İklim değişikliğinin hidroelektrik enerji santrallerinde üretilen enerji üzerine etkisi: Sakarya Havzası örneği
Effect of climate change on energy generated at hydroelectric power plant: Sakarya Basin case
Yazar: HAMZA PİR
Danışman: DOÇ. DR. GÖKMEN ÇERİBAŞI
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnsanlık tarihine bakıldığında geçmişten günümüze kadar geçen zamanda insanlığın temel ihtiyaçlarından birisi haline gelen enerji, günümüzün vazgeçilmez ihtiyaçlarından biridir. Enerji üretim kaynakları birincil ve ikincil enerji kaynakları olarak karşımıza çıkmaktadır. Birincil enerji kaynakları yenilenebilir enerji ve yenilenemeyen enerji olarak ikiye ayrılmaktadır. Yenilenemeyen enerji kaynakları, fosil yakıtlar olduğu için kısıtlı ve iklim değişimini etkileyen sera gazı salınımı yüksek kaynaklardır. Türkiye'de son yıllarda ekonomi ve nüfustaki hızlı artış enerji talebindeki güçlü büyümeyi etkilemiştir. Enerji ihtiyacını karşılamak ve iklim değişikliğini etkilememek için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına önem verilmiştir. Temiz yenilenebilir enerji kaynaklarında gelişmek için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bunlar içerisinden hidroelektrik enerji santralleri (HES) incelendiğinde temiz ve çevre dostu yenilenebilir enerji sunmakta, yurt içi harcamaları tarafından yatırımlarının %70-%80 kadarı karşılanmakta, kısa sürede devreye alınıp devreden çıkarılabilmekte ve kullanım ömrü uzun olan yapılardır. Bu avantajları ve Türkiye' bulunan su gücü potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda tercih edilebilir bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. HES'ler iklim değişikliklerinden, baraj su seviyelerine kadar birçok doğrudan ve dolaylı değişkenden etkilenmektedir. İklim değişikliği ile birlikte meydana gelen sıcaklık artışı ve yağış düşüşleri su gücü potansiyeline sahip ülkemizde HES'lerin bünyesinde üretilen enerji ve debi miktarlarını da etkilemektedir. Bu çalışmada iklim değişikliğinin HES'lerde üretilen enerji ve debi üzerine etkisini araştırmak için Sakarya Havzası incelenmiştir. Klasik ve modern analiz yöntemleri kullanılarak araştırılacaktır. Klasik yöntemlerden Mann-Kendall ve Mann-Kendall Mertebe Korelasyon yöntemleri ve modern yöntemlerden de Yenilikçi Trend Analizi (ITA) ve Üç Boyutlu Yenilikçi Trend Analizi (3D-ITA) yöntemleri kullanılacaktır. Sakarya Havzasında en uzun veri aralığına sahip olan 7 adet HES'ten aylık toplam üretilen enerji ve aylık ortalama debi verileri alınarak analizleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda klasik ve modern yöntemlerin analiz sonuçlarının birbirini desteklediği görülmüştür. İklim değişikliği nedeniyle havza genelinde enerji ve debi verilerinde Mann-Kendall ve Yenilikçi Trend Analizi yöntemlerine göre azalan trend gözlemlenirken Üç Boyutlu Yenilikçi Trend Analizi yöntemine göre kararsız trendler gözlemlenmiştir. Ancak Pamukova HES'e ait enerji ve debi verilerinde orta bölgede kararlı azalan trend görülmüştür.

Abstract:
When we look at the history of humanity, energy, which has become one of the basic needs of humanity from the past to the present, is one of the indispensable needs of today. Energy production sources appear as primary and secondary energy sources. Primary energy sources are divided into two as renewable energy and non-renewable energy. Since non-renewable energy sources are fossil fuels, they are limited and have high greenhouse gas emissions that affect climate change. The rapid increase in the economy and population in Turkey in recent years has affected the strong growth in energy demand. In order to meet the energy needs and not to affect the climate change, importance is given to the use of renewable energy sources. Various methods are used to develop in clean renewable energy sources. Among these, hydroelectric power plants (HEPPs) offer clean and environmentally friendly renewable energy, 70%-80% of their investments are covered by domestic expenditures, they can be commissioned and deactivated in a short time and they are structures with service a long life. Considering these advantages and the water power potential of Turkey, it is a preferable renewable energy source. HEPPs are affected by many direct and indirect variables, from climate changes to dam water levels. The temperature increase and precipitation decreases that occur with climate change also affect the energy and flow rates produced by HEPPs in our country, which has a water power potential. In this study, Sakarya Basin was investigated to investigate the effect of climate change on the energy and flow rate produced in HEPPs. It will be investigated using classical and modern analysis methods. Mann-Kendall and Mann-Kendall Rank Correlation methods from classical methods and Innovative Trend Analysis (ITA) and Three-Dimensional Innovative Trend Analysis (3D-ITA) methods from modern methods will be used. Monthly total energy produced and monthly average flow data were obtained from 7 HEPPs, which have the longest data range in the Sakarya Basin, and analyzed. As a result of the study, it was seen that the analysis results of classical and modern methods supported each other. While a decreasing trend was observed according to Mann-Kendall and Innovative Trend Analysis methods in the energy and flow data throughout the basin due to climate change, unstable trends were observed according to the Three-Dimensional Innovative Trend Analysis method. However, a stable decreasing trend was observed in the middle region in the energy and flow data of Pamukova HEPP.