Küçük hidroelektrik santral tasarımı için debi süreklilik eğrisine olasılıkçı yaklaşım
A probabilistic approach to flow duration curves for small hydropower plant design
Yazar: VOLKAN BİRİNCİ
Danışman: PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Hidroelektrik enerji üretimi iklime ve yağış-akış miktarına bağlı olarak artabilmekte veya azalabilmektedir. Bununla birlikte, bu artışın ya da azalışın yağışlı, ortalama veya kurak mevsimlerde ne kadar değişken olabileceği hidroelektrik santral tasarımı yapılırken göz önünde bulundurulmayan bir durumdur. Halbuki böyle bir yaklaşım güvenilir enerjinin öngörülmesinde oldukça önemli bir etkendir ve özel sektör bu güvenilir enerji üretimi üzerinden sekonder enerjiye göre oldukça fazla bir kar elde etmektedir. Bu yaklaşımın yapılabilmesi için ise öncelikle debi süreklilik eğrisinin iyi incelenmesi gerekmektedir.Debi süreklilik eğrisinin tanımı, kısaca özetlemek gerekirse, belirli bir istasyondaki günlük, haftalık, aylık veya başka bir zaman aralığında gözlenen akımların büyüklüğü ve frekansı arasındaki ilişkidir ve belirli bir zaman aralığı boyunca verilmiş bir akım büyüklüğünün eşit olduğu ya da aşıldığı zaman yüzdesini göstermektedir. Eldeki bir debi gidiş çizgisinden faydalanılarak debinin belirli bir değere eşit ya da ondan büyük olduğu zaman yüzdesi hesaplanıp düşey eksene debiler, yatay eksene ise zaman yüzdeleri taşınırsa debi süreklilik eğrisi elde edilir.Bu çalışmada yukarıda kısaca anlatılan tanımın dışında debi süreklilik eğrisine parametrik ve parametrik olmayan olasılıkçı yaklaşımlarda bulunularak yağışlı dönem, ortalama dönem ve kurak dönem debi süreklilik eğrileri bulunmuştur. Ayrıca kabul edilen net düşü yüksekliğine göre türbin seçimi yapılarak iki farklı olasılıkçı yaklaşımla elde edilen debi süreklilik eğrileri ile enerji üretimi yapılmıştır. Üretilen enerji miktarları ve türbin maliyetleri birbirleri ile ve tarihi debi süreklilik eğrisi ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır.

Abstract:
Hydroelectric energy production may vary depending on the climate and rainfall-runoff characteristics of the area. However, how much variance may occur during wet, average and dry seasons is generally not considered in designing hydroelectric power plants. In fact, this approach is a very important factor for prediction of the firm energy, and if a comparison is made, private sector makes much more profit by the production of the firm energy than the production of seconder energy. In order to achieve this probabilistic approach, first of all, the flow duration curve of the zone must be well examined.The flow duration curve can be described as the relation between the frequency and the magnitude of the flows which are observed daily, weekly, monthly or within any time interval at a specific flow observation station. It also expresses the equaled or exceeded time percentage of a given flow magnitude within a specific time interval. Flow duration curve can be obtained by plotting the value of time percentage of flow when it is equal to or exceeded by a specific magnitude from hydrograph to vertical axis and percentage of time to horizontal axis.In this study, apart from the description which is explained briefly above, the flow duration curves of wet, average and dry seasons are plotted by parametric and nonparametric probabilistic approaches to the flow duration curve. Also, turbine selection is made according to the net height of fall and the energy production is calculated with the flow duration curves which are obtained by two different probabilistic approaches mentioned above. The energy amounts and turbine costs, which are obtained by probabilistic approaches, are compared with each other and the energy amounts and turbine costs which are obtained by the historical flow duration curve.