Bahçelik barajı dipsavak su alma yapısından bırakılan suyun hidroelektrik potansiyelinin belirlenmesi
Determination of hydroelectric potential of water released from the bottom outlet of Bahcelik dam
Yazar: AHMET ÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. TEFARUK HAKTANIR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ülkemizdeki nüfus artışı ve hızlı sanayileşme enerjiye olan talebin hızla artmasına sebep olmaktadır. Bu çalışmada, öncelikle, sulama, enerji, içme suyu ve taşkın kontrolü amaçlı inşa edilmiş olan, Kayseri'nin 80 km doğusundaki Bahçelik Barajı dipsavağında oluşan yerel ve sürtünme enerji kayıpları hesaplanmıştır. En küçük debi ile en büyük debi arasında küçük artımlarda dipsavak enerji kayıpları bir bilgisayar programı yardımıyla hesaplanarak, 'toplam yük kayıpları = C•(debi)2 ' modelindeki C katsayısı belirlenmiştir. 50 yıllık gözlenmiş aylık akımlar serisi kullanılarak, işletme simülasyonu yapan bir bilgisayar programı ile mevcut dipsavak çıkışına yerleştirilecek uygun kapasitede muhtemel bir hidroelektrik santraldan (HES) üretilebilecek hidroelektrik enerji ve bunun işletme başındaki parasal kazancı hesaplanmıştır. Bu işletme modelinde giriş datası olarak, aylık dilimlerde nyıllık ölçülmüş akımlar veya türetilmiş sentetik akımlar, sulama suyu gereksinimleri, göl buharlaşma oranları, ve C katsayısı gibi bilgiler kullanılmıştır. Program, 100 adet her biri 50yıllık uzun sentetik akım serileriyle de çalıştırılarak yıllık ortalama enerji ve bunun baştaki toplam parasal getirisi hesaplanmıştır. 100 adet yıllık ortalama enerjilere ve baştaki parasal gelirlere uygun olasılık dağılımları kullanılarak geçilme olasılığı % 90 olan yıllık ortalama enerji ve baştaki parasal kazanç hesaplanmıştır. Dört adet çıkışı olan mevcut dipsavağa, her biri 1.053 MW gücünde dört adet Kaplan türbininin uygun olacağı, ortalama 6.65 MWsaat/yıl civarında enerji üretilebileceği, baştaki kazancın 4.5 Milyon $ civarında olacağı, HES'in yatırım bedeli ve işletme-bakım giderleriyle birlikte 1.1 ~ 1.3 civarında bir kazanç/maliyet oranı sağlanabileceği belirlenmiştir.

Abstract:
Population increase and a fast rate of industrialization in our country bring about a rapid escalation in demand for energy. In this study, first, the local and friction energy losses throughout the shaft spillway of Bahcelik Dam, built with the purposes of irrigation water, municipality water, energy production, and flood damage attenuation, located about 80 km east of Kayseri, are computed. Next, for all ranges of discharge from the smallest up to the greatest at small increments, the total energy losses of the shaft spillway are computed and the C coefficient of the model: 'total head losses = C∙(discharge)2 ' is determined. Using the series of 50-year-long recorded monthly flows, the hydroelectric energy to be produced by a potential, suitable-capacity hydro-power plant (HPP) to be installed at the exit of the existing shaft spillway and the present worth of energy income at the beginning of the operation period are computed with the help of a computer program. As input data for this simulation model, at monthly time steps, such data as recorded or synthetically generated stream flows, irrigation water requirements, lake evaporation rates, and the C coefficient are used. Average annual hydroelectric energy produced and the present worth of incomes are also computed using 100 segments of synthetically generated flows of 50-year length each. By fitting suitable probability distributions to 100 annual average energies and 100 present worths, the overall average annual energy and the present worth of energy income having a 90 % probability of exceedence are computed. It is determined that a Kaplan turbine of 1.053 MW power to be installed at each one of four exits of the existing shaft spillway is suitable, which will produce an energy of about 6.65 MW-hour/year, whose present worth of income will be around 4.5 Million $; and, a benefit/cost ratio of about 1.1 ~ 1.3 will result taking into account the initial cost of the prospective HPP and its operation-and-maintenance costs.