Türkiye'nin güneş enerjisi potansiyelinin farklı koşullar altında modellenmesi

Nüfus artışı ve buna bağlı tüketim artışının sanayileşmeyi arttırması enerji talebinin sürekli bir artış göstermesine neden olmaktadır. Artan bu enerji talebini karşılamada fosil esaslı enerji kaynakları (petrol, kömür, doğalgaz) birincil kaynak olarak kullanılmaktadır. Fosil temelli kaynakların enerjiye dönüştürülmesi sürecinde çevreye saldıkları karbondioksit ve diğer zararlar atmosferde birikerek sera etkisine neden olmaktadır. Sera etkisi küresel ısınmaya ve iklim değişikliklerine neden olarak küresel boyutta çevresel, ekonomik ve sosyal sorunların ortaya çıkmasına neden olur. Fosil esaslı enerji kaynaklarının neden olduğu bu problemler bilinmesine rağmen sahip olduğu fiyat avantajı ve yaygın teknoloji uyumluluğu kullanımını engelleyememektedir. Bu durum çevreye duyarlı ve devletler tarafından desteklenen yenilenebilir enerji kaynaklarına (hidro, rüzgar, güneş, gelgit, jeotermal, biyokütle) yönelinmesini sağlamıştır. Yenilenebilir enerji doğanın varlığı içinde yer alan enerji sirkülasyonunun kullanılabilir enerjiye dönüştürülmesi ile elde edilir. Bu enerji kaynaklarının sürekliliğinin olması ve kendilerini tekrarlamadıkları için bu adla çağrılırlar. Güneş yeryüzünde varolan enerjilerin esas kaynağı (nükleer, gelgit, jeotermal hariç) olmakla beraber doğrudan ısı, ışık ve elektrik elde edilmesinde de kullanılmaktadır. Güneş enerjisinden basit (güneş fırınları, pasif aydınlatma/ısınma) ve yüksek teknolojik (fotovoltaik, yoğunlaştırılmış güneş santralleri) yöntemler kullanılarak faydalanılır. Güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesi sürecinde yer alan yüksek teknolojiye sahip ekipman ve bu ekipmanların kurulum maliyetlerinin yüksek olması güneş enerji santrallerinin devlet desteği ile doğru yer ve zamanda kurulma önemini doğurmuştur. Tez çalışmasında, güneş enerjisi sistemlerinin kurulumunda etkili olan faktörler literatür taraması ve uzman görüşleri ile belirlenerek aralarındaki nedensel ilişki tanımlanmıştır. Türkiye'deki akademik ve enerji sektöründen seçilen uzmanların bilgi ve tecrübelerine dayalı olarak değerlendirmeler dilsel olarak toplanmıştır. Türkiye koşulları ve küresel vizyon çerçevesinde yapılan dilsel değerlendirmelerdeki kararsızlık ve belirsizlikleri hesaplamalara dahil etmek için bulanık mantığa başvurulmuştur. Faktörler arasındaki nedensel ilişkilerin uzun dönem davranış ve durağan durum değerlerinin gözlenmesi için bilişsel haritalar kullanılmıştır. Çalışmamızda takip edilen basamaklar yayın akışına göre şu şekilde tanımlanabilir: yenilenebilir enerji sistemlerinin kararsız bulanık bilişsel harita ile modellenmesi, güneş enerjisi sistemlerinin bulanık bilişsel harita ile modellenmesi, güneş enerjisi üretim kapasitesinin kararsız bulanık bilişsel haritalar ile modellenmesi, güneş enerjisi fiyatlandırma sürecinin kararsız bulanık bilişsel harita ile analiz edilmesi ve güneş enerjisi tesisinin kurulumunun Pisagor bulanık mühendislik ekonomisi ile analiz edilmesi. Çalışmamız genelden özele doğru hareket ederek yenilenebilir enerji analizinden güneş enerjisi tesisinin kurulumunun ekonomik uygunluğunun ve diğer enerji sistemleri ile karşılaştırılmasına indirgenmiştir. Tez çalışmasında gerçekleştirilen çalışmalar ve elde edilen sonuçlar yayın sırasına göre özetlenmektedir. "Kararsız Bulanık Bilişsel Harita ile Yenilenebilir Enerji Kullanımının Modellenmesi" adlı yayında yenilenebilir enerji kaynakları incelenmiş ve rüzgar ve güneş enerjisi üretimini etkileyen dinamik faktörler tanımlanmıştır. Faktörler arasındaki nedensel ilişkiler uzmanlar tarafından dilsel olarak değerlendirilir ve Kararsız Bulanık Bilişsel Harita altında dilsel değerlendirmeler modellenir. Faktörlerin uzun dönemli etkileşimleri ve denge durum değerleri, faktörlerin farklı başlangıç durum senaryolarında gözlenir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, yenilenebilir enerji üretimini etkileyen faktörlerin belirlenmesini ve birbirleriyle etkileşimlerinin tanımlanmasını sağlar. Ayrıca, bu çalışmada güneş enerjisi üretimini etkileyen faktörler tanıtılmış ve çalışmalar için bulanık bilişsel harita tabanlı kararsız bulanık bilişsel harita modelinin geçerliliği doğrulanmıştır. "Bulanık Bilişsel Haritalarla Güneş Enerjisi Kullanımının Modellenmesi" adlı yayın, bulanık bilişsel harita temelinde güneş enerjisi üretim kapasitesinin modellenmesi ile ilgilidir. Bu çalışma, güneş enerjisinin üretimine odaklanmakta ve faktörler, önceki çalışmalardan elde edilen bulgulara göre tanımlanmaktadır. Model faktörler arasındaki nedensel ilişkiler, uzmanlar tarafından bilgi ve deneyimlerine göre dilsel olarak tanımlanır. Güneş enerjisi üretimini etkileyen faktörlerin etkileşimleri ve uzun dönem davranışları, başlangıç durum senaryoları altında bulanık bilişsel harita modeli ile gözlemlenmektedir. Güneş enerjisi üretimini etkileyen faktörler arasındaki nedensel ilişkilerin değerlendirme sürecinde karşılaşılan tanımlayıcı ve dilsel belirsizliklerin daha doğru bir şekilde birleştirilmesi için "Kararsız Bulanık Bilişsel Haritaları Kullanarak Güneş Enerjisi Üretim Kapasitesinin Analizi" çalışması gerçekleşmiştir. Bu çalışmada kullanılan faktörler, önceki çalışmada belirlenen faktörlere göre tanımlanmış ve faktörler arasındaki nedensel ilişkiler kararsız bulanık bilişsel harita modeli ile belirtilmiştir. Faktörler arasındaki nedensel ilişkiler uzmanların bilgi ve deneyimlerine dayanarak dilsel olarak değerlendirilmiş ve faktörlerin davranışları farklı başlangıç durum senaryolarına göre gözlemlenmiştir. Önceki yayınlarda güneş enerjisi üretimini etkileyen faktörler tanımlanmış ve uzman değerlendirmeleri altındaki nedensel etkileşimleri bulanık bilişsel harita ve kararsız bulanık bilişsel harita modelleri ile incelenmiştir. "Karasız Bulanık Bilişsel Harita ile Güneş Enerjisi Fiyatlandırma Sürecinin Stratejik Analizi" çalışmasında, önceki yayınlarda açıklanan faktörler, güneş enerjisi fiyatını belirleyen faktörleri tanımlamak için özelleştirildi. Bu çalışmada, güneş enerjisi fiyatına etki eden kritik faktörler tanımlanmış ve bunlar arasındaki nedensel ilişkiler kararsız bulanık bilişsel harita modeli ile temsil edilmiştir. Faktörler arasındaki nedensel ilişkiler ve faktörlerin başlangıç durum değerleri, kararsız bulanık dilsel terimler kümesi kullanılarak uzmanların dilsel değerlendirmeleri ile tanımlanır. Elde edilen bilişsel model çeşitli başlangıç durum senaryolarını simüle etmek için kullanılır ve faktörlerin denge durum değerleri uzun vadede elde edilir. "Güneş Enerjisi Fiyatlandırma Sürecinin Kararsız Bulanık Bilişsel Harita ile Stratejik Analizi" çalışması, güneş enerjisinin geliştirilmesinde enerji fiyatı ve ilgili ekonomik faktörlerin önemli bir rol oynadığını göstermiş ve güneş enerjisi santralinin kurulumunun ekonomik analizinin yapıldığı "Güneş Enerjisi Santrallerinin Pisagor Bulanık Mühendisliksel Analizi" çalışmamıza yöneltmiştir. Güneş enerjisi sistemleri, ekipman ve bu ekipmanların kurulumuna bağlı olarak yüksek bir başlangıç maliyetine sahip olduğu için ekonomik boyutta güneş enerjisi santralini doğru yere ve zamanda kurulması büyük öneme sahiptir. Enerji sistemlerin ekonomik değerlendirilmesinde ve karşılaştırılmasında yaygın olarak kullanılan yaşam döngüsü maliyeti ve seviyelendirilmiş enerji maliyeti yöntemleri, zamansal belirsizlik ve dinamizm içermektedir. Zamansal belirsizlikleri ve karar vericilerin fikirlerini ekonomik analizlere dahil edebilmek için Pisagor bulanık kümeler kullanılarak ekonomik analiz yöntemleri yeniden tanımlanmıştır. Önerilen Pisagor esaslı modeller yöntemleri, bulanık parametrelere sahip güneş enerjisi yatırımlar değerlerini hesaplamalara dahil etmeyi mümkün kılmaktadır. Farklı teknolojik özelliklere ve ekonomik koşullara sahip alternatif enerji sistemleri, önerilen Pisagor yaşam döngüsü maliyeti ve Pisagor seviyelendirilmiş enerji maliyeti yöntemleri kullanılarak daha doğru bir şekilde karşılaştırılabilmektedir. Bu yayında önerilen yeni Pisagor tabanlı ekonomik analiz yönteminin geçerliliği, literatürden elde edilen örnek bir uygulama ile doğrulanmıştır. Uygulanabilir olan Pisagor ekonomik analiz yöntemi ile Türkiye'de kurulacak herhangi bir güneş enerjisi santrali için kolaylıkla uygulanabilecektir.