Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
Zeynep Aykaç - Diyarbakır İlindeki Tarihi Su Değirmenlerinin Konumlarının ve Hidrolik Enerji Potansiyellerinin Araştırılması-2021
GİRİŞ
KAYNAK ÖZETLERİ
MATERYAL VE METOT
BULGULAR VE TARTIŞMA
SONUÇ VE ÖNERİLER
KAYNAKLAR
3/78
1. GİRİŞ
Enerji, insanlık tarihinin başlangıcından günümüze kadar yaşamın sürdürülebilmesi adına; gelişerek çeşitlenerek ve önemini arttırarak hayatımızdaki yerini korumuştur.
4/78
1. GİRİŞ
Ekosistemin, canlıların ve kültürel mirasın korunması, değerlerinin sürdürülmesini sağlamak enerji kuramının temel ilkelerinden biri olarak benimsenmiş ve uygulama kararlarında belirleyici olmuştur.
5/78
1. GİRİŞ
Ülkemizde enerji ve yenilenebilir enerji ile ilgili mevzuatların ve yönetmeliklerin değişmesi çok küçük su kaynaklarının da araştırılmasına ve değerlendirilmesine fırsat tanımaktadır.
6/78
1. GİRİŞ
Günümüzde yenilenebilir enerjiye olan ilginin artması ile birlikte mikro taşınabilir hidroelektrik santraller (HES) ön plana çıkmıştır.
• Büyük yatırımlara gerek duyulmaması,
• Hidroelektrik potansiyelin neredeyse tamamından yaralanmayı sağlamaları,
• Malzeme, işgücü, finansal kaynak gibi yerel olanaklar ile işletmeye alınabilmeleri
• Daha temiz, daha yeşil, yenilenebilir enerji olmaları
7/78
1. GİRİŞ
Elektrik enerjisinin tüketicilere güvenli, kaliteli, düşük maliyetlerle kesintisiz enerji sağlanması için büyük güç sistemlerine ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur.
Bu özellikler aynı zamanda güç sistemlerinin en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir.
8/78
1. GİRİŞ
9/78
1. GİRİŞ
10/78
1. GİRİŞ
Tez çalışması kapsamında öncelikle mevcut ve güncel literatür incelenmiş ve konuya ilişkin olanlar değerlendirilip sınıflandırılmıştır.
Daha sonra, çalışma alanın havza özellikleri, hidrolojik özellikleri araştırılarak, Diyarbakır'da yer alan Su değirmenlerinin konumlarının tespiti olarak ikinci aşamaya geçilmiştir.
11/78
1
2
1. Yenilenebilir-Hidroelektrik Enerji ile ilgili Çalışmalar
2. Tarihi Su Yapıları ile İlgili Çalışmalar
3. Su Değirmenleri ile İlgili Çalışmalar
Tarihi Su Yapısı Olarak Su Değirmeni
Enerji Kaynağı Olarak Su Değirmenleri
3
12/78
13/78
14/78
15/78
3. MATERYAL VE METOT
1. Türkiye’nin Enerji Durumu
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
3. Su Değirmenlerinin Genel Özellikleri
4. Tarihi Değirmenlerin Enerji Potansiyelleri
5. Çalışma Alanının Genel Özellikleri ve Tarihi
16/78
Enerji kaynakları kullanışlarına göre, yenilenemez ve
yenilenebilir enerji kaynakları olarak ikiye ayrılır (IHA, 2018).
17/78
1. Türkiye’nin Enerji Durumu
18/78
1. Türkiye’nin Enerji Durumu
19/78
1. Türkiye’nin Enerji Durumu
20/78
1. Türkiye’nin Enerji Durumu
21/78
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
Su canlı hayatının devamı için en önemli gereksinimlerden biridir. Bundan dolayı yerleşim alanlarının belirlenmesinde tarih boyunca en önemli etken olmuştur. Tarihteki büyük medeniyetlerde su kıyılarında olmuştur. Su, yerleşme alanlarını belirlemekle birlikte zamanla kentin bir parçası olmuş ve içme-sulama, enerji üretme gibi birçok alanda kullanılmıştır.
22/78
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
23/78
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
Su gücü ilk çağdan itibaren insan ve hayvan üzerindeki yükü azaltmak için kullanılan bir enerji çeşididir.
24/78
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
16. yüzyılda 6 silindirli su pompası
25/78
2. Tarihi Su Yapıları ve Su Gücü
26/78
3. Su Değirmenlerinin Genel Özellikler
Tanımı ve Tarihçesi
Türk Dil Kurumu değirmeni “Öğüten araç” ya da “içinde öğütme işi yapılan yer” olarak tanımlamaktadır (TDK 2005). Bir su kaynağının yakınında inşa edilen ve su gücüyle çalışan değirmenler su değirmeni olarak tanımlanmaktadır.
İnsanoğlunun en temel ihtiyaçları arasında yer alan ve beslenme ihtiyacının temel maddesi olan buğdayın öğütülmesinde kullanılmak üzere ilk olarak değirmen örnekleri ortaya çıkmıştır.
27/78
3. Su Değirmenlerinin Genel Özellikler
Su çarkının ve değirmen taşının bir mil veya dişli ile ilişkilendirildiği sistemlere Su değirmenleri denir.
28/78
3. Su Değirmenlerinin Genel Özellikler
29/78
4. Tarihi Değirmenlerin Enerji Potansiyelleri
Su değirmenlerinin küçük ölçekli hidroelektrik santrali olarak kullanımının artması ülkelerin enerji yasaları veya mevzuatlarında gelişen değişimlere bağlıdır.
30/78
4. Tarihi Değirmenlerin Enerji Potansiyelleri
Su değirmenlerinin enerji kaynağı olarak kullanılmasının farklı ülkelerde, farklı bölgelerde, farklı örnekleri mevcuttur.
• Hindistan'da yapılabilecek iyileştirmeler veya dönüşümler ile elektrik enerjisi bakımından değirmenlerden 3.68 kW ve 7.36 kW'a eşdeğer enerji tasarrufu sağladığı hesaplanmıştır.
• İspanya'da 12 su değirmeninden 3.6 ile 22 kW aralığında enerji üretilebildiği tespit edilmiştir.
• İtalya'da yapılan bir çalışmada, bir su değirmeninin yenilenip tekrar kullanıma açılması ile % 88 verim sağlandığı ve bunun yaklaşık olarak 8550 W'lık enerji ürettiği belirtilmiştir.
• Doğu Karadeniz Bölge'sinde yer alan Kalkandere de 22 adet su değirmeninin günlük 4101.366 kW enerji üretebileceği belirtilmiştir.
31/78
4. Tarihi Değirmenlerin Enerji Potansiyelleri
• Trabzon Maçka'da değirmenlerin su kanal yapıları iyileştirilmesi ile üretilecek enerji miktarının potansiyel olarak 455.945 kWh’e çıkarılabileceği tespit edilmiştir.
• Rize'de yer alan düşük debili 19 su değirmeni için yapılan bir çalışmada toplam 66.867 kWh enerji üretilebileceği hesaplanmıştır.
• Derepazarı bölgesinde yer alan su değirmenlerinde, yapılacak iyileştirmeler ile üretilebilecek enerji miktarının 112.30 kWh çıkabileceği belirtilmiştir.
• Zonguldak ilinde yer alan 10 adet su değirmeninin teknik potansiyelleri hesaplandığında 7.5 kW ile 8.7 kW arasında değişen potansiyeller tespit edilmiştir.
32/78
5. Çalışma Alanının Genel Özellikleri ve Tarihi
33/78
5. Çalışma Alanının Genel Özellikleri ve Tarihi
Coğrafi konumu (Diyarbakır ili doğu ve batıyı birleştiren bir tepe üzerinde ve uzak şehirleri liman şehirlerine bağlayan ana yollar üzerinde yer alır) ve verimli topraklara sahip olması nedeni ile Diyarbakır ili pek çok medeniyete ev sahipliği yapmıştır (Mitani, Asur, Pers, Roma, Sasani, Emevi, Abbasi, Selçuklu, Eyyübi, Osmanlı gibi devletler).
34/78
İklim ve Su Kaynakları
35/78
Çalışma Alanında Yer Alan Su Yapıları
36/78
Çalışma Alanı Enerji Durumu
Diyarbakır ili yenilenebilir enerji kaynaklarındaki çeşitlilik ve zengin kaynak potansiyeli ile dünyada sayılı bölgelerden biridir. Çünkü bölgede hidroelektrik enerjisi, güneş enerjisi, tarımsal atıklardan enerji üretme potansiyeli yüksektir.
Güneydoğu Anadolu Projesi (GAP) kapsamında belirlenen hidroelektrik enerji üretim potansiyeli 37.6 Milyar kWh olup, Türkiye’nin 180 Milyar kWh olan toplam teknik ve ekonomik hidroelektrik enerji üretim potansiyelinin % 20’sini teşkil etmektedir.
37/78
1
2
3
1. Arazi Çalışmaları
2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
3. Teknik Potansiyel Hesaplamaları
4. Finansal Katkı Hesabı
4
38/78
4.1. Arazi Çalışmaları
Diyarbakır ilinde yer alan tarihi su değirmenlerinin tespiti için ilk olarak 5 cilt olarak yayınlanan “Diyarbakır Salnameleri (1869-1905)” incelenmiştir. Salnameler, Osmanlıcada değirmen anlamına gelen "Asiyab" anahtar kelimesi ile incelenmiştir. Ayrıca, Osmanlı devletinde su veya rüzgâr gücü ile çalışan un değirmenleri ile zeytin değirmenlerinden alınan vergi olarak adlandırılan "Resm-i Asiyab” anahtar kelimesi de inceleme sırasında dikkate alınmıştır.
Salnamelerde yer alan bilgilere göre, 1869 yılında herhangi bir su değirmeni ile ilgili bir bilgi yer almazken 1870 yılında 28 adet su değirmeni için "Nefs-i Diyarbekir'de kain emlak-ı mütenevvi'ayı mübeyyin cetveli" şeklinde bir cetvel tutulmuştur.
39/78
Envanterde Bulunan Su Değirmenleri ve Özellikleri
Türkiye Kültür Varlıkları ve Müzeler Müdürlüğüne ait "Avrupa Konseyi Doğal ve Kültürel Varlıkları Kotuma Envanteri'nde" bulunan 2 değirmen Diyarbakır-Sur'da yer almaktadır.
Diyarbakır Vakıflar Bölge Müdürlüğü'nden alınan envanter bilgisinde ise Diyarbakır-Yenişehir'de Efsel ve Köşkler mevkisinde olmak üzere 2 adet Kargir Değirmen yer almaktadır.
40/78
Hevsel Bahçeleri Su Değirmenleri ve Özellikleri
Bu bölgede bulunan su değirmenleri çoğunlukla, Mardin kapı ve Hevsel bağlantısı üzerinde yer almaktadır. Anzele’den gelen su kaynağı üzerinde kurulan bu değirmenler köylerden gelen tahıllardan un elde etmek amacı ile inşa edilmişlerdir.
Hevsel bahçeleri değirmenleri; Mardinkapı’daki Keçi Burcu’nun altında beş, Fiskaya tarafında ise iki adet bulunacak şekilde gruplanmıştır.
41/78
42/78
Değirmenli Köyü Su Değirmenleri ve Özellikleri
Değirmenli köyünde yapılan incelemelerde su değirmenlerinin, konum olarak birbirine çok yakın ve yapı olarak aynı tarzda yapıldığı gözlemlenmiştir. Köyün genelinde incelemeler yapıldığında değirmenlerin kümelendiği bölgede su kaynağının hala aktif olduğu, hatta sulama amaçlı kullanılmaya devam edildiği gözlemlenmiştir.
43/78
44/78
Satı Köyü Su Değirmenleri ve Özellikleri
• Satı Köyünde toplamda 3 değirmen tespit edilmiştir.
45/78
Bismil-Üçtepe Köyü Su Değirmeni ve Özellikleri
Bu bölgede tespit edilen değirmenin diğer değirmenlerden farklı olarak su kaynağına uzaklığı dikkat çekmiştir. Fakat su kaynağının getirildiği düşünülen su yoluarkı çizgileri varlığını korumaktadır.
46/78
Tespit edilen su değirmenlerinden ölçüm alınacak durumda olanların tamamında ölçüm alınmış ve bu değirmenlere ait kanal boyutları, depolama hazne çapı ve su düşü yükseklikleri belirlenmiştir.
Ayrıca bulundukları konum ve yapı malzemesi göz önünde bulundurularak Halifeoğlu ve ark. (2019), Diyarbakır ili sınırları içerinde yer alan köprüler için kullandıkları yöntem kullanılarak isimlendirilmişlerdir.
47/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Enerji geliştirme projelerinin planlaması ve geliştirilmesinde fizibilite analizi için ilk olarak, kaynak ve potansiyel tahminler yapılması gerekmektedir. Bunun içinde dikkate alınacak en önemli potansiyel teknik potansiyeldir çünkü bu potansiyel kaynakların bölgedeki kullanılabilirliğini ifade etmektedir.
Bundan dolayı tespit edilen su değirmenlerinde ilk olarak “su kaynakları” kontrol edilmiştir. İkinci olarak ise, özellikle yerleşim yerlerine yakın, enerji iletim ağının ve kurulu bir ağın bulunduğu yerlerde olan su değirmenleri seçilmiştir.
48/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Belirtilen bu koşullar altında, bu çalışmada
49/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Açık kanal akımları için hız/debi ölçümü genellikle; “Hız alan yöntemi”, “Anahtar eğrisi yöntemi”, “Manning denklemi”, “Su yüzü hızı” ve “Entropi yöntemi” gibi yöntemlerle belirlenebilir.
Brüt enerji hesaplanmasında ise yaygın olarak Tek Nokta (Single-Point, SP), Çift Nokta (Double-Point, DP), Alt Dreanaj (Sub-Drainage, SD) ve Enerji Ağacı (Energy Tree, ET) gibi yöntemler kullanılmaktadır.
50/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Bu çalışma kapsamında
51/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
Bu çalışma kapsamında ise hız/debi için hız-alan yöntemi için ilk olarak su kaynağından ölçüm alınacak bölge belirlenmiştir.
52/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
Maksimum hız su kesitinin en derin noktasında ve su yüzeyine yakın bölgesinde oluşur (Ardıçlıoğlu ve Özdin 2011).
Bundan dolayı arazi ölçümleri yapılırken, hız ölçümü su yüzeyinden ve ağır olmayan, yüzey hızı ile aynı hızda hareket edebilecek kibrit çöpü kalınlığı ve uzunluğunda ahşap malzeme yardımı ile yapıldı.
53/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
İlk olarak belirlenen bölge için başlangıç ve bitiş noktaları belirlenerek bu iki nokta arasındaki mesafe ölçülmüştür (1.16 m)
Daha sonra hesaplanan ortalama süre (2.01 ile 2.60 saniye arasında) kullanılarak su yüzeyi hızı belirlenmiştir.
Usy=L/t
Usy=1.16/2.29=0.5066 m/sn
54/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
Fakat yüzey akış hızı su kesit hızından yüksek olduğu için düzeltme katsayısı (k) kullanılmalıdır.USGS tarafından doğal akarsularda yapılan çalışmalarda ortala hız ve su yüzü hızı arasındaki oran 0.85 ile 0.86 arasında bir değerin, yapay kanallarda ise 0.90 değerinin kabul edilebileceği belirtilmiştir (Rantz, 1982a-b).
U= Usy*0.85
U= 0.5065 *0.85=0.4306 m/sn
55/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
Ölçüm yapılacak alan belirlendikten sonra, alanının en kesitinin çıkarılabilmesi için kullanılacak dilim sayısına karar verilmiştir.
Dilim sayısı belirlenirken dikkat edilmesi gereken en önemli husus en kesitten geçecek debinin toplam debinin % 10'unu geçmeyecek şekilde belirlenmesidir (Rantz 1982 a-b).
Buna bağlı olarak 116 cm uzunluk için akış yönünde 3 nokta belirlenerek bunlar da 90 cm genişlik için 5’er cm aralıklar olmak üzere 19 dilime bölünmüştür. Her 3 nokta ve 18 derinlik için ayrı ayrı ölçüm alınmıştır.
56/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Satı Köyü
Ölçümleri daha hassas yapabilmek için düz bir ahşap çubuk referans noktası olarak kabul edilmiştir.
57/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
58/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
59/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
60/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Hevsel Bahçeleri
Şekilde belirlenen suyun hazneye ulaştığı nokta olan kuyunun (depolama haznesi) üst sınırı ( 1.nokta) ile suyun çarklara ulaştığı ve su jeti oluşan nokta (2.nokta) arasında Bernoulli Denklemi kullanılmıştır.
61/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Hevsel Bahçeleri
Hevsel Bahçesi Değirmen DSR0101 için yapılan ölçümlerde elde edilen kanal boyutları (60x35 cm), düşü yüksekliği (6.5 m) ve kuyu çapı (2.14 m) kullanılarak restore edilip kullanılması durumunda elde edilebilecek potansiyel enerji hesaplanmıştır. İlk olarak hidrolik yarıçap için aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplama yapılmıştır.
62/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Hevsel Bahçeleri
Daha sonra aşağıdaki denklemde yer alan ve toplam yük kaybını ifade eden Darcy-Weisbach bağıntısı kullanılarak hız elde edilir.
63/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Hevsel Bahçeleri
Karman-Prandtl denklemini uygulanıp sürtünme faktörünü belirledim.
Buna göre, D=4xRH eşitliği kullanılarak f = 0.0395 olarak hesaplanır.
Yapılan hesaplama ile v =7.73 m/s olarak elde edilmiştir. Hevsel Bahçesinde yer alan diğer üç su değirmeni için de aynı işlemler tekrarlanmış ve akıma ait hız ve Reynolds sayıları hesaplanarak Çizelge 2’de verilmiştir.
64/78
4.2. Yapılan Hidrolik ve Teknik Analizler
Hevsel Bahçeleri
65/78
4.3. Teknik Potansiyel Hesaplamaları
Herhangi bir hidroelektrik santralin (HES) güç hesabı için kullanılan formül aşağıda verilmiştir.
P=ŋ .ρ.Q .H .g
P = güç (W veya kW olarak),
Q=1 sn de geçen su miktarı (m3/sn)
H=Su Düşü Yüksekliği (m)
ŋ =Hidrolik Verim
g=Yerçekimi ivmesi (9,81 m/s2)
ρ=Suyun birim hacminin kütlesi (kg/ m3)
66/78
4.3. Teknik Potansiyel Hesaplamaları
67/88
4.4. Finansal Katkı Hesabı
Yüksek dağıtım ve teknik maliyetleri ile geleneksel sistemlerin aksine, bu mikro sistem daha ucuz bir çözümdür. Maliyet belirlendikten sonra su değirmenlerinden üretilecek enerjinin katkısı belirlenebilir.
Elektrik fiyatlandırması ülkeler bazında hatta şehirler bazında farklılık gösterebilir fakat kullandığımız elektriğin ölçüm birim maliyeti genel olarak kWh (saatte Kilowatt) üzerinden fiyatlandırılır.
68/78
4.4. Finansal Katkı Hesabı
Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu (EPDK) tarafından açıklanan Ocak 2020 tarife tabloları kullanılarak elde edilen birim fiyatlar Çizelge'de verilmiştir.
69/78
4.4. Finansal Katkı Hesabı
70/78
4.4. Finansal Katkı Hesabı
Bu değirmenlerden hesaplanan yıllık enerji miktarları 14200 kWh ile 20800 kWh aralığında değişmektedir. Bu değirmenler bölgesel olarak bir arada kullanımı ile bu enerji miktarı arttırılabilir.
Bu enerjilerden elde edilecek gelirler incelendiğinde ise değerlerin 13600 TL/yıl ile 19900 TL/yıl aralığında değiştiği gözlemlenmektedir.
Yenilenebilir enerji gelirleri incelendiğinde ise en düşük değere sahip değirmen 2598.40 TL geliri ile Hevsel Bahçesi'nde yer alan DSR0104 değirmeni iken, en yüksek gelire sahip değirmen ise 3779.49 TL/yıl geliri ile Satı Köyü'nde yer alan DSR0108 değirmenidir.
71/78
1
1. Sonuçlar
2. Öneriler
2
72/78
1. Sonuçlar
Tez çalışması kapsamında yapılan arazi çalışmalarında;
73/78
1. Sonuçlar
Tez çalışması kapsamında yapılan bir diğer çalışma ise pilot bölge olarak
belirlenen 6 adet su değirmenin hidrolik veriler ve teknik potansiyel enerji belirlenmiştir.
74/78
1. Sonuçlar
75/78
2. Öneriler
Tespit eidlen su değirmenlerine ek olarak Diyarbakır ilinin farklı bölgelerine
yayılmış ancak henüz envanterlenmemiş çok sayıda su değirmeni olduğu
düşünülmektedir. Bundan dolayı bu çalışmanın devam ettirilip bütün değirmenlerin
tespiti, tespit edilen su değirmenlerinin yenilenme sonrası üretebilecekleri potansiyel
enerjinin belirlenmesi ve kültürel miras olarak kazandırılması için, araştırma ve
geliştirmeyi destekleyen ulusal veya yerel kurumların bazı teşvikler sağlayarak
çalışmaları teşvik etmesi gerekmektedir.
76/78
2. Öneriler
Su değirmenleri ve küçük ölçekli hidroelektrik santraller için inşa aşamasında,
yerel iklim, rölyef ve toprak malzemesini dikkate almak önemli ve temel bir kuraldır.
Özellikle elektrik üretimi için oluşturulan alt yapılarda kapasite geliştirme ve yatırım
süreci iki önemli konudur. Bu iki noktaya dikkat edilip restorasyonlar yapılmalıdır.
Ayrıca, su değirmenlerini coğrafi özelliklere göre gruplandırarak peyzaj
çalışmalarında ve planlamalarında restoran, otel, sağlıklı yaşam için besin üretim tesisi,
müze gibi yeni işlevler kazandırılarak kırsal alanların sosyal ve kültürel gelişimine de
katkısı sağlanabilir.
77/78
ÖZGEÇMİŞ
Tezle ilgili yapılan yayınlar:
Diğer yayınlar:
6. KAYNAKLAR
78/78