Site selection technique for wind turbine power plants utilizing geographical information systems and analytical hierarchy process

Dünya çapındaki popülasyon artışı sebebiyle enerji kullanımı giderek artmaktadır. Gezegenin maruz kaldığı antropojenik etki, sera gazı emisyonunun da etkisiyle küresel ısınmaya yol açmaktadır. Japonya'da 1998 yılında kabul edilen ve 2005 yılında uygulanmaya başlanan Kyoto Protokolü taraf devletleri sera gazı emisyonunu azaltmaya zorlamıştır. Bunu takiben, yeterli miktarda kaynak sağlamak için yeşil enerji sektöründe gelişme kaydedilmesi gerekmektedir. Aynı zamanda, azami enerji kazanımı elde etmek için yeşil enerji santrallerinin ve diğer sürdürülebilir projelerin inşaat alanlarının çok dikkatli seçilmesi gerekmektedir. Bu nedenle söz konusu yeşil enerji endüstrilerinde oluşturulacak bilimsel temel ve araştırmalar en tarafsız yaklaşımı elde etmek için gereklidir. Çalışmanın amacı, rüzgar türbinli elektrik santralleri için Coğrafi Bilgi Sistemi ve Analitik Hiyerarşi Yöntemi kullanan bir yer seçim yöntemi geliştirmektir. Çalışma daha sonra, geliştirilen genel yaklaşımı kullanarak, Kuzey Kazakistan'daki Akmola bölgesine odaklanmakta ve alan için ulaşılabilir olan CBS veri katmanlarını kullanan modelin uygulanabilirliğini araştırmaktadır. İlk bölümlerde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının önemi ele alınmaktadır, bunu da Kazakistandaki yenilenebilir enerji kaynakları ve bu çalışmaya uygun olarak araştırma yaklaşımı takip etmektedir. Genel olarak, Kazakistan'da elektrik üretimi daha çök doğal kömürün dev reservelerine dayanılır. Bu doğal kaynaklar genellikle Kazakistan'ın Orta bölgeleri, Karagandı ve Ekibastuz gibi şehirler etrafında bulunıyor. Ancak, büyük miktarlarıyla kömürden üretilen elektrik havanın yoğun kirlenmesine yol açar. Bu nedenle fabrikalarla çevrili bölgede insanların sağlık durumu bozulur. Bu hastanelerin tedavi için yıllık giderlerinin mali yükünü artırmıştır. Bu tez çalışmasında açıklanan metadolojinin adaptasyonu Küzey Kazakistan'da bulunan Akmola bölgesinin seçilmesi için çeşitli nedenleri var. Birincisi, bölge rüzgar enerjisi potansiyeli açısından daha önce değerlendirilmiş olan bölgelerden biridir. İkincisi, Yereymentau Rüzgar Türbinli Santral projesi bölgede son zamanlarda çalışmaya başlatıldı. Bu nedenle, çalışmanın sonuçlarını ve şu an işleyen santrali karşılaştırmayı daha uygun bir şekilde ypıldı. Yenilenebilen enerji kaynaklarına adanmış olan Astana EXPO- 2017 dünya sergisi aynı bölgede bulunan başketintte düzenlenecektir. Sonraki bölümlerde kısaca rüzgar enerjisi, rüzgar türbinli elektrik santrallerinin nasıl çalıştığı ve dünyada genel olarak hangi tipte rüzgar türbinlerinin kullanıldığı açıklanmaktadır. İnsanlar tarafından rüzgar enerjisini yüzyıllar önce kullanmaya başlamıştılar. Birçok arkeolojik delilleri rüzgar enerjisini farklı şekillerde ve çeşitli amaçlarla kullanılabildiklerini gösteriyorlar. Yel değirmenlerinin ilk prototipleri genelde ahşaptan inşa ettiğine, su pompalama ve tahıl öğütme için kullanılıyormış olmasına rağmen, insanlar elektrik tüketimi için rüzgarı kullanmaya başlamadan önce binlerce yıl geçmişştir. 3. bölümünde rüzgar türbinlerinin elektrik üretim için çalışma prenseplerini, bir türbinin bileşenlerini açıklayarak, büyük bir rüzgar elektrik santralline nasıl toplandığını incelenir. 4. bölümünde rüzgar türbinli elektrik santraller için yer seçim kriterlerini anlatarak, yer değerlendirilmesi hakkında ayrıntılar verilir. Literatür analize göre alt kriteriler ana kriterler altında gruplandırıldı. Buna ek olarak rüzgar santraliler için daha önce yapılan yer seçimi hakkında çalışmalarından ödenekler ve kabuller özetlenmiştir. Daha sonra tezde kullanılacak analiz tiplerinin belirlenmesi ile Coğrafi Bilgi Sistemi tanıtılmaktadır, aynı zamanda analiz dizisi de sunulmaktadır. Bu tez çalışmasında tüm analizleri yapmak için ArcGIS 10.2 yazılımı kullanılmıştır. Benzer yöntemleri göstererek CBS'yla yer seçim teknniklerini anlatarak farklı çalışmaların örnekleri sunulmuştur. Ayrıca AHY yöntemi çalışma alanında pratik uygulamalara odaklanarak ele alınmaktadır. Gerekli ağırlıkları almak ve AHP analizi ArcGIS 10.2 yazılımıyla son değerlendirme yapmak için 4 uzman ile görüşme yapılmıştır. İki uzman rüzgar enerjisi alanında çalışan araştırmacıları ve rüzgar türbini endüstrisinde çalışan uzmanları sorgulayarak, ve onların ceveplarına göre tüm kriterleri arasında ikili karşılaştırma yapıldı. Son bölümde her iki tekniğin, CBS ve AHY, uygulanması ile elde edilen veri ve sonuçlar sunulmaktadır. Tez, genel alan seçimi yönteminin önerilmesi ve Kazakistan'ın Akmola Bölgesindeki doğrulama amaçlı uygulaması ile sonuçlandırılmaktadır. Sonuç bölümü işin sonunda elde edilen sonuçlarını özetlemektedir ve konunun daha geliştirilmesi için birkaç yol göstermektedir. Veri seti biraz daralmış olmasına rağmen, önerilen yöntemi ve sonuçlarının elde edilmesi genel gelişiminden engel olmadığını gösterilmemiş.