Mısır Ras Ghareb’de enerji ve tuzdan arındırma için şebekeye bağlı güneş–rüzgâr - pompalı hidro depolamalı hibrit sistemin teknik‑ekonomik optimizasyonu

Büyüyen Bir Kıyı Kasabası için Elektrik ve Su

Mısır’ın çöl manzaralarında bazı kıyı şehirleri hem güvenilir elektrik hem de temiz içme suyu sağlamakta zorluk çekiyor. Süveyş Körfezi kıyısındaki rüzgârlı kasaba Ras Ghareb bunlardan biri. Bu çalışma, güneş panelleri, rüzgâr türbinleri ve su tabanlı enerji depolamadan oluşan dikkatle tasarlanmış bir karışımın binlerce evi, çiftliği ve büyük bir deniz suyu arıtma tesisini besleyip besleyemeyeceğini, aynı zamanda fazla yeşil enerjiyi ulusal şebekeye satarak gelir elde edip edemeyeceğini araştırıyor.

Kızıldeniz’in Bu Köşesi Neden Önemli

Ras Ghareb, Süveyş Körfezi’nin batı kıyısında yer alır; yılın büyük bölümünde güçlü, düzenli rüzgârlar ve yoğun güneş ışığıyla avantajlı bir bölgedir. Aynı zamanda nehir ya da göl yoktur; bu yüzden içme ve sulama suyu enerji tüketen ters ozmoz arıtma ile denizden sağlanmak zorundadır. Yerel talep artıyor: yaklaşık 100.000 nüfusun elektrik ve suya ihtiyacı var, petrol kaynaklı sanayi genişliyor ve 2.000 dönümlük tarım arazilerinin düzenli sulamaya gereksinimi var. Bu örtüşen ihtiyaçlar Ras Ghareb’i kurak kıyı bölgelerinde “su‑enerji” sorununu çözmek için bir deney alanı yapıyor.

Karma Enerji ve Su Sistemi Kurmak

Araştırmacılar 157,6 megavat güneş enerjisi, 166,8 megavat rüzgâr enerjisi ve dev bir yeniden şarj edilebilir pil gibi davranan bir pompalı hidro depolama istasyonu birleştiren büyük bir hibrit sistem tasarladı. Güneş parlak ve rüzgâr güçlü olduğunda fazla elektrik, suyu alt bir rezervuardan üst bir rezervuara pompalar. Güneş söndüğünde ya da rüzgâr zayıfladığında su türbinlerden geri akarak güç üretir. Akşam zirveleri olan 5.000 hane, günde yaklaşık 80.000 metreküp tatlı su üreten kesintisiz ters ozmoz arıtma ve güneşli saatlere kaydırılabilecek esnek sulama yükleri olmak üzere üç tüketici türü için gerçekçi saatlik talep profilleri oluşturuldu. Tesisin farklı kullanıcıların gerçek birleşik zirvelerini karşılayacak şekilde gereksiz yere aşırı boyutlandırılmaması için istatistiksel bir “çeşitlilik faktörü” kullanıldı.

Dijital Deneylerle Performansı Test Etmek

HOMER Pro simülasyon aracı ve NASA’nın uzun dönem güneş‑rüzgâr verileri kullanılarak ekip birçok olası sistem tasarımını inceledi ve bunları geleneksel “sadece şebeke” seçeneğiyle karşılaştırdı. Her yapılandırma için yazılım, tüm talebin karşılanıp karşılanmadığını, ne kadar yenilenebilir enerji kullanıldığını ve proje ömrü boyunca maliyetlerin ve gelirlerin ne olacağını takip etti. Kazanan tasarım, karşılanmamış yük olmadan %93,8 yenilenebilir pay sunuyor; bu, hibrit santral ve depolamanın kasabanın ihtiyaçlarını tamamen karşılayabildiği ve ana şebekeyi yalnızca yedek olarak kullandığı anlamına geliyor. Bölgenin kaynakları çok güçlü olduğundan, tesis yılda 520 gigavatsaatten fazla büyük bir fazlalık da üretiyor; bu fazlalık mevcut yüksek gerilim hatları aracılığıyla ulusal şebekeye ihraç edilebilir.

Bir Kamu Hizmetini Kâr Merkezi Haline Getirmek

Ekonomik açıdan rakamlar çarpıcı. Fazla elektriğin Mısır’ın alım tarifesi üzerinden satılmasından elde edilecek gelirler dahil edildiğinde, projenin net bugünkü maliyeti negatif oluyor (−94,7 milyon $); bu, 25–30 yıllık süre zarfında elde edilecek gelirlerin tüm yatırım ve işletme masraflarını aştığı anlamına geliyor. Yaklaşık 358 milyon $ civarındaki ilk sermaye harcaması iki yıldan kısa sürede geri ödeniyor ve iç verim oranı %53’e ulaşıyor; bu tip altyapı projelerinin tipik seviyelerinin çok üstünde. Hassasiyet kontrolleri, rüzgâr hızları düşse, güneş panellerinin maliyeti artsa veya geri alım fiyatları düşse bile hibrit sistemin yalnızca şebekeye dayanma seçeneğinden daha cazip kalacağını gösteriyor.

Su Güvencesi Sağlarken Kirliliği Azaltmak

Bu tasarımda Ras Ghareb’in elektriğinin neredeyse tamamı güneş, rüzgâr ve su depolamadan geldiği için fosil yakıtlı şebeke enerjisine bağımlılık büyük ölçüde azalıyor. Çalışma, yılda yaklaşık 292 milyon kilogram karbondioksit azaltımı ile birlikte ozon, asit yağmuru ve sağlık sorunlarıyla ilişkili kükürt dioksit ve nitrojen oksitlerde büyük düşüşler öngörüyor. Etkisi itibarıyla hibrit istasyon, yalnızca haneleri, çiftlikleri ve arıtmayı beslemekle kalmıyor; aynı zamanda şebekede aksi takdirde başka yerlerde üretilmiş olacak emisyonları dengeleyen bölgesel bir “karbon süngeri” gibi davranıyor.

Diğer Kıyı Bölgeleri için Bir Plan

Uzman olmayanlar için ana mesaj, doğru boyutlandırılmış bir güneş, rüzgâr ve pompalı hidro depolama karışımının ışıkları açık tutmaktan çok daha fazlasını yapabileceği. Ras Ghareb’de içme suyunu güvence altına alabilir, gıda üretimini destekleyebilir ve vazgeçilmez bir kamu hizmetini kârlı, düşük karbonlu bir varlığa dönüştürebilir. Yazarlar, bu yaklaşımın güçlü güneş ve rüzgârın yalnızca toplulukları çalıştırmak için değil, aynı zamanda onların hayatta kalması için gerekli suyu üretmek üzere de kullanılabileceği benzer kıyı ve çöl bölgeleri için ölçeklendirilebilir bir model sunduğunu savunuyorlar.

Atıf: Awad, H., Abu El-Nasr, N.S.M., Mahmoud, H. et al. Techno-economic optimization of a grid-connected solar–wind - pumped hydro hybrid system for energy and desalination in Ras Ghareb, Egypt. Sci Rep 16, 14425 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49904-2

Anahtar kelimeler: yenilenebilir enerji, tuzdan arındırma, pompalı hidro depolama, Mısır, hibrit enerji sistemleri