Alparslan-1 hidroelektrik santrali'nin hibrit enerji üretim ve depolanması yönünden modellenmesi ve önerileri

Abstract

Bu çalışmada, Muş ilinde bulunan Alparslan-1 Hidroelektrik Santrali (HES) için fotovoltaik (PV), rüzgâr enerjisi ve batarya depolama sistemleri ile oluşturulabilecek hibrit enerji sistemleri teknik ve ekonomik açıdan analiz edilmiştir. Mevcut 160 MW kapasiteli HES temel alınarak, şebekeye bağlı yapı için HOMER Pro yazılımı kullanılmış ve beş farklı senaryo modellenmiştir. Senaryolar; yalnızca HES, HES + PV, HES + PV + batarya, HES + rüzgâr ve HES + rüzgâr + batarya konfigürasyonlarını kapsamaktadır. Her senaryo için net bugünkü maliyet (NPC), seviyeleştirilmiş enerji maliyeti (LCOE), yenilenebilir enerji oranı ve enerji akışları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre tüm senaryolarda NPC ve LCOE değerleri negatif bulunmuş olup, sistemlerin şebekeye enerji satışı sayesinde ekonomik olarak kârlı olduğu belirlenmiştir. Fotovoltaik entegrasyonu içeren senaryolar, en düşük NPC ve LCOE değerleri ile ekonomik açıdan en uygun hibrit yapı olarak öne çıkmıştır. Batarya depolama sistemlerinin ekonomik katkısı sınırlı kalmış, buna karşın sistem esnekliği ve şebeke etkileşimini artırıcı bir rol üstlendiği görülmüştür. Rüzgâr enerjisi entegrasyonunun etkisi ise saha rüzgâr potansiyeline bağlı olarak değişkenlik göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, büyük ölçekli ve şebekeye bağlı hidroelektrik santraller için fotovoltaik destekli hibrit sistemlerin teknik olarak uygulanabilir ve ekonomik açıdan avantajlı bir çözüm sunduğunu göstermektedir.

In this study, hybrid energy systems that can be formed by integrating photovoltaic (PV), wind energy, and battery energy storage systems into the Alparslan-1 Hydroelectric Power Plant (HPP), located in Muş province, were analyzed from technical and economic perspectives. Based on the existing 160 MW installed-capacity HPP, five different scenarios were modeled for a grid-connected configuration using the HOMER Pro software. The scenarios include the following configurations: HPP only, HPP + PV, HPP + PV + battery, HPP + wind energy, and HPP + wind energy + battery. For each scenario, net present cost (NPC), levelized cost of energy (LCOE), renewable energy fraction, and energy flow characteristics were evaluated comparatively. According to the simulation results, NPC and LCOE values were found to be negative in all scenarios, indicating that the systems are economically profitable due to revenue obtained from electricity sales to the grid. Scenarios including photovoltaic integration emerged as the most economically favorable hybrid configurations, yielding the lowest NPC and LCOE values. Although the economic contribution of battery energy storage systems was limited, they were found to enhance system flexibility and grid interaction. The impact of wind energy integration was observed to vary depending on the local wind potential. The obtained results demonstrate that photovoltaic-supported hybrid systems represent a technically feasible and economically advantageous solution for large-scale, grid-connected hydroelectric power plants.