Soğuk iklim kuşağında bulunan bir askeri tesisin enerji ihtiyacının yenilenebilir enerji kaynakları ile sağlanmasının tekno-ekonomik analizi
Meeting the energy needs of a military facility located in a cold climate zone with renewable energy resources
Yazar: ÖMER FİKRET YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. ABDULLAH KAPICIOĞLU
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Sanayi Teknoloji ve Stratejileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Son yıllarda dünya genelinde savunma sanayisine yapılan yatırımlarla beraber sektörün gelişimi hız kazanmıştır. Türkiye'de savunma sanayi alanında bir ivme yakalayarak yaptığı yatırımlarla gelecekte önemli bir yere sahip olmayı hedeflemektedir. Diğer taraftan Türkiye'nin içinde bulunduğu coğrafya birçok farklı etkene bağlı olarak, bağımsız ve güçlü bir savunma sanayine sahip olmayı zorunlu kılmaktadır. Yaşanan gelişimin bir sonucu olarak savunma sanayinde enerji kullanımı da oldukça önemli bir konu haline gelmiştir. İhtiyaç duyulan enerjinin büyük bir çoğunluğu fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Fakat fosil yakıtların çevresel etkilerinin yanında uzak olmayan bir gelecekte tükeneceği öngörüsü yenilenebilir enerji çalışmalarının yaygınlaşmasına neden olmuştur. Burada yenilenebilir enerjinin savunma sanayiine entegrasyonu yeni bir yaklaşım olarak benimsenebilir. 
Bu çalışma, günümüzde ve gelecekte önemli bir yere sahip olan yenilenebilir enerjinin, Türk Silahlı Kuvvetleri'nde (TSK) verimli bir şekilde kullanılabilirliği araştırılmış ve Kara Kuvvetleri bünyesindeki pilot bir bölge belirlenerek ısınma, aydınlanma ve diğer enerji ihtiyaçlarının karşılanabilirliği incelenmiştir. Sivas'ta mevcut askeri bir kışla içerisinde ısınma, mutfak, kantin ve ulaştırma gibi muharebe hizmet desteği alanlarında (yüksek enerji ihtiyacı olan alanlar) ihtiyaç duyulan enerjinin yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak karşılanabilirliği mevcut tüketim değerleri referans alınarak belirlenmiştir.  İhtiyaç duyulan enerji, yıllık olarak belirlenerek HOMER (NREL, US) programı simüle edilmiş ve her bir konfigürasyon için tekno-ekonomik parametreler ile hesaplanmıştır. Programa teknoloji opsiyonları, bileşen maliyetleri ve kaynak uygunluğu verileri girdi olarak verilip, farklı sistem konfigürasyonları için net maliyete göre uygulanabilir sistem kombinasyonları oluşturulmuştur.  Simülasyon sonuçlarıyla sistem dönüşümünün geri ödeme süresi, yenilenebilir enerji penetrasyonu, enerji birim maliyetleri belirlenmiş ve emisyon değerleri hesaplanmıştır. Farklı senaryolar ile simülasyonu gerçekleştirilen hibrit güç enerji üretim sisteminin analiz sonucunda PV panelleri, rüzgâr türbini, batarya ve jeneratör kullanılarak sistemin optimum sonucu elde edilmiştir.  İki adet rüzgâr türbini, 110 kW PV panelleri, 110 kW jeneratör, 424 adet batarya grubu ve 52 kW dönüştürücü kullanılarak kurulumu gerçekleştirilen simülasyon sonucunda LCOE maliyeti $0.0973, NPC maliyeti $486.437, işletme ve bakım maliyeti $12.781 olarak hesaplanmıştır. Bu sistemin yenilenebilir enerji penetrasyonu %99.6 olduğu sonuçlandırılmıştır.

Abstract:
In recent years, the sector's development has accelerated with the investments made in the defense industry worldwide. Türkiye aims to have an essential place in the future with its investments in the defense industry. On the other hand, the geography in which Türkiye is located makes it necessary to have an independent and robust defense industry depending on many different factors. As a result of this development, energy use in the defense industry has become a critical issue. The majority of the energy needed is met from fossil fuels. However, in addition to the environmental impacts of fossil fuels, the prediction that fossil fuels will run out in the not-too-distant future has led to the widespread use of renewable energy. Here, integrating renewable energy into the defense industry can be adopted as a new approach. 
This study, which holds significant implications for the Turkish Armed Forces (TAF), delves into the efficient utilization of renewable energy, a crucial aspect of the present and future. It specifically examines the feasibility of meeting heating, lighting, and other energy needs by identifying a pilot region within the Land Forces. 
The feasibility of meeting the energy needed in combat service support areas (areas with high energy needs) such as heating, kitchen, canteen, and transportation in an existing military barracks in Sivas has been determined by using renewable energy sources concerning current consumption values.
 The required energy was determined annually, simulated with the HOMER program (NREL, US), and calculated with techno-economic parameters for each configuration. Technology options, component costs, and resource availability data are given as inputs to the program, and feasible system combinations are created according to the net cost for different system configurations. With the simulation results, the payback period of the system transformation, renewable energy penetration, and energy unit costs were determined, and emission values were calculated. As a result of the analysis of the hybrid power generation system simulated with different scenarios, the system's optimum result was obtained using PV panels, wind turbines, batteries, and generators. As a result of the simulation using two wind turbines, 110 kW PV panels, 110 kW generator, 424 battery packs, and 52 kW converter, LCOE cost was calculated as $0.0973, NPC cost as $486.437, and operation and maintenance cost as $12.781. It is concluded that the renewable energy penetration of this system is 99.6%.