İSTANBUL VE ÇEVRESİNDE GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİNİN VE UYGULAMALARININ MİKRO ÖLÇEKTE ÖLÇÜM-MODELLEME EKSENLİ ARAŞTIRILMASI PROJESİ

Dünyadaki çevresel problemlerin temelinde enerji sorunu yatmaktadır. İklim değişikliğinin yanında diğer çevresel problemlerin önüne geçebilmek için yenilenebilir enerjiler en önemli kaynaklar olarak karşımıza çıkmaktadır. Türkiye’de yenilenebilir kaynaklardan olan hidroelektrik ve rüzgar enerjilerine uzun yıllardır yatırım gerçekleşmektedir. Güneş enerjisine son yıllardan itibaren lisans gerektiren ve gerektirmeyen şeklinde yatırımlar başlamıştır.

Güneş enerjisi çalışmalarında en öncelikli ve önemli safhalardan birisi ölçümler ve sonrasında ise belirlenen modellerle karşılaştırma yapılarak kayda değer bir ilişkinin bulunmasıdır. Güneş enerjisi açısından düşünüldüğünde İstanbul şehir merkezi ve çevresine (su havzaları, koruma bölgeleri, sanayi bölgeleri, köyleri vb.) ait mikro ölçek çalışmaları yapılmamış ve güneş potansiyeli doğrulanmamıştır. Güneş enerjisi açısından mikro ölçek uygulamalarında bulutluluk, toz, hava kalitesi, bağıl nem vb. meteorolojik değişkenlerin yanında gölgeleme ve topoğrafik etkiler de büyük önem taşımaktadır. Akıllı şehir kavramının yerleşebilmesi için öncelikli olarak belirtilen değişkenlerin detaylı analizleri, güneş enerjisi eksenli modellenmesi ve sonrasında çevre ile uyumlu enerji kaynaklarının kullanılması gerekmektedir. İstanbul düşünüldüğünde bu kaynakların başında rüzgar, güneş, biokütle, dalga, akıntı gelmektedir.

Bu çalışmada öncelikle, güneş enerjisinin mikro-orta ölçekte çeşitli modeller (PVGIS, PVSOL, HOMER, RETSCREESN vb.) ile konuşlandırmaları yapılır, verimlilik analizleri ve kayıplar detaylı bir şekilde ele alınır. Bunlara ilave olarak, alansal veya zamansal taşıma ve tahminlerde Yapay Sinir Ağları (YSA), Genetik Algoritmalar (GA), Bulanık Mantık (BM), Jeoistatistiksel Yöntemler (JY), Objektif Analiz Yöntemleri (OAY) veya sayısal Orta Ölçekli Dinamik Atmosferik Modelleri (MM5, WRF vb.) kullanılır. Ayrıca, uydu verilerinin güneş ışınımı açısından yüksek doğrulukta sonuç vermesinden dolayı, bu veriler de detaylı araştırılır. Araştırmada istenen noktalara en yakın noktalardaki ölçümlerin kullanılması, taşınması, enerji kaynağına yönelik haritaların elde edilmesi, hata analizlerinin gerçekleştirilmesi ve sonucunda da planlamanın yapılması hedeflenmektedir. Bütün bu analizler sonucunda alana uygun fotovoltaik (PV) tiplerinin seçilmesi, yerleştirilmeleri ve verim analizlerinin yapılması büyük önem taşır.

Bu analiz sürecinde, PV sistemlerin gölgeleme, bulutluluk, toz ve bağıl nem açısından risk hesaplamalarının doğru yapılması büyük önem taşımaktadır.

Bütün bunlara ilave olarak, İstanbul ve çevresindeki baraj havzalarında su üstü yüzer veya sabit PV sistemlerin küçük/büyük ölçekli uygulamaları araştırılıp ve imkanlar dahilinde gerçek arazi şartlarında sistemler kurularak çevresel-atmosferik-hidrolojik-termodinamik etkilerle birlikte verimlilik analizleri detaylı yapılır. Bu tür uygulama ve araştırmalar ülkemizle birlikte İstanbul için de ilklerden olma özelliği taşıyacaktır.

Proje İstanbul ve çevresinde belirli bir bölgeye odaklanmış olmasından dolayı özgün bir değer taşımaktadır. Bunun yanında, çeşitli modeller ve yöntemlerin şehir ve civarında alansal zamansal olarak kullanılması araştırma ve uygulamadaki eksikliklerin giderilmesini de sağlar. Bütün bunlara ilave olarak, yeşil ve akıllı bir şehir olarak İstanbul’a güneş enerjisinin katkıları detaylı ve mikro ölçek ekseninde ele alınacaktır. Ayrıca, planlanan diğer bir konu ise, Yüzer Fotovoltaik (YPV) sistemlerdir. Ülkemizde uygulaması bulunmayan bu sistemlerin barajlar veya göletler üzerinde kurulup detaylı araştırılmaları gerekmektedir.

Proje ekibi uzun yıllardır güneş enerjisi konularında çalışmış ve birçok bilimsel çalışmaya katkı sağlamışlardır. Proje sonunda İstanbul’a ait mikro ölçeklenmiş detaylı güneş potansiyel ve uygulanabilirlik atlasları ortaya çıkmış olacaktır. Ayrıca YPV’lerin detaylı ve deneysel olarak alanda araştırılması ülkemiz açısından da büyük bir fayda sağlayacaktır.

Projede İstanbul ve Çevresinde mikro ölçekte ilk defa güneş enerjisi modellemesi yapılacaktır. Proje çerçevesinde PV ve YPV'lerin genel davranışlarının incelenmesi, verimliliklerinin araştırılması, YPV'lerin buharlaşmaya olan etkileri, göl hidrolojisi göz önünde bulundurularak sistem tasarımlarının yapılması, yüzer sistemlere ait bileşenlerin tasarımları ve optimizasyonları, su kalitesine etkileri, farklı meteorolojik şartlar altında YPV'lerin üretimlerinin de ele alınacak olmasından dolayı yukarda sayılan bütün konular projenin yenilikçi yönleridir.

Bu proje kapsamında yapılmış bazı çalışmalar:

• Büyükçekmece Gölü Üzerine Yapılmış Yüzer Güneş Enerjisi Santrali Panel Taşıyıcı Sistem Üretimi ve Temini [İSTANBUL ENERJİ]
•  Büyükçekmece Gölü Üzerine 9 kWp Fotovoltaik Sistem Kurulumu [İSKİ]
• İstanbul'da Yapılara ve Yerleşim Bölgelerine Yönelik Olarak Güneş Enerjisi Potansiyelinin Belirlenmesi, Binalarda Isı Kazanç -Kayıpların Hesaplanması ve Binalara Etkiyen Rüzgâr Yüklerinin Araştırılması ve Raporlanması [BİMTAŞ]
• Güneş Enerjisi Ölçüm İstasyonu Verilerinin Takibi, Analizi ve Raporlanması [İSKİ]
• Büyükçekmece Barajı Gölünde Yüzer Fotovoltaik Sistemleri İle Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi Fizibilite Araştırması ve Raporlanması [İSKİ]
• Sarıyer Hüseyin Kalkavan Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Çatısına Fotovoltaik Sistem Kurulumu [T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI İSTANBUL SARIYER HÜSEYİN KALKAVAN MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ]