İçme suyu tesislerinden elektrik enerjisi üretimi -Trabzon örneği
Electricity energy production from drinking water facilities-Trabzon example
Yazar: SADIK DERTLİ
Danışman: PROF. DR. HALİL İBRAHİM OKUMUŞ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik santralleri = Power plants ; Elektrik üretimi = Electricity generation ; Enerji santralleri = Power plants ; Enerji üretimi = Energy generation ; Hidroelektrik = Hydroelectric ; Hidroelektrik santralleri = Hydroelectric power plants ; Hidrolik santraller = Hydraulic plants ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; İçme suyu = Drinking water ; İçme suyu tesisleri = Drinking water plants

Özet:
Bu tez çalışmasında, geniş bir uygulama alanının yanı sıra yüksek karlılık oranına sahip ve ülkemizde farklı endişelerle de pek uygulanmayan içme suyu tesislerinden elektrik enerjisi üretilmesi üzerine odaklanılmıştır. İçme suyu debileri genellikle mansab kaynaklı yüksek değişkenlik gösterdiğinden sistem tasarımlarında bu durum özellikle göz önüne alınmıştır. Santral tip ve türbin seçimlerinde gece geç saatleri ile sabah erken saatleri arasındaki birkaç katlık debi değişkenliğide dikkate alınarak tasarımlar yapılmıştır. Ayrıca Trabzon İçme suyu ve Kanalizasyon İdaresinin (TİSKİ) 2026 vizyonuna göre çalışma yapılacak tesislerden birinin ortalama debisi %.40 oranında azalacağı öngörüsü de bir santralin dizaynında dikkate alınmıştır. İdarenin en yüksek debiye sahip Esiroğlu arıtma sahasında 5 inkjete sahip Pelton tip türbinli tasarlanan sistemin seçim kriterleri ve işletme kolaylıkları üzerine araştırmalar yapılmıştır. Enerji nakil hattı hesapları ve enerji sistem tasarımları santral çalışmasa dahi sistemi etkilemeyecek şekilde dizayn edilmiş ve bilgisayar destekli hesaplamaları yapılmıştır. Sabit debili içme suyu tesisleri için çok ekonomik çözüm olan PaT sistemler üzerine de bir çalışma yapılmış ve devreye alınmıştır. Pompa türbinli ve asenkron motorlu bu sistemlerin ekonomik analizlerinin yanı sıra kimyasal etkileri de detaylı bir şekilde incelenmiştir. Aynı şekilde Esiroğlu HES'in de finansal analizi yapılmıştır. Sistemlerin otomasyon-scada sistemleri kullanılarak üretici firmaların beyan ettiği katalog verileri sahada elde edilen verilerle karşılaştırılmış, eşitlikleri çıkarılmıştır. Ayrıca türbinlerin su kalitesine etkisi analiz edilmiştir. Kullanılan suyun kimyasal analizleri detaylı bir şekilde gerçekleştirilmiş ve farklı tip türbin ve santral çeşitlerinin içme suyu kalitesine etkileri araştırılmıştır.

Abstract:
In this thesis, we are focused on generation of electricity from drinking water plants which have a high application rate as well as a wide application area and are not applied with different concerns in our country. As drinking water flows generally show high variability from downstream, this condition is particularly taken into account in system designs. In the power plant type and turbine selections, the design has been designed by considering several flow variations between late night and early morning hours. In addition, according to the 2026 vision of Trabzon Drinking Water and Sewerage Administration (TİSKİ), the prediction that the average flow rate of one of the facilities to be operated will decrease by 40%. In the Esiroğlu treatment area, which has the highest flow rate of the administration, researches were made on the selection criteria and operational facilities of the system designed with Pelton type turbine with 5 inkjet. Energy transmission line calculations and energy system designs have been designed so as not to affect the system even if the plant is not working and computer aided calculations have been made. A study was also carried out and commissioned on PaT systems, which is a very economical solution for fixed flow drinking water plants. In addition to the economic analysis of these systems with pump turbines and asynchronous motors, their chemical effects are also examined in detail. Likewise, financial analysis of Esiroğlu HES was made. The catalog data declared by the manufacturers are compared with the data obtained in the field by using the automation-scada systems of the systems. In addition, the effect of turbines on water quality was analyzed. Chemical analysis of the water used was carried out in detail and the effects of different types of turbines and power plants on drinking water quality were investigated.