Proje Özeti
 

Dalga enerjisi, kıyı alanlarında mevcut olan en büyük denizel enerji yoğunluğuna sahip bir enerji kaynağıdır. Aynı zamanda, tüm dünyada alternatif bir enerji kaynağı olarak düşünülmektedir. Bunun yanında, olumlu politik bakış açısının yanında CO2 emisyon azaltımı nedeniyle yenilenebilir ve alternatif enerji kaynakları tüm dünyada gittikçe daha da ilgi çekici olmaktadır. Bundan dolayı, son zamanlarda mevcut deniz alanlarında dalga enerji potansiyelinin değerlendirilmesi konusu tüm dünyada büyük önem kazanmış ve bu yöndeki çalışmalar hızlı bir şekilde artmıştır. Buna ilaveten, son zamanlarda, kararlı dalga enerjisi mevcudiyetini ortaya çıkartabilmek maksatlı uzun dönemli dalga gücü değişiminin irdelenmesi üzerine çalışmalar yürütülmeye başlanmıştır. Bu yüzden, bu araştırma projesinde, bu çalışmaların doğrultusunda, dalga enerji potansiyeli ve değişkenliğinin henüz değerlendirilmemiş Karadeniz’in güney-batı kıyıları boyunca irdelenmesi amaçlanmıştır. Bu maksat için, üçüncü nesil sayısal dalga tahmin modeli SWAN ve van Vledder ve Akpınar (2014)’te Karadeniz için en uygun olduğu tespit edilen rüzgar veri kaynağı, 30 yıllık bir zaman periyodu boyunca ilgi alanındaki dalga parametrelerinin uzun dönemli alansal ve zamansal değişimlerini üretmek için kullanılacaktır. Öncelikle, Karadeniz’in güney-batı kıyılarına odaklanan yüksek çözünürlüklü iç içe geçmiş karelajlar içeren bir SWAN model (kaba karelaj, ince karelaj ve 3 adet alt karelaj) kurulacaktır. Modelin sayısal ve fiziksel ayarlaması, gerçekleştirilecek pek çok test analizleri ile Karadeniz’e uyumlu hale getirilecektir. Bunun için, rüzgar-dalga modellemesinde açık deniz ve yakın kıyı kaynak ifadeleri için SWAN modelin kapsadığı formülasyonlar ve bu formülasyonların ayarlanabilir parametreleri irdelenecek ve Karadeniz’e uyarlanacaktır. Modelin kalibrasyonu ve doğrulanması, her bir karelaj için önceden farklı çalışmalar kapsamında (örneğin NATO TU-WAVES projesi) gerçekleştirilmiş toplam altı ölçüm istasyonundaki (Hopa, Gelendzhik, Gloria, Sinop, Filyos, ve Karaburun) ölçülmüş dalga parametreleri ile gerçekleştirilecektir. Böylelikle, Karadeniz için rüzgar-dalga modellemesinde açık deniz ve yakın kıyı kaynak ifadeleri için SWAN modelde kapsanmış her bir kaynak ifadesi için en uygun formülasyon ve her bir kaynak ifadesi için en iyi sonucu veren ayarlanmış katsayıları içeren bir SWAN model geliştirilecektir. Bunun akabinde, Karadeniz’in güney batı kıyıları boyunca dalga enerji potansiyelini ve değişkenliğini elde edebilmek için, Karadeniz’e iyi bir şekilde adapte edilen SWAN model kullanılarak pek çok dalga parametresinin alansal ve zamansal çıktısını verecek uzun dönemli bir simülasyon gerçekleştirilecektir.

Sonuçta, bu veri seti yardımıyla Karadeniz’in güney batı sahilinin dalga enerji potansiyelinin zamansal ve mekansal değişkenliği; dalga gücünün yıllık, mevsimlik ve aylık ortalama alansal haritaları ve belirlenen istasyonlarda yıllık, mevsimlik ve aylık dalga gücü potansiyelinin değişkenliği, aşılma olasılık eğrileri, dalga enerjisi kaynak potansiyelinin değeri, dalga gücü gülleri ve dalga enerjisinin değeri, enerji yoğunluğunun kararlılığı (dalga gücünün alansal değişim katsayısı, aylık değişkenlik indeksi ve mevsimsel değişkenlik indeksi), dalga enerjisinin toplam rezervi ve keşfedilebilir rezervi belirlenerek detaylı bir şekilde irdelenecektir.

Dalga enerji dönüştürücüsünün (DED) seçimi ve/veya optimum tasarımı için, yukarıda zikredilen ortalama dalga enerji potansiyeli üzerine ortaya çıkartılacak bilgi yeterli değildir. DED’nün tipine bağlı olarak dalga şartlarının yönsel bilgisi sistemin kurulumunu yönlendirmede yardımcı olacaktır. Ayrıca, her DED sistemi bir optimum işletme frekans aralığına sahip olacaktır. Bu yüzden, dalga enerji potansiyeli aynı zamanda farklı dalga yön ve dalga periyot aralık sınıflarında sunulacaktır. Bunların yanında, DED genellikle yumuşak dalga iklim şartlarında çalışmak için tasarlanmaktadır. Ancak, günümüzde ve daha sonra, birkaç aşırı fırtına şartları işletme alanını etkileyecek ve DED bu gibi şartlara dayanmak zorunda kalacaktır. Bu yüzden, dalga şartlarının zaman serileri POT metodu kullanılarak bir ekstrem değer analizi işlemek için analiz edilecektir. Böylelikle, 10, 25, 50 ve 100 yıl yineleme periyotlu yönsel ekstremler tahmin edilecektir.

DED’nün bakımı için, sürekli sakin dalga şartlarının bilgisine enerji üretimindeki kaybı en aza indirgeyebilmek için ihtiyaç duyulacaktır. Bu bilgi ile sistemin bakımı için en uygun periyotlar belirlenebilir. Dalga şartlarının zaman serileri ile bir süreklilik analizi, belli dalga şartlarının aşılıp aşılmadığını sunan oluşma frekansını belirlemek için uygulanacaktır. Süreklilik analizine ilişkin bilgiye aynı zamanda enerjinin üretiminin sağlamlığını belirlemek için ihtiyaç duyulmaktadır. Bunların yanında, DED’nün optimum yeri su derinliğine bağlıdır. Dalga enerjisi, taban sürtünmesi ve derinlik etkileşimli dalga kırılması nedeniyle sığ suda dağılacaktır. Dalga çok sığ bölgeye ulaştığı zaman kırılan dalgalar meydana gelebilir ve bu yüzden DED’nün etkinliği etkilenebilir. Ayrıca, kırılan dalgalar güçlü etki kuvvetleri ile DED sisteme zarar verebilir. Bu yüzden, aynı zamanda dalga kırılmasının muhtemelen meydana geleceği alanlar üzerine bilgi de bu çalışma kapsamında sağlanacaktır.

Bütün bu sonuçlar, ilgi alanında kurulması planlanacak bir dalga enerji güç santralinin yerinin seçimi, kurulumu, tasarımı, kapasitesinin değeri, üretebileceği enerjiye yönelik gerekli bütün bilgiyi sunabilecek ve bu sektörle ilgilenen bütün herkes için kılavuz olabilecektir. Tükettiği enerjinin önemli bir kısmını ithal ederek karşılayan ülkemiz için, alternatif bir enerji kaynağı olan dalga enerjisinin rezerv olarak ortaya konulması bu kaynaktan yararlanmaya yönelik çalışmaların artmasına olanak sağlayabilecektir.