.tr/docs/hizmet-alanlari/enerji.pdf,» 2020. [Çevrimiçi].
36. Referans37 «https://www.enerji.gov.tr/tr-TR/EIGM-Raporlari,» 2019. [Çevrimiçi].