Güneş enerji santraliyle entegre edilmiş yüksek düşülü bir hidroelektrik santralin enerji ve ekserji analizi

Konvansiyonel enerji kaynaklarının sınırlı olması ve hızla tükenmeye başlaması, günümüzde ve gelecekte de artacak olan enerji ihtiyacı ülkeleri yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına ait verimliliklerin arttırılabilmesi ve kayıpların tespit edilebilmesi için termodinamik analizlerin yapılması gerekmektedir bu kapsamda Türkiye'nin ilk birleşik yenilenebilir elektrik üretim tesisi olan Aşağı Kaleköy Barajı analiz edilmiştir. Aşağı Kaleköy Barajı Hidroelektrik Santral (HES) ve Güneş Enerji Santralinden (GES) meydana gelmekte olup tesislerin termodinamik değerlendirmesi yapılmıştır. Aşağı Kaleköy Barajı HES ve GES tesislerinin termodinamik değerlendirmesi kapsamında ise enerji, ekserji ve sürdürülebilirlik analizleri ele alınmış olup santrallerin enerji ve ekserji verimlilikleri, sistemde meydana gelen kayıpların dağılımı ve sürdürülebilirlik indeksleri gibi parametreler hesaplanmıştır. GES'deki ekserji kayıplarının fotovoltaik panellerde, DC ve AC kablolarında, inverterlerde ve trafoda meydana geldiği tespit edilmiştir. HES'deki ekserji kayıplarının cebri borularda, Francis türbinlerde, jeneratörlerde, trafolarda ve şalt sahasında meydana geldiği tespit edilmiştir. Güneş enerji santrali için PVsyst simülasyon programı ve hidroelektrik santrali için teorik hesaplama yapılmıştır. Sonuç olarak güneş enerji santralinin yıllık ortalama enerji verimi % 17,9 santralin yıllık ortalama ekserji verimi % 13 ve santralin sürdürülebilirlik indekside yıllık ortalama 1,15 olarak bulunmuştur. GES'deki ekipmanlarda oluşan ekserji kaybı en fazla fotovoltaik panellerde gerçekleşmiştir, panellerde meydana gelen ekserji kaybı da en fazla ışınımın elektriğe dönüşmesiyle oluşan ekserji kaybı olduğu tespit edilmiştir. Hidroelektrik santralin verimliliği % 90 santralin yıllık ortalama ekserji verimi % 91ve santralin ekserji sürdürülebilirlik indekside yıllık ortalama 9,3 olarak bulunmuştur. HES'deki ekipmanlarda oluşan ekserji kaybı en fazla Francis türbinlerde gerçekleşmiştir. Aşağı Kaleköy Barajının çevreyle uyumlu, yeşil ve sürdürülebilir bir enerji tesisi olduğu ortaya konmuştur.