Assessment of tigris river hydropower potential

Abstract

Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde çok önemli bir yere sahip olan ve dünya çapında en yaygın enerji üretim çeşidi olan hidroelektrik enerjisi üzerinde geniş bir değerlendirme yapılmıştır. Hidroelektrik enerjinin diğer yenilenebilir enerji kaynakları arasındaki yeri, sudan enerji üretme şekil ve metodları, mevcut barajların çevre, iklim ve canlıların hayatına etkileri tartışılmış ve çevreye zarar vermeyen yeni hidroelektrik enerji üretim çeşitleri ön plana çıkarılmaya çalışılmıştır. Küçük ölçekli hidroelektrik santraller, nehir enerji sistemleri, gel-git ve dalga sistemleri tanıtılmıştır. Yakın zamanda geliştirilen ve son teknoloji ürünü hidrokinetik türbinler üzerinde geniş bir değerlendirme yapılmış, mümkün mertebe bu türbinlerin güç eğrileri ve verimleri verilmeye çalışılmıştır. İleriki aşamalarda, ortalama debi, ortalama hız ve kesit parametrelerinin tahmini için yöntemler geliştirilmiş, bu parametreler Dicle Nehrinin güç hesabında kullanılmıştır. Genelde Dicle Nehri'nin, özelde ise nehrin her bir kolunun güç potansiyeli çıkarılmış ve Dicle Nehrine has bir güç haritası yapılandırılmıştır. Ortalama debinin tahmini için yağış alanı ile debi arasındaki ilişki bulunarak denklemi ortaya konulmuştur. Aynı zamanda, ortalama hız, genişlik ve derinlik miktarlarının tahmini için bunların ortalama debi ile ilişkilerini gösteren üç adet denklem elde edilmiştir. Tüm bu bilgileri kullanarak, bölgenin akım oranları elde edilmiş ve haritalandırılmıştır. Son olarak Dicle Nehri'nin toplam gücünün ne kadarının hidrokinetik türbinler vasıtası ile enerjiye dönüştürülebileceği noktasında iki farklı türbin çeşidi kullanılarak elde edilebilir hidrokinetik güç hesabı yapılmıştır.

In this study, the energy from water, hydropower, the most reliable, efficient and common type renewable energy resource among the others was assessed. Various ways of harnessing energy from water are discussed and the attention is drawn to the new approaches in hydropower extraction by comparing the conventional water energy conversion techniques. The small scale hydroelectric power plants (SHPP), run off river systems, tidal and wave energy conversion systems were introduced. Then, the hydrokinetic energy conversion systems were discussed in details which has become much more popular in the last decade. Various types of hydrokinetic turbines, their specialties and power curves were given and the new technologies for the hydrokinetic turbines were introduced. The hydropower (hydrostatic and hydrokinetic) energy potential of Tigris River Basin was evaluated by proposing different techniques on the estimation of average annual discharge, velocity and hydraulic geometry. An equation which shows the relationship between the discharge and basin area for Tigris River was proposed by employing various flow measurement stations' data. In addition, three equations were proposed to estimate the hydraulic geometry parameters of Tigris River and its tributaries for width, depth and velocity as a function of discharge. Using these equations, one can obtain the discharge, velocity and hydraulic geometry parameters in every section of Tigris River. The discharges of various river channels within Tigris River Basin were evaluated and a discharge map was generated then, the hydropower potential of the channels was calculated and a power map was achieved. Finally, extractable hydrokinetic power potential of Tigris River was estimated via Verdant Power and Gorlov Helical Turbines.