Cibuti'nin kırsal alanları için fotovoltaik ve rüzgâr ters-osmoz su arıtma sistemlerinin karşılaştırmalı teknik ve ekonomik fizibilite analizi
Techno-economic assessment of photovoltaic and wind powered reverse-osmosis water desalination system for rural areas in Djibouti: Comparative analysis
Yazar: ALI GADITO MOHAMED
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AHMET ERYAŞAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Cibuti'de kırsal bölgelerin sahil aküferinin kötüye kullanımı, sudaki tuz oranında sürekli dalgalanma ihlaline sebebiyet vermiştir. Geniş yenilenebilir enerji kaynağı yelpazesine rağmen, ülke elektrik ihraç etmek için büyük meblağlar harcamaktadır. Ekonomik gelişme nedeniyle ülke sürekli olarak enerji kıtlığıyla karşı karşıyadır. Bu, üretim sektöründeki yabancı yatırımların ve enerji teşvik süreci olarak da bilinen su tuzsuzlaştırma sürecinin önündeki temel engeldir. Bu nedenle, bu tez ilk olarak Cibuti'nin kırsal bölgelerinde yer alan üç kuyunun fotovoltaik ters ozmos tuzsuzlaştırma sisteminin mühendislik uygulanabilirliği incelenmiştir. Nitekim, sistemin boyutu, TO güç ihtiyacı ve bunun yanı sıra sistemi çalıştıracak enerji tahmin edildi. Ayrıca, belirli kuyu sularının maliyetinin mali analizi, Bilton ve Helal'ın modelleri kullanılarak tahmin edilmiştir. Buna ek olarak, maliyet etkisi, elde edilen sonuçlar ve Jones'un metodolojisi kullanılarak bulunan sonuçlar karşılaştırılarak incelenmiştir. İkinci olarak, bu çalışma, ters ozmos sistemini güçlendirmek için üç farklı enerji teknolojisini (FV, Rüzgâr ve Dizel) göz önünde bulundurarak tekno-ekonomik fizibilite karşılaştırmalı bir analiz gerçekleştirdi. Çalışma, son olarak küçük ölçekli uygun bir enerji santrali için gerekli alanı ve ilgili maliyeti tahmin etmiştir.  Tahmin edilen sonuçlar, FV elektrik üretim sisteminin, seçilen bölgelerin ters ozmos tuzsuzlaştırma sistemlerine güç vermek için ihtiyaç duyduğu elektrik ihtiyacını karşılama potansiyeline sahip olduğunu açıkça göstermektedir. Ayrıca, FV ve rüzgâr enerjisini kullanan tahmini spesifik su maliyeti literatür sonuçlarına da uymaktadır. Ancak sonuçlar, tuzsuzlaştırma sistemine güç veren FV, dizel jeneratör ve rüzgâr enerjisi pompasının maddi açıdan kıyaslanabilir olduğunu göstermekterdir. Fakat dizel yakıtın düşük maliyeti ve düşük 
başlangıç sermayesi maliyetine rağmen öngörülen karbondioksit salınımı çevreye zararlı olmaya devam etmektedir. FV ve rüzgâr teknolojilerinin sunduğu diğer avantajlar dışında, bu teknolojiler Cibuti'deki su arıtma ve pompalama sistemlerine oldukça rekabetçi teknik ve ekonomik uygulamalar da sunmaktadır.

Abstract:
The over exploitation of Djibouti's rural areas coastal aquifer has facilitated the intrusion of a progressive fluctuation of water salinity. Despite the wide range of renewable energy sources, the country spends a huge sum of money to import electricity. With the economy development the country faces regularly energy shortage. This is a major barrier to foreign investments in manufacturing sector and water desalination process which is known to be an energy incentive process. Therefore, this thesis firstly assessed the engineering feasibility of the photovoltaic reverse-osmosis desalination system for three wells in Djibouti's rural areas.  Thus, the system sizes, RO power requirement, as well as the required energy to run the system have been estimated. Furthermore, the financial analysis of the specific well water cost has been estimated using Bilton and Helal's models. In addition, the cost impact has been studied by comparing the obtained results with the one found using Jones's methodology. Secondly, the study carried out a techno-economic comparative analysis considering three different energy technologies to power reverse osmosis system; PV, Wind and Diesel. Finally, the study has also estimated the required area and associated cost with a forecasting construction of a small-scale suitable power plant.  The estimated results clearly demonstrate that the solar PV electricity generation system have the potential to meet the selected areas electricity needs for powering reverse osmosis desalination system. Furthermore, the estimated specific water cost using PV and Wind energy was fitting with the literature results. However, the results showed that the PV, Diesel generator and wind power pumping for powering the desalination system are comparable in cost. However, despite of the lowest cost of the diesel fuel and its lower initial capital cost, the projected carbon dioxide emission remains harmful to the environment. Apart from many other advantages PV and Wind technologies offers, these technologies offer a very competitive technical and economical application in water distillation and pumping system in Djibouti.