Sulama barajlarının dip savaklarına hidroelektrik santral ilavesi olanaklarının araştırılması
Investigation of the possibilities of adapting a hydropower plant to the shaft spillway of the irrigation dams
Yazar: MURAT ÇOBANER
Danışman: PROF. DR. TEFARUK HAKTANIR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2003
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
SULAMA BARAJLARININ DIP SAVAKLARINA HİDROELEKTRİK SANTRAL İLAVESİ OLANAKLARININ ARAŞTIRILMASI ÖZET Son zamanlardaki enerji bedelindeki önemli artışlardan dolayı, var olan bir sulama barajının dip savağının sonuna uygun kapasitede bir hidroelektrik santral eklenmesi ekonomik yapılabilirlik kazanabilir. Bu çalışmada öncelikle, herhangi bir baraj dip savağında oluşan yersel ve sürtünme kayıplarını en küçük debiden başlayıp küçük aralıklarla artarak en büyük debiye kadar gerçekçi olarak hesaplayan genel amaçlı bir bilgisayar programı geliştirmiştir. Programın çıkış dosyasındaki veriler, Toplam Yük Kayıpları = CQ2 modelindeki C katsayısının belirlenmesini sağlamaktadır. Daha sonra, muhtemel bir hidroelektrik santral ilavesi ile barajdan üretilebilecek hidroelektrik enerjiyi ve baştaki parasal kazancı hesaplayan genel amaçlı bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Bu işletme modelinde giriş datası olarak n-yıllık ölçülmüş tarihi aylık akımlar veya türetilmiş sentetik aylık akımlar, barajın bulunduğu bölgeye göre oluşturulmuş sulama suyu gereksinimleri, aylık buharlaşma oranları, türbin çalışma oranları ve C katsayısı gibi bilgiler kullanılmaktadır. Çalışmada, bu işletme modeli ardışık 100 adet 35 'er yıllık uzun sentetik akım serileriyle çalıştırılmaktadır. Yıllık ortalama enerji ve baştaki toplam parasal geliri seçilmiş ıskonto oranına göre hesaplanmaktadır. Geçilme olasılığı %99 olan, 100 adet yıllık ortalama enerjilere ve baştaki parasal gelirlere uygun olasılık yoğunluk fonksiyonu seçilmektedir. Bu model Türkiye'den rasgele seçilmiş sulama amaçlı hizmet veren 10 adet baraj üzerinde uygulanmış, elde edilen bulgulardan, ortalama yıllık hidroelektrik enerjiyi brüt düşünün ve yıllık sulama suyu miktarının fonksiyonu olarak hesaplayan anlamlı bir regresyon denklemi geliştirilmiştir. Bu denklem, herhangi bir sulama barajı için detaylı simülasyon çalışmalarına gerek bırakmaksızın hidroelektrik enerji potansiyelini talimin edilebildiğinden dolayı, ön fizibilite çalışmalarında kullanılabilir. Anahtar Kelimeler: Baraj işletmesi simülasyonu, hidroelektrik enerji, HES.

Abstract:
VI INVESTIGATION OF THE POSSIBILITIES OF ADAPTING A HYDROPOWER PLANT TO THE SHAFT SPILLWAY OF THE IRRIGATION DAMS ABSTRACT Because the cost of energy has risen considerably in the recent decades, addition of a suitable capacity hydropower plant (HPP) to the end of the shaft spillway of an existing irrigation dam may become economically feasible. In this study, first, a general-purpose computer program to realistically calculate all the local, friclional, and total losses throughout any shaft spillway for many discharges from the minimum to the maximum at small increments is coded, whose outcome enables determination of the overall C coefficient of the model: Total Head Loss.= C. Q2. Next, a general-purpose computer program to determine the hydroelectric energy produced and the present worth of its monetary gains by a prospective HPP is coded. Either n-year recorded historical monthly inflows or long synthetically generated monthly inflows, monthly irrigation water requirements established for the region served by the existing dam, monthly evaporation rates, turbine running time ratios, and the C coefficient are the input data of the developed program. Here in, this operation model is run with non-overlapping 100 number of 35-year-long series of the long synthetic flows. The annual average energy and the present worth of total energy income over the chosen economic life by the chosen discount ratio are computed. By fitting a suitable probability distribution to the 100 number of the annual average energies, and present worths of energy incomes, both these quantities are determined with a 99 % exceedence probability. This model has been applied to 10 randomly chosen dams in Turkey serving irrigation purpose only, and using the results obtained a statistically-significant regression equation is determined to compute the average annual energy as a function of gross head available and the annual volume of irrigation water. With the help of the proposed equation, the energy potential of any irrigation dam can be predicted in a plausible way, without going through detailed simulation computations, which would be useful at least for the reconnaissance studies. Key words: Reservoir operation simulation, hydropower, HEPP.