alfa tipi tek yer değiştirmeli bir stirling motoru tasarımı ve

Transkript

C B Ü Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi Yıl:2010 Cilt:2 Sayı: 13
ALFA TİPİ TEK YER DEĞİŞTİRMELİ BİR STİRLİNG MOTORU
TASARIMI VE PERFORMANSININ TESTİ
Bülent DEMİR1, Ali GÜNGÖR2
ÖZET
Bu çalışmada, Alfa tipi tek yer değiştirmeli 163,81 cc hacimli bir alfa tipi tek yer
değiştirmeli Stirling motoru tasarlanmış ve imal edilmiştir. Prototip motor, güneş enerjisi
yerine, laboratuvar şartlarında elektrikli bir ısıtıcı kullanılarak test edilmiştir. Motorun
çalışma özellikleri, 700, 800, 900, 950, 1000 ve 1050 0C ısıtıcı sıcaklıklarında ve 0 - 0,5 - 1 1,5 - 2 bar doldurma basınçlarında test edilerek belirlenmiştir. Çalışma akışkanı olarak hava
kullanılmıştır. Performans testinde motorda maksimum güç; 1050 0C sıcaklıkta, 0,5 bar
doldurma basıncında 21,344 W olarak ölçülmüştür. Motorda maksimum tork ise, 1050 0C
sıcaklıkta, 0,5 bar doldurma basıncında 0,343 Nm olarak belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: stirling motor, yenilenebilir enerji, güneş enerjisi, tasarım
ABSTRACT
In this study, an Alpha-Type Single Displacement Stirling Motor having 163,81 cc
sweep volume was designed and manufactured. The prototype engine was tested under
laboratory conditions using an electrical heating system instead of solar energy. The working
properties of the engine were determined by tests at temperatures of 700, 800, 875, 950, 1000
and 1050 0C and air pressures of 0, 0.5, 1, 1.5, 2 bars. The working fluid is air. According to
the results obtained, the maximum power of the engine was measured to be 21,344 Watts at a
temperature of 1050 0C and a pressure of 0,5 bars. The maximum tork of the engine was
measured to be 0,343 Nm at a temperature of 1050 0C and a pressure of 0,5 bars.
Key Words: stirling engine, renewable energy, solar energy, design
1.
GİRİŞ
Enerji kaynakları olumsuz yönde çevresel etkiler yaratmakta ve bu etkiler bölgesel
düzeyde kalmayıp evrensel bir niteliğe bürünmektedir. Enerji arzında fosil kaynakların
önemli yer tutması, küresel ısınmaya ve iklim değişikliklerine neden olmakta ve dünyanın
doğal dengesini bozmaktadır. Fosil enerji kaynaklarının rezervleri sınırlı ve pahalıdır
(Demir, 2003).
Günümüzde yenilenebilir ve alternatif enerjileri işe dönüştürecek makineler üzerindeki
çalışmaları artmıştır. Bunlardan biri de 1816 yılında Robert Stirling tarafından tasarlanıp
imal edilen ve sıcak hava motoru olarak adlandırılan, güneş enerjisi olmak üzere bir çok
enerji kaynağı kullanılarak dışarıdan ısı enerjisi verilerek çalıştırılabilen Stirling motorlarıdır.
1
Ege Üniversitesi Ege Meslek Yüksekokulu Otomotiv Tek. Programı Öğretim Elemanı, Öğr.Gör.Dr., 35100Bornova/İZMİR , [email protected]
2
Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği. Öğretim Üyesi, Prof. Dr., 35100-Bornova/İZMİR,
[email protected]
1
Stirling motorlarının ısı makinesi, ısı pompası ve soğutma makinesi olarak ta
kullanılabilinmesi nedeniyle Stirling motorlarına olan ilgi artmaktadır (Stine ve Diver, 1994).
Sessiz, çevreci bir makine olması ve düşük sıcaklık farkları arasında çalışabilmesi
nedeniyle uzay teknolojilerinde, havacılıkta, denizaltında, otomobillerde, sağlıkta,
soğutmada, jeneratörlerde v.b. yerlerde kullanıma uygundur (Çınar, 2003). 20. yüzyılda,
içten yanmalı motorlarda meydana gelen büyük gelişmeler bir ölçüde Stirling motorunun
gelişimini olumsuz yönde etkilemiştir. 1930 yılında Philips şirketi Stirling motorları
üzerindeki çalışmalarını arttırmıştır. Çeşitli amaçlı deneme motorları imal etmiştir
(Karabulut, 1996). Stirling motorlarının, otomobil motorlarına ilk uygulamasını yapan
İsveç’te United Stirling şirketidir. 1977 yılında US Enerji Bölümü’nde dıştan yanmalı
motorlar projesi kapsamında 370 kW ‘dan 1480 kW‘a kadar, kömür, kentsel, endüstriyel ve
tarımsal atıklar ile alternatif yakıtları kullanan Stirling motorları imal edilmiştir. Japonya’da
1976-1981 yılları arasında Japon Gemi İmalatı Araştırma, Ulusal Taşımacılık, Mitsubishi ve
Daihatsu Diesel’in ortak çalışmaları ile Stirling gemi motorları yapılmıştır. 1984 yılında
ABD, güneş enerjisinden elektrik elde etmek için Arizona’da Stirling Enerji Sistemleri
Şirketi kurmuş elektrik üretimine başlamıştır. 1953’de Philips Eindhoven şirketinden R. J.
Meijer, Stirling motorlarında yer değiştirme-piston konfigürasyonlarında kullanılmak üzere
Rhombic sürücü mekanizmasını icat etmiş ve büyük bir teknolojik buluş gerçekleştirmiştir.
1958’de General Motors, özellikle Rhombic sürücü mekanizmalı motorlar üzerinde askeri
amaçlı denizaltı ve torpiller için araştırma ve geliştirme çalışmaları yapmıştır (Walker,
1980). Yüksek performanslı Stirling motorları 600 0C - 1000 0C sıcaklık arasında
çalışmaktadır. Çalışma basınçları genellikle 1,5 MPa ile 15 MPa arasındadır (Gu vd., 2000).
Otomotivde bu değer 19 MPa değerlerine kadar çıkmaktadır. Helyum ve hidrojen çalışma
gazı kullanıldığında % 30 - % 40 gibi verime sahiptirler (Goswami vd., 1999). Stirling
motorunun diğer içten yanmalı motorların aksine kullandığı enerjinin türüne bağlı olmaması,
odun, kömür, petrol, doğal gaz, biyokütle, jeotermal v.b. gibi bir çok enerji kaynağı ile
kullanılabilmesi bu motorları gelecek için daha ümit verici hale getirmektedir (Yücesu,
1996).
Elektrik üretimi için kullanılan güneş enerjili Stirling güç sistemi “Dish-Stirling” olarak
adlandırılmaktadır. Sistem bir güneş enerjisini toplayıp odaklayan bir güneş ışığını
odaklayıcı parabolden, Stirling motorundan, alternatörden, rejeneratörden ve yön izleme
sisteminden oluşmaktadır. Bu sistemler direk güneş ışınımını kullanarak küçük güçte elektrik
enerjisi üretmeye yarayan sistemlerdir. Kapasiteleri 5 kW ile 100 kW arasında
değişmektedir. Yan yana bağlandıklarında toplam güçleri 10 MW‘a kadar çıkmaktadır.
Odaklı toplayıcının odak noktasına yerleştirilen rejeneratörde (receivers) güneş ışınımı
emilerek yaklaşık 650 0C sıcaklıkta (helyum veya hidrojen olan) çalışma akışkanına
verilmektedir. Verilen bu ısı enerjisi, Stirling motorda mekanik enerjiye dönüştürülerek bir
çıkış milinden alınmaktadır. Stirling motorun ürettiği bu mekanik enerji, bir alternatör
aracılığıyla elektrik enerjisine dönüştürülmektedir (Bergermannand, 2001).
Bu çalışmada; süpürme hacmi 163,81 cm3 olan, küçük güçlü, tek yer değiştirme pistonlu
Alfa (V) tipi bir Stirling motorunun analizi, tasarımı ve prototip motorun imalatı yapılarak,
laboratuvar şartlarında elektrikli bir ısıtıcı kullanılarak değişik şarj sıcaklıklarda ve
basınçlarında test edilmiştir. İş gören akışkan olarak hava kullanılmıştır.
2
2.
DENEYSEL ÇALIŞMA
2.1. Stirling Çevrimi
Stirling çevriminin, Carnot çevriminden farkı, iki izentropik hal değişiminin yerine iki
sabit hacimde sistem içi ısı geçişinin olmasıdır. Gerçekleşen sistem içi ısı geçişi,
rejenerasyon olarak adlandırılmaktadır. Bu işlemle akışkanın ısıl enerjisi, çevrimin bir
bölümünde sistem içerisinde yer alan ve rejeneratör olarak adlandırılan bir ısıl deposuna
verilmekte ve daha sonra çevrimin bir başka bölümünde bu enerji, rejeneratörden yeniden
çalışma akışkana geçmektedir (Walker, 1980). Stirling çevriminin ısıl verimi, Carnot çevrimi
verimine eşittir (Demiralp, 2000).
P
3
QH
TH
4
2
TL
1
QL
V
Şekil 2.1. İdeal Stirling
th, Stirling = th, Ericsson = th, Carnot = 1 
TL
TH
P–V diyagramı
(2.1)
2.2. Stirling Motorunun Çalışma Prensibi
Tasarlanıp imal edilen Stirling motorda, yer değiştirme pistonu (YDP) ve mekanik işin
elde edildiği güç pistonu mevcuttur. Motora ilk hareketin verilmesi ile YDP, soğuk bölgeye
hareket ederek buradaki akışkanı sıcak hacme aktarır. Aktarma sırasında akışkana dışarıdan
ısıtıcı tarafından ısı verilerek, akışkanın sıcaklığı ve basıncı arttırılır. YD silindirinde soğuk
hacim küçülürken, sıcak hacim aynı miktarda büyür. Dışarıdan ısı alarak sıcaklığı ve basıncı
artan hava, iki silindir arasındaki ısı borusundan güç silindirine giderek, güç pistonunu
AÖN‘ya iterek genişletip iş yaptırmaktadır. Güç pistonu AÖN’ya doğru inip iş yaparken
YDP, sıcak bölgeye doğru harekete geçmekte ve havanın bir miktarını soğuk bölgeye
pompalamaktadır. Soğuk bölgeye geçen akışkandan ısı çekilmekte ve bu hal, sabit hacimde
ısı çekme (soğutma) işlemi olmaktadır. YDP, ÜÖN‘ya hareketini devam ederek havayı
soğuk hacme süpürürken, güç pistonu AÖN‘yı aştıktan sonra önünde kalan akışkanını YD
silindirine itmektedir. YDP, sıcak bölgede en üst noktaya çıktığında akışkan soğuk bölgeye
aktarılmış ve sıcaklığı düşmüş durumdadır. Bundan sonra yer değiştirme pistonunun aşağıya
hareketi ile akışkan sıcak bölgeye aktarılacak ve yeni bir çevrim başlayacaktır.
2.3. Prototip Motorun Analiz Yöntemi
Stirling gerçek çevrimi ile ideal çevrimi arasında farklılıklar oluşmaktadır. Teorikte sabit
sıcaklıkta gerçekleşen sıkıştırma ve genişleme süreçleri ile sabit hacim süreçleri pratikte
gerçekleşmemektedir. Isı transfer işlemlerinin sürekliliği ve değişen piston hızı, ısının sabit
hacim süreçlerinde sisteme sürülmesini engellemektedir. Motordaki ölü hacim ve sürtünme
3
kayıpları da diğer faktörlerdir. Stirling motorlarında gerçek çevrim şartlarına yaklaşabilmek
için termodinamik hesaplamalar ve tasarım yapılırken daha gerçekçi yaklaşımlar
geliştirilmiştir. Bu çalışmada, tasarlanan motorun detayları, Halit Karabulut tarafından
geliştirilen, “Nodal” analiz yöntemine dayanan bir termodinamik simülasyon programı
kullanılarak belirlenmiştir. Bu programda motor; genleşme hacmi, ısıtıcı hacmi, rejeneratör,
soğutucu hacmi ve sıkıştırma hacmi olmak üzere beş ana bölgeye ve 14 ayrı kısma
bölünmüştür ve analizde aşağıdaki kabuller yapılmıştır. Her bölüm açık sistem özelliği
taşımakta olup, madde giriş ve çıkışı gerçekleşmektedir. Çalışma akışkanının yer
değiştirmesi sırasında hidrodinamik sürtünmeden doğan basınç farklılıkları termodinamik
basınca kıyasla ihmal edilebilir. Rejeneratör duvar kısmında sürekli lineer ve değişmeyen bir
sıcaklık dağılımı vardır. Çalışma akışkanı hava olup ideal gaz kabul edilmiştir ve sistemdeki
toplam kütle değişmemektedir. Isıtıcı ve sıcak silindirin cidarları sıcak kaynak sıcaklığında,
soğutucu ve soğuk silindirin cidarları soğuk kaynak sıcaklığındadır. Isıtıcı, soğutucu ve
rejeneratör hacimleri sabittir. Sıcak (VH) ve soğuk (VC) silindirdeki hacimler, krank açısı ile
değişmektedir. Basınç, Sıcaklık ve yoğunluk olmak üzere üç tane bilinmeyen mevcut olup
bunların belirlenmesinde, ideal gazların hal denklemleri, kütlenin korunumu ile enerjinin
korunumu prensipleri kullanılmaktadır.
2.4. Motorun Özellikleri
1
2
3
4
5
6
7
8
16
9
12
13
14 15
10
11
Şekil 2.2. Stirling motoru parça ve kısımları
Çizelge 2.1 ve 2.2’de motorun kısımları ve tasarlanan motorun bazı teknik özellikleri
verilmektedir.
4
Çizelge 2.1. Motorun kısımları (Şekil. 2.2’de)
1
2
3
4
5
6
7
8
Sıcak bölge
YD silindiri
YD pistonu
Soğutucu
Soğuk bölge
Merkezleme malafası
YD biyel kolu
YD bağlantı çubuğu
9
10
11
12
13
14
15
16
Güç biyeli
Motor bloğu
Krank mili
A.Ö.N.
Güç pistonu
Güç silindiri
Ü.Ö.N.
Akışkan borusu
Çizelge 2.2. Tasarlanan motorun bazı teknik özellikleri
Silindir çapı (D)
Piston kursu (L)
Maksimum motor devri (nmax)
Sıkıştırma oranı ()
Minimum hacim (Vmin)
Maksimum hacim (Vmax)
Süpürme hacmi (Vs)
Çalışma akışkan kütlesi
0,058 m
0,062 m
1200 d/d
1.70845
231.22.10-6 m3
395.03.10-6 m3
163.81.10-6 m3
0,00039708 kg
2.5. Prototip Motorun Parçaları
Motorun boyutları termodinamik simülasyon program kullanılarak belirlenmiştir.
Boyutları belirlenirken imalat şartları da göz önüne alınmıştır. Şekil 2.3’te tasarlanıp imal
edilen motor parçalarından blok, krank mili, biyeller, volan, güç ve yer değiştirme silindirleri
görülmektedir. Motor bloğu, ST 37 dikişsiz çekme çelik borudan iki yan kapaklı olup
silindirleri birbirine 900 açı farkı ile kaynatılmıştır. Krank mili Ç 4150 ve Ç 1050 malzeme
olup muylu yüzeyi ısıl işleme tabi tutulup krom kaplanmış ve 0,01 mm hassasiyete
taşlanmıştır. Silindiri dikişsiz çelik boru olup içerisine yüksek grafitli dökme demir gömlek
çakılmış ve 0,04 mm yağ boşluğu verilmiştir.
Şekil 2.3. Blok, krank mili, biyeller, volan, güç ve yer değiştirme silindirleri
Soğuk bölgenin soğutulması silindir üzerine yerleştirilen bir su ceketi ile
sağlanmaktadır. YD ünitesi parçalarının tasarımı, sıkıştırma oranı 1,5 - 2 arasında olacak
şekilde çeşitli değerlerde denemek suretiyle optimize edilerek belirlenmiştir. Optimum yer
5
değiştirme (YD) pistonu ile silindiri arasındaki boşluk (DEL) boşluğu 1 mm, yer değiştirme
pistonu boyu da 150 mm olarak belirlenmiştir.
2.6. Deney Düzeneği ve Yöntem
Şekil 2.4’de motorun tork ve güç gibi performansının test edildiği düzeneğin şematik
resmi, şekil 2.5’te ise kurulan test düzeneği görülmektedir.
Termometre
Stirling
Motoru
Şekil 2.4. Stirling motoru test deney düzeneği şematik görünümü
Motorun yer değiştirme silindiri sıcak bölgesi, elektrikli ısıtıcılı fırının iç kısmına
yerleştirilip seramik çamuru ile yalıtılmıştır. Soğutucuya şebekeden, 16,6 l/s debide şekilde
su verilmiştir. Isıtıcı sıcaklığı fırında 700 0C, 800 0C, 875 0C, 950 0C, 1000 0C, 1050 0C ‘de
iken, akışkan basıncı, ayrı ayrı atmosfer, 0.5 bar, 1 bar, 1.5 bar ve 2 bar doldurma
basınçlarında tutularak devir, tork ve güç değişimleri ölçülmüştür.
Şekil 2.5. Tork, güç ve devir ölçümü için kurulan test düzeneğinde; terazi, tork aparatı,
Stirling motor ve ısıtıcının görünümü
6
3.
DENEYSEL SONUÇLAR
Tasarlanan ve imalatı yapılan prototip motorda, balans sorunu, mekanik sürtünmeler,
parçaların ataletlerinden kaynaklanan olumsuzluklar ve ısı kayıpları tespit edilmiştir.
Optimizasyon çalışmaları sonunda bazı parçalar da ağırlık azaltılarak veya tasarım
değişikliklerine gidilerek motor sürekli ve düzenli çalışır hale getirilmiştir.
3.1. Test Sonuçları
Belirlenen farklı sıcaklık ve basınçlarda her sıcaklık ve basınç değeri için on adet ölçüm
alınarak test sonucunda bulgular elde edilmiştir. “Motor şarjlı” deyimi, motor çalışma
akışkanının sahip olduğu çalışma şarj (doldurma) basıncını belirtmektedir.
3.2. Farklı Şarj Basınçlarında Isıtıcı Sıcaklığına Bağlı Motor Devri Değişimi
Şekil 3.1 incelendiğinde, motor devrinin, havanın farklı şarj basınçlarında, farklı değer
aldığı ve ısıtıcı sıcaklığına bağlı olarak motor devrinin sürekli doğrusal bir artış gösterdiği
ve en fazla ısıtıcı sıcaklığı değerinde, motor devrinin de en yüksek değerine çıktığı
görülmektedir.
Motor Devri (d/d)
650
600
550
500
450
400
350
300
250
650
800
950
Sıcak Kaynak Sıcaklıkları, 0C
0,5 bar d/d
1 bar d/d
1,5 bar d/d
2 bar d/d
0 bar
0
1100
o
Şekil 3.1 Farklı şarj basınçlarında ısıtıcı sıcaklığına bağlı devir değişimi
Motor şarjlı iken, aynı sıcaklıktaki motor devri, şarjsız duruma göre daha yüksek
çıkmaktadır. Bunun nedenlerinden birisi, motor şarjlı iken içerideki iş yapan akışkanın
kütlesinin daha fazla olmasıdır. Aynı zamanda basıncının yüksek olması nedeniyle ısı
iletiminin artmasıdır. Şarjlı değerleri karşılaştırdığımızda, aynı sıcaklıktaki motor
devirlerinin değiştiği görülmektedir. Fazla doldurma basıncı, bazı kayıpları arttırdığından 2
bar doldurma basıncındaki motor devri, diğer doldurma basıncı değerlerine göre daha düşük
kalmaktadır. Prototip motorda en fazla devir 0,5 bar ile 1 bar’da alınmaktadır. (Şekil 3.1)
Sıcak bölgeye, ısı kaynağından verilen ısı enerjisi miktarı, malzeme dayanımının, kalitesinin
ve maliyetinin imkan verdiği ölçüde ne kadar fazla olursa motordan alınacak verim o
değerde artacaktır.
7
3.3 Farklı Şarj Basınçlarında Isıtıcı Sıcaklığına Bağlı Tork ve Güç Değişimi
Isıtıcı sıcaklığındaki artışa paralel olarak tork ve güç değerlerinin de artığı şekil 3.2 ve
3.3’de görülmektedir. Bu doğru orantılı artış, ısıtıcı ve soğutucu sıcaklıkların arasındaki
farkın artmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak bu artış değeri tork ve güç değeri
olarak farklı doldurma basınç değerlerinde daha değişik değerde olmaktadır.
Şekil 3.2. Farklı Şarj Basınçlarında Isıtıcı Sıcaklığına Bağlı Güç Değişimi
Isıtıcı sıcaklığı, motor torku ve gücüne doğru orantılı olarak etkilemektedir. 0,5 bar
doldurma basıncında, sıcaklığa göre değişimde ise; 700 0C ‘de yaklaşık 7 W olan güç, 1050
0
C ‘ de yaklaşık 19 Watt’a, (şekil 3.2) çıkmaktadır. Şekil 3.3’te 0.08 Nm olan tork 0,35 Nm
değerine doğru lineer olarak artış göstermektedir.
Şekil 3.3. Farklı Şarj Basınçlarında Isıtıcı Sıcaklığına Bağlı Tork Değişimi
Şarj basıncının 0,5 bar olması ile sıcaklığa bağlı olarak tork ve güçte büyük bir artış
olmuştur. Bu grafikler tork ve güç değerinin ısıtma sıcaklığına bağlı olduğu gibi, doldurma
basıncına da bağlı olduğunu ortaya koymaktadır. En fazla tork ve güç değerleri 0,5 bar’da
çıkmaktadır.
8
4.
SONUÇLARIN TARTIŞILMASI
Çalışma akışkanı hava olan, süpürme hacmi 0,163 litre olan prototip Stirling motordan
maksimum güç, 1050 0C sıcaklıkta, 0,5 bar doldurma basıncında 21,344 W olarak elde
edilmiştir. Motorda maksimum tork, 1050 0C sıcaklıkta, 0,5 bar doldurma basıncında
0,343 Nm olarak elde edilmiştir. Isıtma sıcaklığı arttıkça motor devrinin, torkunun ve
gücünün doğru orantılı olarak arttığı ortaya çıkmaktadır. Motorun tork değeri, sıcak bölgede
verilen ısı miktarı değiştirilerek kontrol edilebilir. Doldurma basıncının 0,5 bar’da optimal
değerine ulaştığı görülmektedir. Fazla doldurma basıncı motorda kayıpları fazlaca
arttırmakta bunun sonucunda devir, tork ve güç değerleri azalmaktadır. Doldurma basıncı
değerinin, Stirling motorları için güç ve yük kontrolünde ısıtma sıcaklığı kadar önemli bir
parametre olduğu ortaya çıkmaktadır. Sıkıştırma oranı ölü hacimler açısından önemlidir ve
1,5 ile 2 değerleri arasında tutulmalıdır. Daha düşük ısıtma sıcaklığı sağlayabilen güneş
enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının dışarıdan ısı enerjisi sağlayıcısı olarak
kullanılması için motorun bu sıcaklık değerlerindeki verim ve performansının arttırılması
gerekir. Bunun için en etkin yollardan biri ısıl kapasitesi iyi ve sürtünme kayıpları olan
helyum ve hidrojen gibi akışkanların çalışma maddesi olarak tercih edilmesi gerekir.
İş gören akışkan olarak hava kullanıldığında motor performans değerleri düşük
olmaktadır. İmal edilen motor içten yanmalı motorla kıyaslanacak olursa, yanma olmadığı ve
sıkıştırma oranı yaklaşık 5 ile 8 kat düşük olduğu için, yüksek basınç, ani basınç artışı ve
yüksek sıcaklık ortaya çıkmamakta, parçalar daha az termik, mekanik, kimyasal
zorlanmaktadır. Gürültü oldukça azdır. Egzoz emisyonu oldukça temizdir. İçten yanmalı
motorlarla rekabet edebilmesi için, sızdırmazlık, ölü hacim, ısı iletimi gibi problemlerinin
halledilmesi gerekmektedir. Ülkemizin güneş enerjisi potansiyelinin yüksek olması ve tarım
ülkesi olması bu motorun cazibesini arttırmaktadır. Bu nedenle bu çalışmalar
desteklenmelidir.
SEMBOLLER
A.Ö.N.
DEL
GP
QH
QL
P
TH
TL
Ü.Ö.N.
V
YD
YDP
W
η
Alt ölü nokta
Yer değiştirme pistonu boşluğu
Güç pistonu
Sisteme verilen ısı
Sistemden atılan ısı
Basınç
Sıcak kaynak sıcaklığı
Soğuk kaynak Sıcaklığı
Üst ölü nokta
Hacim
Yer değiştirme
Yer değiştirme pistonu (displacer)
Güç birimi
Verim
TEŞEKKÜR
Bu çalışma Ege Üniversitesi (BAP 2002/GEE/002 No’lu Proje) tarafından
desteklenmiştir.
9
5.
KAYNAKLAR
[1] Bergermannand, S., 2000, Schlaich Partner Bergermannand GbR, Structural Consulting
Engineers, Stuttgart
[2] Çengel Y.A., ve Boles, M.A., 1996, Mühendislik Yaklaşımı ile Termodinamik, Reno
[3] Çınar, C., 2003, Gama Tipi Bir Stirling Motorunun Tasarımı İmali Ve Performans
Analizi, Gazi Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü, Ankara
[4] Demir, B., 2003, Küçük Güçlü ve Güneş Enerjili Bir Stirling Motoru Tasarımı, Ege
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir
[5] Demiralp, M., 2000, Gama Tipi Bir Stirling Motorunun Tasarımı Ve İmalatı, Gazi
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara
[6] Goswami, D.Y., Kreith, F., Kreider, J.F., 1999, Principles Of Solar Engineering, Solar
Thermal Power And Process Heat , 376-388p.
[7] Gu, Z., Sato, H., Feng, X., 2000, Yokohama, Using Supertical Heat Recovery Process İn
Stirling Engines For High Termal Efficiency, Applied Thermal Engineering 21, 2001, 1621p
[8] Hirata,K.,1997, SchmıdtTheoryForStırlıngEngınes,“www.bekkoeme.or.jp/khirata
/academic/simple, Tentative version on January 20, 1997
[9] Karabulut, H., Erdiller, B., Yücesu, S., Koca, A., 2000, Güneş Enerjisi İle Çalışan Bir
Stirling Motorunun İmali Ve Performans Testleri, Isı Bilim Ve Tekniği Dergisi 8-14 s.
[10] Karabulut, H., 1996, Stirling Motorlarının Termodinamik Simülasyonu, Isı Bilim Ve
Tekniği Dergisi 20, 3-4s.
[11] Stine, W.B., and R.E. Diver, 1994, A Compendium Of Solar Dish / Stirling Technology.
SAND93-7026,Sandia National laboratory.
[12] Yücesu, S., 1996, Küçük Güçlü Güneş Enerjili Bir Stirling Motoru Tasarımı, Gazi
Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü, Ankara
[13] Walker, G., 1980, Stirling Engines, Clarendon Pres, Oxford
10
BORNOVA İÇİN GÜNEŞ-RÜZGÂR HİBRİD ENERJİ ÜRETİM
SİSTEMİ TASARIMI
Mustafa Engin1
ÖZET
Bu makalede, İzmir’de batarya yedekli PV-rüzgâr hibrid enerji sisteminin
uygulanabilirliği araştırıldı. Günlük ortalama tüketimi 12.1 KWh ve en yüksek tüketimi 3.7
KW olan örnek ev otonom yük olarak kabul edildi. Sistemi boyutlandırmak için HOMER
yazılımı kullanıldı. Rüzgâr hızı, güneş ışınımı ve sıcaklık verilerine göre boyutlandırılan
sistemin duyarlılık analizi yapıldı. Yapılan analizler sonucu PV-rüzgâr hibrid enerji siteminin
günümüzde elektrik üretimi için uygun çözüm olmadığı görüldü.
Anahtar Sözcükler: hibrid enerji sistemleri; rüzgâr türbini; hibrid enerji sistemi
boyutlandırma.
ABSTRACT
In this paper, a pre-feasibility study of using PV-wind hybrid energy system with battery
storage in İzmir is explained. A house having an energy consumption of 12.1 kWh/d with a
3.7 kW peak power demands was considered as the stand-alone load. HOMER is used as a
sizing and optimization tool. Sensitivity analysis with wind speed data, solar radiation level
and temperature was done. It was found that, a PV-wind-battery hybrid system is not suitable
solution at present.
Keywords: hybrid energy systems; wind turbines; sizing hybrid energy systems
1.
GİRİŞ
Fosil yakıtlardan elektrik enerjisi elde eden sistemlerin çevreye verdikleri zararın her
geçen gün daha açık bir şekilde ortaya çıkması yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik
enerjisi üreten sistemleri daha önemli hale getirmiştir. 1970’li yıllardan başlayarak güneş pili
ve rüzgâr türbini, ayrı ayrı ve birlikte hibrid olarak özellikle şebekeden uzak bölgelerde
elektrik üretimi için kullanılmaktadır. Güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji
kaynaklarından elektrik enerjisi üretiminin önünde duran en önemli engeller üretilen
enerjinin kesikli olması, ilk kurulum maliyetlerinin yüksek olması ve yeterli teknolojik bilgi
birikiminin bulunmamasıdır.
Güneşten sadece gündüz elektrik üretilebilirken günün geri kalan bölümünde yük
enerjisiz kalır. Rüzgârda ise güneş kadar kesin sınırlar ile ayrılmasa da günün bazı
saatlerinde elektrik üretimi mümkün iken diğer saatlerde yük enerjisiz kalmaktadır. Gün
içinde gerçekleşen bu kesiklik, enerji üretimin olduğu zaman diliminde üretilen enerjinin
tüketim fazlası bataryada depolanarak ve üretimin yetersiz kaldığı zaman dilimlerinde yük
bataryadan beslenerek giderilebilir [1]. Güneş ve rüzgârdan elde edilebilecek elektrik
enerjisi, mevsimlere göre farklı değişimler gösterir. Kış aylarında güneşten günlerce elektrik
1
Yrd. Doç. Dr., Ege Üniversitesi Ege Meslek Yüksekokulu Elektronik Teknolojisi Programı, Bornova, 35100,
İzmir, [email protected]
11
üretmek mümkün olmayabilir. Aynı şekilde bahar ve yaz aylarında rüzgârdan elektrik
üretimi çok düşük seviyede kalabilir [2]. Mevsimsel kesikliliğin batarya kapasitesinin
arttırılması ile çözümü hem maliyeti çok arttırır hem de birçok yerde mümkün değildir.
Mevsimsel kesikliliği gidermek için birçok araştırmacı güneş pili veya rüzgâr türbininin
yetersiz kaldığı durumlarda dizel jeneratörün kullanılmasını önermişlerdir [3], [4]. Batarya
kullanmak ilk kurulum maliyetini yükseltirken, dizel jeneratör kullanmak işletme
harcamalarını arttırmaktadır. Son yıllarda yapılan araştırmalardan elde edilen sonuçlara göre
birbirini tamamlayıcı değişim gösteren alternatif enerji kaynaklarının birlikte kullanımının
sistem güvenirliğini artıracağı belirlenmiştir. Eleman boyutlarının ve denetim stratejisinin iyi
seçilmesi durumunda sistem maliyetinin çok az yükseleceği hatta kurulan bölgenin
özelliklerine göre biraz düşebileceği belirlenmiştir [5].
Birden fazla yenilenebilir enerji kaynağı içeren hibrid enerji üretim sistemlerinde daha
fazla eleman yer alacağı için sistemin yapısı ve denetimi karmaşık hale gelecektir. Hibrid
enerji sisteminin diğer bir sorunu da ilk kurulum maliyetlerini minimumda, güvenirliği
maksimumda tutacak boyutlandırmanın zorluğudur. Boyutlandırmanın doğru yapılması için
en az bir yıl boyunca meteorolojik verilerin ölçülmesi gerekmektedir.
Bu çalışmada Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü tarafından 1 yıl süreyle ölçülen
güneş ışınımı, rüzgâr hızı ve ortam sıcaklık değerleri kullanılarak güneş-rüzgâr batarya
hibrid enerji üretim sisteminin ön fizibilite çalışması yapılmıştır. Ortalama bir evin elektrik
tüketimi belirlenmiş ve dışarıdan ek kaynağa gerek kalmadan bu tüketimi karşılayacak hibrid
enerji sistemi HOMER yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır ve elde edilen sonuçlar
verilmiştir.
2.
GÜNEŞ-RÜZGÂR HİBRİD ENERJİ ÜRETİM SİSTEMİNİN ELEMANLARI
Güneş-rüzgâr hibrid elektrik üretim sisteminin blok şeması şekil-1’de gösterilmiştir.
Sistem güneş pili, rüzgâr türbini, batarya gurubu ve bu birimlerin birlikte uyumlu
çalışabilmelerini sağlayan elektronik dönüştürücü ve denetleyici devrelerden oluşur.
Şarj Regülatörü
DC
AC
DC
AC
Yüke
Rüzgar Türbini
Batarya
Gurubu
Güneş Pili
Şarj Regülatörü
Şekil 1. Güneş-rüzgâr hibrid elektrik üretim sistemi.
12
2.1 Güneş Pili
Fotovoltaik hücreler güneş ışığını doğru akıma dönüştürürler, yeterli ışık olduğu sürece
üretim devam eder ve işletme giderleri çok düşük, güvenirlikleri de çok yüksektir. Birkaç WP
gücünden 300 WP gücüne kadar değişik ölçülerde güneş pili satılmaktadır. Güneş pilinin en
büyük dezavantajı ilk yatırım maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Güneş pilleri şebekeden uzak
küçük ve orta ölçekli yüklerin beslenmesi için ekonomik bir seçenek olmaktadır. Güneş
pillerinin kullanım süreleri yapım teknolojisine bağlı olarak 10-25 yıl aralığında
değişmektedir. [6]
2.2 Rüzgâr Türbini
Rüzgâr türbini hareket halindeki havanın kinetik enerjisini mekanik veya elektrik
enerjisine dönüştürür. Ürettikleri enerji rüzgâr hızına göre değişir, birim maliyeti düşüktür.
Fakat kurulacak yerin rüzgâr hızının yüksek olması ve hava akışını engelleyen yükseltilerin
çevresinde yer almaması gerekir. Rüzgâr hızı çok değişken olduğu için üretilen enerjide
değişken olacaktır. Kanatlara çarpan hava akımı kanatların dönmesini ve dolayısıyla
kanatların bağlı olduğu milin dönmesini sağlar. Küçük ölçekli rüzgâr türbinlerinde mil
doğrudan, büyük ölçeklilerde ise dişli kutusu yolu ile jeneratöre bağlanır. Jeneratör mekanik
hareketi elektrik enerjisine dönüştürür. Düşük güçlü rüzgâr türbinlerinde jeneratör olarak
sabit mıknatıslı alternatörler kullanılırken, yüksek güçlüler de ise asenkron veya senkron
jeneratör kullanılır. Şebekeden bağımsız çalışan sistemlerde frekansı sabit tutmak rüzgâr
hızındaki değişimlerden dolayı mümkün olmadığından jeneratör çıkışı DC’ ye dönüştürülür.
Birçok rüzgâr türbini 3 veya 2 kanatlı olarak üretilir. Rüzgâr türbininden elde edilebilecek
güç rüzgâr hızının küpüyle ve kanat süpürme alanı ile doğrudan orantılıdır. Üretici firmalar
türbinin üretime başladığı rüzgâr hızını, üretimi durdurduğu rüzgâr hızını ve rüzgâr hızı-güç
eğrisini kullanıcılara verirler.
2.3 Batarya Gurubu
Bataryalar enerjiyi kimyasal formda depolayan elektro-kimyasal elemanlardır.
Yenilenebilir kaynaklarla birlikte en yaygın kullanılan batarya tipi derin boşaltmaya izin
veren kurşun-asit sabit tesis bataryalarıdır. Nikel-kadmiyum, nikel-demir ve demir-hava gibi
başka daha uygun batarya türleri vardır, fakat bu bataryalar ya çok pahalı ya da henüz
geliştirme aşamasında olduklarından pratik uygulamalar için yeteri kadar güvenilir
değillerdir. Kurşun-asit bataryalar en yaygın kullanılan batarya tipi olmasına rağmen
kullanımı en karmaşık olandır. Aşırı şarjdan ve aşırı deşarjdan korunmalıdır, ayrıca uzun
süreli düşük şarj seviyesinde tutulmamalıdır. İşletme koşullarına göre bataryaların ömrü 3
yıl ile 15 yıl arasında değişmektedir. İlk yatırım maliyetleri düşük olmasına rağmen bakım ve
yenileme maliyetleri yüksektir. Deşarj sırasında plakalar ile elektrolit arasında gerçekleşen
kimyasal reaksiyon yük üzerinden elektrik akımı geçmesini sağlar. Şarj sırasında bu
kimyasal reaksiyon tersine çevrilir. Batarya kapasiteleri Ah veya nominal gerilimlerinin
çarpımı sonucu elde edilen kWh olarak ifade edilir. Bataryanın saklama kapasitesi üzerinde
yazılan kapasitesinden farklı olabilir, saklama kapasitesi yaşına, çalışma şekline ve bakımına
bağlıdır. Bataryaların kullanım sürelerini ve verimlerini etkileyen diğer bir etken de ortam
sıcaklığıdır. Ortam sıcaklığındaki her 10 C artış bataryanın kullanım süresini yarı yarıya
azaltır. Diğer taraftan negatif sıcaklıkta şarj verimi düşük olur. Kurşun-asit sabit tesis
akülerinin 20 C sıcaklıktaki kullanım süreleri 5 ile 10 yıl arasında değişir. [7]
13
2.4 İnvertör
Hibrid sistemde AC ile çalışan cihazlar kullanıldığında invertör kullanılması gerekir.
İnvertör DC batarya veya jeneratör çıkışını 50 Hz AC gerilime dönüştürür. Küçük ölçekli
yükleri beslemek için kurulan hibrid sistemlerde genellikle tek faz invertör kullanılır. Büyük
ölçekli hibrid sistemlerde ise yükler 3 faz ile beslendiğinden 3 fazlı invertörler
kullanılmaktadır.
2.5 MPPT
Maksimum güç noktası izleyicisi genel anlamda yüksek frekansta çalışan bir DC-DC
dönüştürücüdür. PV panel tarafından üretilen gücün her anında maksimumunu yüke iletmek
için kullanılır. Kullanıldığında sistem verimini olumlu yönde etkiler. Çoğunlukla batarya şarj
eden sistemlerde şarj regülâtörü ile tümleşik, doğrudan AC motor süren sistemlerde invertör
ile birleşik olarak tasarlanır. Batarya şarjında MPPT kullanmak, sistemin verimini artırır
fakat maliyeti yüksek olduğu için tercih edilmez [8].
2.6 Batarya Şarj Regülâtörleri
Batarya regülâtörleri şebekeden bağımsız hibrid sistemlerde sistemin çalışmasını
denetlemek amacıyla kullanılır. Birçok sistemde şarj regülâtörü ve yük regülâtörü olarak iki
ayrı birimden oluşur. Şarj regülâtörü bataryaları aşırı şarjdan korurken yük regülâtörü
bataryaları derin deşarjdan korur.
2.7 Elektrik Yükü
Ortalama bir evin elektrik tüketimini belirlemek için Bornova ilçesinde 3 tarifeli
elektronik sayaç kullanan 10 adet evin bir yıllık tüketimleri, faturalarından kaydedildi. Bu
kullanıcıların ortalaması alınarak bir evin bir yıl boyunca aylık tüketimleri 3 tarifeli olarak
belirlendi. Seçilen evlerde yaşayan kişi sayısı 3 ile 8 kişi arasında değişmektedir. Bu evlerin
yarısı ısınma için kış aylarında elektrikli ısıtıcı veya klima kullanmaktadır. Diğer yarısı ise
kış aylarında ısınma için doğal gaz, dizel veya kömür kullanırken, tüm evler yaz aylarında
soğutma için klima kullanmaktadırlar. Tarife saat aralıklarında eşit enerji tüketimi olduğu
varsayılarak her tarifedeki toplam tüketim tarife uzunluğuna bölünerek saatlik elektrik
tüketimi belirlendi. Şekil-2’de ortalama evin aylık ortalama günlük tüketiminin aylara göre
değişimi gösterilmiştir.
Seasonal Profile
Load (kW)
4
max
3
daily high
mean
2
daily low
1
0
min
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Ann
Şekil 2. Elektrik tüketiminin ortalama günlük tüketiminin aylara göre değişimi.
3.
METEOROLOJİK VERİLER
Güneş ve rüzgârdan elektrik enerjisi üreten rüzgâr türbini ve güneş pilinin çıkışı sistemin
kurulduğu yerin meteorolojik verilerine bağlıdır. Sistemin boyutlandırılması ve üreteceği
enerjinin tahmin edilebilmesi için en azından bir yıllık rüzgâr hızı, güneş radyasyonu ve
ortam sıcaklığının saatlik aralıklarla ölçülmesi gerekmektedir. Ege Üniversitesi Güneş
Enerjisi Enstitüsünde 1994 yılından başlayarak rüzgâr hızı, güneş ışınımı ve ortam sıcaklığı
14
ölçülmüş ve saatlik ortalama değerleri kaydedilmiştir [9]. Haftalık veriler bilgisayara
kaydedilmiştir. Bu makalede 1994-2001 yılları arasında alınan veriler kullanılmıştır. Şekil3’de 7 yılın ortalaması alınarak elde edilen model yılın ortalama günlük güneş ışınım
değerlerinin aylık değişimi ve aylara göre bulutsuzluk indeksinin değişimi verilmiştir. Şekil4’te ise aylık ortalama rüzgâr hızının yıl boyunca değişimi verilmiştir.
1.0
0.8
6
0.6
4
0.4
Clearness Index
Daily Radiation (kWh/m²/d)
8
2
0.2
0
Jan Feb Mar Apr May Jun
Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Daily Radiation
0.0
Clearness Index
Wind Speed (m/s)
Şekil 3. Model yılın ortalama günlük toplam güneş ışınımının ve bulutsuzluk indeksinin
aylara göre değişimi.
3.0
2.0
1.0
0.0
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Şekil 4. Model yılda ortalama aylık rüzgâr hızlarının yıllık değişimi.
4.
HOMER
Bu makalede National Renewable Energy Laboratory (NREL) tarafından geliştirilen
Hybrid Optimization Model for Electric Renewables (HOMER), hibrid sistemin
boyutlandırılmasında ve optimizasyonunda kullanıldı. HOMER, hibrid sistemde kullanılan
elemanların enerji ve ekonomik modellerini içerir. Bu eleman modellerini ve kullanıcıdan
aldığı rüzgâr hızı, güneş radyasyonu, ortam sıcaklığı ve yük değerini kullanarak hibrid
sistemi boyutlandırır, simülasyonunu yapar ve en ekonomik çözümü kullanıcıya sunar [10].
Programdan istenilen elemanın yıllık, günlük veya aylık performans eğrilerini almak
mümkündür. HOMER kütüphanesinde özellikleri üretici firmalardan alınmış hibrid sistem
elemanlarını içerir fakat kullanıcı yeni eleman ekleyebilir. Simülasyon sırasında meteorolojik
verilerin yanı sıra elemanların kullanım süreleri, maliyetleri, yenileme maliyetleri ve
maksimum minimum kullanılabilecek adetlerini kullanıcıdan ister.
15
5.
BULGULAR VE TARTIŞMA
6 yılın saatlik güneş ışınımı, rüzgâr hızı ve ortam sıcaklığı verileri kullanılarak elde
edilen ortalama, model yılın örnekleme sıklığı 1 saat olacak şekilde HOMER’a girildi.
Elektrik tüketimi için örnek olarak seçilen 10 adet evin ortalaması alınarak model yük
oluşturuldu. Model yükün aylık ortalama saatlik değişimleri programın yük kısmına girildi.
Güneş pili olarak 100, 150 ve 200 WP güçlerinde üç seçenek belirlendi. Rüzgâr türbini olarak
program kütüphanesinde yer alan 20 KW’ın altında kalan 6 adet rüzgâr türbini seçildi.
Batarya olarak kütüphanesinde yer alan 12 batarya tipinin tamamı simülasyona dâhil edildi.
DC gerilim 48 V, AC gerilim 220 V, 50 Hz olarak seçildi. Kullanılacak eleman adedine
sınırlama getirilmedi. Bu değerler ile yapılan boyutlandırma ve optimizasyon simülasyonunu
2 saat 17 dakika sürdü. Bu sürenin sonunda programdan sistem boyutu, eleman verilileri ve
performans eğrilerini gösteren sistem raporu alındı ve rapor programdan alınan haliyle
EK’de verildi.
Hibrid sistem 6.4 KW güneş pili, 2 adet rüzgar türbini, 240 adet batarya, 4 Kw inverter
ve 4 Kw doğrultucudan oluşmuştur. Kurulum maliyeti 48052 $, yıllık bakım ve işletme
maliyeti 207 $/yıl ve tüketilen enerjinin birim maliyeti 0.851 $/KWh olarak hesaplanmıştır.
Şebeke elektriğinin birim fiyatı 0.10 ile 0.12 $/KWh olduğunu düşündüğümüzde kurulacak
hibrid sistem şebekenin ulaşabildiği bir yerde kurulduğunda tüketici yaklaşık 8 kat daha
pahalı elektrik enerjisi satın almış olacaktır. Üretilen enerjinin pahalı olmasının birinci
nedeni kurulum maliyetinin yüksek olması, ikinci nedeni ise kapasite kullanımının çok düşük
olmasıdır. Kapasite kullanımı rüzgar türbininde %1, güneşte ise %18.5’tir. Tüketilen
enerjinin %86’sını PV ve %14’ünü ise rüzgâr türbini üretmiştir.
6.
SONUÇ
Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü tarafından 1994-200 yılları arasında ölçülen
meteorolojik veriler kullanılarak Bornova’da ortalama bir evin elektrik ihtiyacını karşılamak
üzere bir PV-rüzgâr hibrid enerji sistemi HOMER yazılımı kullanılarak boyutlandırılmıştır.
Elde edilen 72 adet çözüm en düşük enerji maliyeti elde edilecek şekilde aynı programla
optimize edilmiş ve tüketilen enerjinin birim maliyeti 0.85 $/KWh olarak hesaplanmıştır.
Günümüz şarlarında şebeke elektriğini fiyatı 0.10-0.12 $/KWh aralığında olduğunu
düşünürsek boyutlandırılan sistemin kullanılması ekonomik değildir. Gelecekte kurulum
maliyetinin düşmesi veya üretilen fazla elektriğin şebekeye satılmasının yasa ile izin
verilmesi ile birim maliyeti düşebilir ve tasarlanan sistem ekonomik bir seçenek olabilir.
EK: System Report - hybrid1.hmr
System architecture
PV Array
6.4 kW
Wind turbine
2 BWC Excel-S
Battery
240 Hoppecke 4 OPzS 200
Inverter
4 kW
Rectifier
4 kW
Cost summary
Total net present cost
$ 48,052
Levelized cost of energy
$ 0.851/kWh
Operating cost
$ 207/yr
16
Net Present Costs
Capital
Replacement
O&M
Fuel
Salvage
Total
($)
($)
($)
($)
($)
($)
PV
22,400
0
409
0
0
22,809
BWC Excel-S
9,000
0
128
0
0
9,128
Hoppecke 4 OPzS 200
12,000
2,993
0
0
-1,678
13,316
Converter
2,000
668
256
0
-124
2,799
System
45,400
3,661
793
0
-1,802
48,052
Component
Electrical
Production
Component
Fraction
(kWh/yr)
PV array
10,378
86%
Wind turbines
1,758
14%
Total
12,136
100%
Consumption
Load
Fraction
(kWh/yr)
AC primary load
4,415
100%
Total
4,415
100%
Quantity
Excess electricity
Value
7,184
Units
kWh/yr
Unmet load
1.67
kWh/yr
Capacity shortage
2.98
kWh/yr
Renewable fraction
1.000
PV
Quantity
Rated capacity
Mean output
Value
6.40
1.18
17
Units
kW
kW
Mean output
Capacity factor
Total production
28.4
18.5
10,378
kWh/d
%
kWh/yr
Quantity
Value
Units
Minimum output
0.00
kW
Maximum output
6.88
kW
PV penetration
235
%
Hours of operation
4,389
hr/yr
Levelized cost
0.172
$/kWh
AC Wind Turbine: BWC Excel-S
Variable
Total rated capacity
Mean output
Capacity factor
Total production
Value
20.0
0.201
1.00
1,758
Units
kW
kW
%
kWh/yr
Battery
Quantity
Nominal capacity
Value
96.0
Units
kWh
Usable nominal capacity
67.2
kWh
Autonomy
113
hr
Lifetime throughput
163,200
kWh
Battery wear cost
0.063
$/kWh
Average energy cost
0.000
$/kWh
Quantity
Valu
e
Units
Energy in
2,875
kWh/yr
Energy out
2,478
kWh/yr
Storage depletion
4.41
kWh/yr
Losses
393
kWh/yr
Annual throughput
2,672
kWh/yr
Expected life
20.0
yr
18
Converter
Quantity
Inver
ter
Rectifi
er
Uni
ts
Capacity
4.00
4.00
kW
Mean output
0.36
0.01
kW
Minimum output
0.00
0.00
kW
Maximum output
3.68
1.96
kW
Capacity factor
9.1
0.3
%
19
7.
KAYNAKLAR
[1] Habib M.A, Said, S.A.M. El-Hadidy, M.A. I. Al-Zaharna, Optimization procedure of a
hybrid photovoltaic wind energy system, 1999, Energy, Vol. 24 pp 919–929.
[2] Hans George Bayer, Christian Langer, A method for the identification of configurations
of pv/wind hybrid systems for the reliable supply of small loads, Solar energy vol 57 no. 5 pp
381-3911, 1996.
[3] Kelleg, M.H. Nehrir, G. Venkataramanan, and V. Gerez, W.D., Generation unit sizing
cost analysis for stand-alone wind, photovoltaic, and hybrid wind/PV systems, IEEE
Transaction on Energy Conversion, Vol. 13, No. 1, March 1998
[4] Manwell, J.F., Rogers, A., Hayman, G., Avelar, C.T., McGowan, J.G., 1996, Draft theory
manual for hybrid2: the hybrid system simulation model, for hybrid energy systems
NREL/TP-440-21182, Golden, CO.
[5] Morgan, T.R., Marshall R. H., B. J. Brinkworth, 1997 ‘ares’ a refined simulation program
for the sizing and optimization of autonomous hybrid energy systems, Solar Energy Vol. 59,
No. 6
[6] Hansen, A. D., Sorensen, P., Hansen, L. H., Bindner, H., 2000, Models for stand-alone
PV system, Riso National Laboratory, Roskilde Danmark, ISBN 87-550-2774-1 40p
[7] İNCİ EXIDE Akü Sanayi A.Ş, 1998, Traksyoner akü kataloğu, Manisa, 8 sayfa.
[8] Seeling-Hochmuth, G.C., A combined optimisation concept for the design and operation
strategy of hybrid-pv energy systems, Solar Energy Vol. 61, No. 2, pp. 77-87, 1997
[9] Ulgen, K. and Hepbasli, A. ‘Comparison of solar radiation correlations for Izmir,
Turkey’, International Journal of Energy Research, 16(4), 787-790. 2001.
[10] HOMER V.2. National Renewable Energy Laboratory (NREL), 617 Cole Boulevard,
Golden, CO 80401-3393. URL: http://www.nrel.gov/homer
20
ISPARTA KUZEYDOĞUSUNDA YERALAN DAVRAZ
FORMASYONUNUN (DAVRAZ DAĞI) MİKROFASİYES ANALİZİ
THE MICROFACIES ANALYSIS OF THE DAVRAZ FORMATION
IN THE NOURTHEAST OF ISPARTA (DAVRAZ MOUNTAIN)
Ümran PEKUZ1
ÖZET
İnceleme alanı, Batı Toroslar’da Isparta Açısı olarak bilinen bölgesel bir coğrafik
yapının iç kısmında, Isparta İli’nin kuzeydoğusunda uzanan Davraz Dağıdır. Davraz Dağı
Beydağ otoktonuna ait platform karbonatlardan oluşmaktadır. Bu karbonat kayalar önceki
çalışmacılar tarafından Davraz formasyonu olarak adlandırılmıştır.
Bu çalışmada, Triyas-Üst Kretase yaş aralığında olan Davras formasyonunda,
petrografik ve paleontolojik incelemeler sonucunda dört mikrofasiyes ayırt edilmiştir.
‘Dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesi’ kıyıya yakın platform düzlüğünde, ‘dolomitik
oolitik,pelletik-tanetaşı fasiyesi’ gel-git düzlüğü ve gel-git kanallarında, ‘bentik foraminiferli
çamurtaşı-vaketaşı fasiyesi’ şelf lagünü,’ bentik foraminiferli vaketaşı-istiftaşı fasiyesi’ resif
gerisi çökelme ortamlarını temsil etmektedir.
Anahtar kelimeler: Davraz Dağı, triyas-üst kretase platform karbonatlar, mikrofasiyes
ABSTRACT
The study area is Davraz Mountain extending in the southeast of Isparta province in the
inner section of a regional geographic structure known as Isparta Angle in Western Taurus
Mountains. Davraz Mountain is composed of platform carbonates of Davraz Beydağ
autochthon. These carbonate rocks are called Davraz Formation.
In this study, in Triase-Late Crease Davraz formation, four facies were determined in
petrographic and paleontological analyses. “Dolomitic micritic limestone facies” represent
platform plane near the shore, “Dolomitic oolitic pelletic-grainstone facies” represent tidal
plane and tide channels, “Benthic foraminiferous mudstone- wacketstone facies” represent
shelf lagoon and “Benthic foraminiferous wacketstone-packstone facies” represent reef back
sedimentary environments.
Key Words: Davraz Mountain, triase- upper cretase platform carbonates, facies analysis
1.
GİRİŞ
Çalışma alanı Isparta’nın kuzeydoğusunda yeralan Davraz Dağı ve çevresidir (Şekil 1 ).
Çalışma alanında yeralan Davraz Dağı karbonatlı kayaçlardan oluşmaktadır. Bu çalışmada
karbonat kayaçlardan sistematik örnekler alınarak bu karbonat kayaların petrografik
özellikleri incelenmiş ve değişik fasiyes özellikleri ortaya konulmuştur. Günümüze değin bu
1
SDÜ Müh-Mim Fak. Jeoloji Müh.Bölümü, ISPARTA.
21
karbonat platformda bu amaçla bir çalışma yapılmamış olup yapılan çalışmalar aşağıda
verilmiştir.
Brunn ve diğ.(1971), Batı Toroslarda çok geniş kapsamlı çalışmalar yapmışlardır.
Beydağlarını ve Geyik Dağını otokton (zaman zaman paraotokton) kabul etmişler ve
bunların üstünde üç ayrı zamanda yerleşmiş üç ana nap yapılarının bulunduğunu ileri
sürmüşlerdir. . Dumont ve Kerey (1975), Eğridir gölü güneyinde, Beydağları ile AnamasdağGeyikdağı arasında kalan alanda; kaya birimlerini, stratigrafik ve tektonik özellikleri
açısından, birbirleriyle farklılık gösteren üç farklı birlikte toplamışlardır. Marcoux (1976),
Antalya körfezi batı kesimindeki detaylı çalışmalarında, bölgede bir otoktonun (Beydağları
otoktonu) ve bunun üzerinde üç ana nap sisteminin bulunduğunu ve bunları ayrı ayrı
fasiyeslere ayırarak, bölgenin stratigrafisini ve tektoniğini açıklamaya çalışmıştır Akbulut
(1980), Torosların Eğridir gölü güneyinde kalan bölümünde değişik yapısal konumlu
oluşukların yeraldığını, Davras kireçtaşının paraotokton olduğunu belirtmiştir. Koçyiğit
(1981), Isparta büklümü kuzey iç kenarında (Sultandağın güney eteğinde yada bir başka
deyişle Hoyran havzasında) Liyas sırasında biçim kazanmış Hoyran neritik karbonat
platformunun, Toros karbonat platformunun, özellikle Mesozoyik- Alt Tersiyer sırasında
oluşmuş örnek istiflerinden biri olduğunu belirtmiştir. Poisson ve diğ.(1984), Antalya
körfezinin iki tarafında görülen karbonat platformlarının jeodinamik evriminin
yorumlanmasını yapan çalışmacılar, Isparta açısının yerleşimi içerisinde bir rift havzasının
gelişebileceğini belirtirler. Isparta açısının batısındaki Beydağları platformunun, Üst
Triyas’tan itibaren rekonstrüksiyonu, Mesozoyik’te doğuya doğru bir yamacı; AksekiAnamas platformunun batı kenarının rekonstrüksiyonu ise batıya doğru eğimli benzer bir
yamacın varlığını gösterdiğini; oblik basen ortası sırtında ise ofiyolitlerin meydana
gelebileceğini belirtmiştir. Şenel (1984), Antalya körfezi batısındaki çalışmalarında
Mesozoyik yaşlı platform karbonatlarının oluşturduğu Beydağları otoktonu ile Geyikdağ
otoktonunun aynı olduğunu savunmanın hatalı olacağını ileri süren Şenel iki otokton
arasındaki ilişkinin tektonik olduğunu belirtmiştir. Yalçınkaya (1989), Batı Toroslarda
Isparta dolaylarında yaptığı çalışmasında, taban ilişkisi gözlenemeyen, altta Noriyen-Resiyen
yaşlı dolomitik kireçtaşları ile başlayıp, Senomaniyen’e kadar neritik fasiyeste, Senomaniyen
sonrasında, Maestrihtiyen’e kadar neritik yarı pelajik-pelajik fasiyeste çökelmiş kireçtaşları
ile devam ederek, Maestrihtiyen’de pelajik kireçtaşlarıyla sonlanan Davras formasyonu,
Anatolid-Torid platformunun küçük bir bölümünü yansıttığını belirtmiştir. Görmüş ve Özkul
(1995) Gönen-Atabey (Isparta) ve Ağlasun (Burdur) arasındaki bölgede yaptığı çalışmada
Triyas-Kretase yaşlı Davraz kireçtaşı kalın tabakalı ve masif kireçtaşlarıyla temsil olduğunu
ve Kretase yaşlı kireçtaşlarının formasyon içerisinde Söbüdağ kireçtaşı üyesi olarak
ayırmışlardır.
Bu çalışma ile Davraz Dağından sistematik örnekler alınarak bu numuneler üzerinde
sedimanter petrografik incelemeler yapılarak Davraz formasyonunun Wilson’a (1975) ve
Dunham’a (1962) dayanarak fasiyes analizi çıkarılmış, çökelme ortamı ve paleocoğrafik
konumuna bir yaklaşım sağlanmıştır.
22
Şekil 1. Isparta kuzeydoğusunun basitleştirilmiş jeoloji haritası (Özgül,1983’den
değiştirilerek alınmıştır).
Figure 1. Simplified Geological Map of the Nourtheast part of Isparta.
2.
STRATİGRAFİ
Gutnic ve diğ.(1979) Isparta kuzeydoğusunda yeralan Davraz Dağı çevresindeki
Mesozoyik yaşlı karbonatlar için Davraz serisi terimini kullanmışlardır. Seriyi kendi
içerisinde de birkaç çeşit karbonat üniteye ayırmışlardır. Akbulut (1980) Mesozoyik yaşlı bu
karbonatlar için Davras kireçtaşı terimini önermiştir. Yalçınkaya (1989) ise Davras
formasyonu ismini kullanmıştır. Bu çalışmada da Yalçınkaya’nın (1989) önerdiği Davraz
23
formasyonu ismi kullanılmıştır. Batı Toroslarda Akbulut’dan (1980) sonra gerçekleştirilen
çalışmalarda tanımlanan Beydağları (Yalçınkaya ve diğ.,1986), Finike yöresinden
tanımlanan Finike kalker (Şenel,1984) ve Tekedağ formasyonlarının (Şenel ve diğ,1981)
birimin eşleniği olabileceği düşünülmektedir.
Birimin tip kesiti Isparta’nın kuzeydoğusunda yeralan Davras Dağı olarak belirlenmiştir.
Tip kesitinde birim çoğunlukla gri renkli, kalın tabakalı, yer yer bol fosil içerikli, mikritik
dokulu kireçtaşlarıyla temsil olunur. Birimin stratigrafik istifteki yeri Şekil 2’de verilmiştir.
Birimin tabanını Isparta’nın 15-20 km güneydoğusunda Ispartaçay boyunca Triyas yaşlı
Ispartaçay formasyonunun (Yalçınkaya,1989), Sütçüler (Isparta) civarlarında KarniyenNoriyen yaşlı Kasımlar formasyonunun (Dumont ve Kerey,1975) oluşturduğu
düşünülmektedir. Birimin üstüne ise uyumsuz olarak Çiğdemtepe kireçtaşı gelmektedir
(Karaman ve diğ,1988; Yıldız ve Toker, 1991). Davras kireçtaşının tabanı Ispartaçay
boyunca açıkça gözlenir. Birimin yaş ilişkileri dikkate alındığında Isparta civarlarında
Ispartaçay formasyonu ile (Yalçınkaya,1989), Sütçüler civarlarında Alakilise kireçtaşı,
Eşekini kireçtaşı (Dumont ve Kerey, 1975) ve Hoyran civarlarında alttan üste doğru
Kocakaya, Ergenli, Eskigençali formasyonları (Koçyiğit,1984) ile yanal geçişli olabileceği
de farz edilir. Üst dokanak ilişkisi Yalçınkaya (1989) ve Sarıiz (1985) tarafından uyumlu
kabul edilmesine karşın paleontolojik verilerde eksiklik görülmesi nedeni ile yapılan son
araştırmalarda (Karaman,1988; Yıldız ve Toker, 1991; Görmüş ve Karaman, 1992; Görmüş
ve Özkul, 1995) uyumsuz olarak ortaya konulmaktadır. Son çalışmalardaki paleontolojik
verilerin güvenilirliği düşünülerek sualtı uyumsuzluğu bu araştırmada da kabul edilmektedir.
Birim içerisinde Miliolidae, Rotalidae, Textularidae gibi fosiller tespit edilmiştir.
Önceki çalışmalarda tespit edilen fauna ile yaşının Triyas’a kadar inebileceği belirtilmiştir.
Bu çalışmada da Görmüş ve Özkul (1995)’in Üst Triyas- Turoniyen yaş aralığı
benimsenmiştir. Formasyonun kalınlığı 2000 m’den daha fazla olduğu düşünülmektedir.
3.
FASİYES ANALİZİ
Davraz formasyonunun fasiyes analiz çalışmalarında matriks, tane bileşenleri, dokusal
özellikler ve fosil içeriği gibi parametreler dikkate alınmıştır.
Davraz formasyonunda alttan üste doğru dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesi, dolomitik
oolitik-tanetaşı fasiyesi, bentik foraminiferli çamurtaşı-vaketaşı fasiyesi ve bentik
foraminiferli vaketaşı-istiftaşı fasiyesi olmak üzere dört fasiyes ayırt edilmiştir
(Dunham,1962). Fasiyes zonlarının çökelme modeli bir blok diyagram üzerinde
gösterilmiştir (Şekil 3). Şekilde Davraz formasyonu alttan üste transgressif bir istif özelliği
göstermektedir.
24
Şekil 2. Çalışma alanının genelleştirilmiş sütun kesiti.
Figure 2. The generalized columnar section of study area.
25
Şekil 3. Çalışma alanının çökelme modeli
Figure 3. Sedimentary Model of study area.
3.1 Dolomitik Mikritik Kireçtaşı Fasiyesi
Dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesine ait karbonat kayalar mikritten oluşan matriks
içinde gelişmiş epijenetik kökenli ve özbiçimli dolomit kristallerinden oluşmaktadır.
Dolomitleşmenin yaygın olduğu alanlarda, mikritten oluşan kalıntılar yersel olarak
gözlenmektedir (Şekil 4 ). Diğer taraftan çatlak ve fisürler boyunca dolomitleşmenin yoğun
geliştiği ve özbiçimli kristallerin yaygın ve girik olduğu gözlenir (Şekil 5). Bütün bu dokusal
veriler, Davraz formasyonunun alt bölümünde yeralan dolomitlerin ikincil kökenli
olduklarını yansıtır. Buna göre yöredeki dolomitler ve dolomitik kireçtaşları kıyıya yakın
platform düzlüğünde çökelmiş karbonat kayalara ait bileşenler olarak değerlendirilebilir
(Wilson,1975).
26
Şekil 4. Davraz formasyonunda gözlenen dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesinin
mikroskobik görünümü. Dl: ikincil dolomit kristalleri, Mk: Mikrit.
Figure 4. Dolomitic micritic limestone facies in the Davraz formation.
Şekil 5. Dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesindeki özbiçimli dolomit kristalleri. Dl: Dolomit
kristalleri.
Figure 5. Dolomite crystals in the dolomitic micritic limestone facies.
3.2 Dolomitik Oolitik, Pelletik-Tanetaşı Fasiyesi
Bu fasiyese ait kireçtaşları, koyu grimsi-siyahımsı renkli, çok kalın düzensiz katmanlı,
yersel çatlaklı ve çatlaklar ikincil kalsit dolguludur.
Bu fasiyese ait kireçtaşlarının egemen tane bileşeni ooid,pellet , intraklast ve
biyoklasttan oluşmaktadır (Şekil 6). Bu fasiyesi oluşturan kireçtaşı tane bileşenleri genellikle
değimli, çok iyi boylanmalı, iyi yuvarlaklaşmış ve sparkalsit aradolguludur. Saptanan bu
özelliklere göre kireçtaşları Dunham’a (1962) göre oolitik tanetaşı olarak tanımlanmıştır. Bu
fasiyese ait örneklerde ooidler yaygın olduğu için Folk’un (1959 ) sınıflamasına göre de
oopelsparit olarak tanımlanmıştır.
Ayrıca yapılan petrografik incelemelerde bu fasiyese ait örneklerde birincil ve ikincil
gözeneklilik yaygın olarak gözlenmektedir. Birincil gözeneklilik, tane arası, tane içi ve kavkı
içi gözeneklilik şeklinde gelişmektedir. Gözeneklerin büyük bölümü sparkalsit tarafından
kısmen veya tamamen doldurulmuştur. İkincil gözeneklilik çatlaklara bağlı olarak
gelişmiştir. Bu çatlaklar genellikle sparkalsit çimentoyla doldurulmuştur. Bu fasiyesin alt
bölümlerinde ikincil dolomitleşme yaygın olarak gözlenmektedir. Buradaki dolomit
kristalleri özbiçimli ve iri kristallidir .
Dolomitik oolitli-tanetaşı fasiyesine ait kireçtaşlarında gözlenen tane değimli ve
sparkalsit matriksden oluşan dokusal özellikler, yüksek enerjili ve kıyı yakınında gelişen sığ
denizel ortamsal koşulları yansıtır. Öte yandan kireçtaşı içinde yeralan yuvarlaklaşmış ve iyi
boylanmış intraklastların ve pelletlerin varlığı ve taşınmış bentik foraminifer kalıntıları,
yüksek enerjili kıyı yakını ortamı destekleyen diğer önemli veriler olarak değerlendirilebilir.
27
Şekil 6. Davraz formasyonunda yeralan oolitik-pelletik tanetaşı fasiyesi. Ol: Oolit, İn:
İntraklast, Pl: Pellet, Sp: Sparkalsit.
Figure 6. Oolitic,pelletic grainstone facies in the Davraz formation.
Fosil kırıntılarının çok seyrek oluşu bu fasiyese ait karbonatların kıyıya yakın gel-git
arası düzlükte ve gel-git kanalları içinde depolanmış olabileceğini göstermektedir
(Reading,1978; Friedman ve Reeckman, 1981).
3.3 Bentik Foraminiferli Çamurtaşı-Vaketaşı Fasiyesi
Bu fasiyese ait kireçtaşının tanebileşenlerinin intraklast, biyoklast ve pelletten oluştuğu
tesbit edilmiştir. Kireçtaşlarının tane bileşenleri %10’dan az ve değimsiz tanelerden oluştuğu
ve çok kötü boylanmalı olduğu için Dunham’a (1962) göre çamurtaşı olarak tanımlanmıştır.
Bazı kesitlerde tane bileşenleri %10’dan fazla olduğu için Dunham (1962) sınıflamasına göre
vaketaşı olarak tanımlanmıştır. Folk’un(1959) sınıflamasına göre intramikrit veya biyomikrit
olarak adlandırılmıştır.
Diğer taraftan bu fasiyeste birincil ve ikincil gözeneklilikte oldukça yaygındır. Birincil
gözeneklilik fosil kavkıları içinde gelişmiş olan kavkı içi gözenekliliktir. Kavkı içinde
gelişen gözenekler bir bölümüyle sparkalsitle doldurulmuştur. İkincil gözeneklilik çatlaklara
bağlı olarak gelişmiştir. İkincil çatlaklara bağlı olarak gelişen gözenekler sparkalsitle
doldurulmuştur.
Davraz karbonat istifinin orta bölümünü oluşturan çamurtaşı-vaketaşı fasiyesine ait
kireçtaşları, çoğunlukla kötü boylanmış, çamur destekli ve mikritik matriksli bir dokusal
özelliğe sahiptir. Kireçtaşı içinde intraklastların yanı sıra, kötü yuvarlaklaşmış algal
oluşuklar ile daha az oranda bulunan bentik foraminiferlerden Miliolidae, Textularidae ve
Rotalidae içeriği, bu kireçtaşlarının açık şelf (şelf lagünü) ortamında çökelebileceğini yansıtır
(Bathurst, 1975) (Şekil 7,8,9).
28
Şekil 7. Çamurtaşı-vaketaşı fasiyesinde gözlenen Textularidae Fosili. T: Textularidae fosili,
Mk: Mikrit.
Figure 7. Textularidae fossil in the Mudstone-Wackestone facies.
Şekil 8.Çamurtaşı-vaketaşı fasiyesinde gözlenen Miliolidae fosili. Mk: Mikrit, Ml:
Miliolidae fosili, Sp: ikincil çatlaklarda gelişen sparkalsit.
Figure 8.Miliolidae fossil in the Mudstone-Wackestone facies.
29
Şekil 9. Çamurtaşı-vaketaşı fasiyesinde gözlenen Rotalidae fosili. Rt: Rotalidae fosili,
Pl:Pellet, Mk: Mikrit.
Figure 9. Rotalidae fossil in the Mudstone-Wackestone facies.
3.4 Bentik Foraminiferli Vaketaşı-İstiftaşı Fasiyesi
Bu fasiyese ait kireçtaşlarının tane bileşenleri biyoklast, intraklast ve pelletten
oluşmaktadır (Şekil,10,11). Kireçtaşlarının tane bileşenleri %10’dan fazla ve değimsiz
olduğundan Dunham’a (1962) göre vaketaşı olarak tanımlanmıştır. Bazı kesitlerde de
bileşenler değimli ve iyi yuvarlaklaşmış olduğu için istiftaşı olarak tanımlanmıştır. Folk’un
(1959) sınıflamasına görede intrapelmikrosparit olarak adlandırılmıştır. Bu fasiyeste de kavkı
içi gözeneklilik yaygın olup kavkıların içi mikrit ile doldurulmuştur. Yapılan paleontolojik
tayinlerde Miliolidae, Alveolina sp., Rotalidae ve Textularidae kavkı kırıntıları gözlenmiştir
(Şekil 12,13).
30
Şekil 10. Davraz formasyonunda yeralan vaketaşı-istiftaşı fasiyesi. İn: İntraklast, Pl: Pellet,
Mk:Mikrit.
Figure 10. Wackestone-packestone facies in the Davraz formation.
31
Şekil 11. Davraz formasyonunda yeralan vaketaşı-istiftaşı fasiyesi. İn: İntraklast, Pl: Pellet,
Mks: Mikrosparkalsit.
Figure 11. Wackestone-packestone facies in the Davraz formation.
32
Şekil 12. Vaketaşı-istiftaşı fasiyesinde gözlenen Miliolidae fosili. Ml: Miliolidae fosili, Sp:
Sparkalsit, Pl: Pellet.
Figure 12.Miliolidae fossile in the Wackestone-Packestone facies.
Şekil 13.Vaketaşı-istiftaşı fasiyesinde gözlenen Alveolina sp. Fosili.
Figure 13.Alveolina sp. fossile in the Wackestone-Packestone facies.
33
Bu fasiyes gözlenen dokusal verilere ve fosil içeriğine dayanarak Wilson’un (1975)
çökelme ortam modeline göre resif gerisi ortamında çökeldiği tesbit edilmiştir.
4.
SONUÇLAR
Davraz formasyonunda mikroskobik çalışmalar sonucunda, bu formasyonu oluşturan
karbonat kayaçların tane bileşenleri ve dokusal özelliklerine dayanarak kıyıya yakın
platform düzlüğü (gel-git arası düzlüğü), gel-git kanalları, şelf lagünü ve resif gerisi
ortamında çökelmiş dört fasiyes zonu ayırt edilmiştir. Formasyonun oluşum mekanizmasını
açıklayıcı bir çökelme modeli ortaya konulmuştur.
Davraz formasyonunda alttan üste doğru dolomitik mikritik kireçtaşı fasiyesi, dolomitik
oolitik-tanetaşı fasiyesi, bentik foraminiferli çamurtaşı-vaketaşı fasiyesi ve bentik
foraminiferli vaketaşı-istiftaşı fasiyesi olmak üzere dört fasiyes ayırt edilmiştir
(Dunham,1962).
KATKI BELİRTME
Bu çalışmanın arazi aşamasında yardımlarını gördüğüm lisans öğrencilerim Koray
Babadan, Tolga Erçin ve Ömer Faruk Ünlü’ ye teşekkür ederim.
34
5.
KAYNAKLAR
[1] Akbulut,A.,1980, Eğirdir gölü güneyinde Çandır (Sütçüler-Isparta) yöresindeki Batı
Toroslar’ın jeolojisi,TJK Bülteni, 23(1),1-9, Ankara.
[2] Bathurst,R.,1975, Carbonate Sediments and Their Diagenesis, Jane Herdman
Laboratories of Geology, university of Liverpool, 517-527.
[3] Brunn, J.H.,Dumont,J.F., Graciansky,P.C., Gutnic,M., Juteau,T.,Marcaoux,J.,Monod,O.,
Poisson,A.,1971, Outline of the geology of the western Taurids, In: Geology and history of
Turkey (cambell,A.S.,ed). Petrol.Explor.soc.Libya,225-255, Tripoli.
[4] Dumont,J.F., Kerey,E.,1975, Eğirdir gölü güneyinin temel jeolojik etüdü, TJK
Bülteni,18(2),169-174.
[5] Dunham,R.J.,1962, Classification of carbonates rocks according to depositional texture,
in W.E.Ham.ed., classification of carbonates rocks,AAPG Bull.v.1, p.108-121.
[6] Friedman,G.,Reeckmann,A.,1981, Exploration for carbonate Petroleum Reservoirs,
Departmant of Geology Rensselaer polytechnic Enstitute, Newyork.
[7] Görmüş,M.,Karaman,M.E,1992, Facies changes and new stratigraphical-paleontological
data in the Cretaceous- Tertiary boundary around Söbüdağ (Çünür-Isparta), Geosound,
Çukurova üniv.21,43-47, Adana.
[8] Görmüş,M.,Özkul,M.,1995, Gönen-Atabey (Isparta) ve Ağlasun (Burdur) arasındaki
Bölgenin Stratigrafisi, S.D.Ü Fen Bilimleri Ens.Derg.1,43-64.
[9] Gutnic,M.,Monod,O.,Poisson,A.,Dumont,J.F.,1979, Geologie des Taurides occidentales
(Turquie),Mem.soc.Geol.France,137,112 pp., Paris.
[10] Karaman, M.E., Meriç,E., Tansel,İ.,1988, Çünür (Isparta) dolaylarında Kretase-Tersiyer
geçişi, Akd.Üniv.Isparta Müh,Fak.Derg.,4,80-100,Isparta.
[11] Koçyiğit,A.,1984, Tectono- stratigraphic characteristics of Hoyran Lake region (Isparta
Bend), In: Geology of the Taurus Belt proceed.In.symp.( Tekeli,O. Ve
Göncüoğlu,M.C.eds),53-68, Ankara.
[12] Marcoux,J.,1976, Les Series Triasiques des nappes a radiolarites et ophiolites d’Antalya
(Turquie) homologies et significition probable, Bull.soc.Geol.Fr,18,511-512.
[13] Özgül,N.,1983,Stratigraphy and tectonic evolution of the Central Taurides.,Geology of
the Taurus belt International Symposium, 26-29 September, Ankara.,S:77-90.
[14] Poisson,A.,Akay,E.,Dumont,J.F., Uysal,S.,1984, ‘The Isparta Angle’ In: Geology of the
Taurus Belt proceed. Int.symp.(Tekeli, O. Ve Göncüoğlu,M.C,eds),11-16,Ankara.
[15] Reading,H.G., 1978, Sedimentary Environments and Facies, Blackwell scientific
publications, Oxford, 259-279.
35
[16] Sarıiz,K.,1985, Keçiborlu kükürt yataklarının oluşumu ve yörenin jeolojisi, Anadolu
üniv.yayını.,91,Doktora tezi, Eskişehir.
[17] Şenel,M., Serdaroğlu,M., Kangil,R., Ünverdi,M., Gözler,Z.,1981, Teke Torosları
güneydoğusunun jeolojisi, MTA Enst.Derg.,95-96,13-43,Ankara.
[18] Şenel,M.,1984, Discussion on the Antalya nappes, In: Geology of the Taurus Belt
Proceed.Int.symp.(Tekeli.O. ve Göncüoğlu, M.C.eds.),41-51,Ankara.
[19] Wilson, J.L,1975, Carbonate facies in geologic history, Springer-Verlag, Newyok,471p.
[20] Yalçınkaya,S., Ergin,A.,Afşar,Ö.P., Taner,K.,1986, Batı Torosların Jeolojisi,Isparta
Projesi raporu,MTA Genel Müd.raporları.(Yayınlanmamış),Ankara.
[21] Yalçınkaya, S.,1989,Isparta-Ağlasun (Burdur) dolaylarının jeolojisi, İstanbul Üniv.Fen
Bilim.Enst.Doktora Tezi,176s.İstanbul, (Yayınlanmamış).
[22] Yıldız,A., Toker,V.,1991, Çünür köyü yöresindeki (Isparta kuzeyi) Üst Kretase-Eosen
yaşlı birimlerin planktik foraminiferler ile biyostratigrafik incelemesi, TJK Bült., 34(2),4358,Ankara.
36
ALAŞEHİR YÖRESİ BAĞ İŞLETMELERİNİN PAZARLAMA VE
ÖRGÜTLENME DURUMU ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA
A STUDY ON THE MARKETING AND THE CASE OF
ORGANIZATION OF VINEYARD ESTABLISHMENTS IN
ALASEHIR DISTRICT
A.Nuray CEBECİ1, Hüseyin YENER1, Şenay AYDIN2
ÖZET
Ege bölgesi içerisinde en fazla bağ alanı ve üretimine sahip Manisa ili ve bu il
kapsamında 185.960 da bağ alanı ile Alaşehir ilçesidir. Bu bağ alanının %95.45’ni yuvarlak
çekirdeksiz üzüm (Vitis vinifera L.) çeşidi oluşturmaktadır. Bu nedenle bu çalışma, Alaşehir
yöresini temsil eden 65 adet bağ işletmelerinde yürütülmüştür. Çalışmada, elde edilen
verilerin ışığında; üreticilerin eğitim durumları, bağ işletmelerinin büyüklük durumları,
üzümün pazara sunulma şekilleri ile sorunları, yapılan teknik uygulamalar ve örgütlenme
durumunun belirlenmesi amaçlanmıştır.
Veriler, bağ işletmelerinden anket yöntemi ile ve yöreyi temsil eden Alaşehir merkez ve
6 beldeden( Şahyar, Yeşilyurt, Piyadeler, Tepeköy, Killik ve Delemenler) toplanmıştır.
Anket çalışmasının sonuçlarına göre; yörede bağcılıkla uğraşan üreticilerin eğitim
düzeyi (%70.77 ilkokul) düşüktür. İşletme başına ortalama bağ alanlarının büyüklüğü
genelde 21.40 da olarak saptanmıştır. Üreticilerin %38.46’sı TARİŞ’e, %6.15’i tarım kredi
kooperatifine, %36.92’i her iki kooperatife üyedir. Ayrıca üreticilerin %86.15’nin Ziraat
Odasına üye olduğu belirlenmiştir. İlçede üretilen kuru üzüm genellikle yöresel tüccarlara ve
tarım satış kooperatiflerine (TARİŞ) satılmaktadır. Sofralık yaş üzümde ise benzer bir
örgütlenme şeklinin olmadığı belirlenmiştir. Yöre üreticisinin karşılaştığı en önemli sorunlar,
sırasıyla, fiyatların düşük ve istikrarsız oluşu, ürünlerin satış ve ödeme garantisinin olmaması
olarak saptanmıştır.
Anahtar sözcükler: Alaşehir, bağ işletmeleri, pazarlama, örgütleme, üzüm üreticisi, üzüm
ABSTRACT
In Ege region, there is most vineyard area in Manisa where Alaşehir district is most
important center for production with a vineyard area 185.960 da. The round seedless grape
(Vitis vinifera L.) occurs 95.45 % of this area of vineyard. Therefore, this study was
conducted on the 65 vineyard establiments representing Alaşehir district. It was aimed at
determining the education circumstances of producers, the magnitudes of vineyard
establishments, representing ways of crop to market and problems, technical treatments and
the case of organization in the light of the data obtained.
1
2
Yrd.Doç.Dr., C. B. Ü., Alaşehir M.Y.O., Alaşehir-MANİSA, [email protected]
Prof.Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Alaşehir M.Y.O., Alaşehir-MANİSA
37
The data were collected from 7 places(Alaşehir Center, Şahyar, Yeşilyurt, Piyadeler,
Tepeköy , Killik and Delemenler) representing the district and vineyard establishments by
method of questionnaire.
According to the results from the study, it was determined that the level of education for
producers dealing with vineculture in that district was low (70.77 % primary school), that the
areas of vineyard per establishment were generally 21.40 % and that 38.46 %, 6.15 % and
36.92 % of the producers in this district were member to TARİŞ, cooperative of agriculture
and credit and both associations, respectively. In addition, it was found the 86.15 % of
producers to be member to the Chamber of Agriculture. It was determined that the dried
grapes produced in that district were usually sold to districtive businessmans and TARİŞ,
and that a similar way of organization was not for table grapes. The most important
difficulties confronted by the producer of district were found to be prices becoming low and
unstable and absence of guarantees of market, selling and payment.
Keywords: Alaşehir, vineyard, establishment, marketing, organization, grape producers,
grape
1.
GİRİŞ
Üzüm, iklim ve toprak istekleri yönünden çok seçici olmayışı, çok yıllık olması ve
çoğalma yöntemlerinin kolay olması gibi faktörlerin de etkisiyle dünyada en yaygın kültür
bitkilerinden biri haline gelmiştir. Bağcılık için en elverişli iklim kuşağı üzerinde bulunan
Türkiye, yıllardır süre gelen alışkanlıklarını bir bağcılık kültürü haline dönüştürmüştür.
Ülkemizde üretilen üzümlerin yaklaşık %30,0’u sofralık, %37,0’si kurutmalık, %30,0’u
pekmez, pestil, şıra ve %3.0 de şaraplık olarak değerlendirilmektedir(Tüfekçi, 2006). Ege
bölgesinde Manisa iline bağlı önemli bir bağcılık merkezi olan Alaşehir ilçesi çekirdeksiz
kuru üzüm üretiminin %20’ini karşılamaktadır(Anonim, 2006). Ege bölgesi (özellikle
Manisa ve çevresi)diğer bölgelerle karşılaştırıldığında, Türkiye toplam bağ alanın
%27.99’nu, üzüm üretiminin %45.35’ini oluşturarak birinci sırada yer almaktadır. Ayrıca
bölgede mevcut bağların %90’ını yuvarlak çekirdeksiz üzüm çeşidine (Vitis vinifera L.) ait
bağlar oluşturmaktadır(Yener ve ark., 2008).
Bununla birlikte, Alaşehir’de 20.900 hektarlık alanda bağcılık yapılarak 283.000 ton yaş
üzüm üretilmektedir(Anonim a, 2008). Yörede, üzümü farklı şekillerde (sofralık, kurutmalık,
pekmez gibi) değerlendirmek için, 44 adet yaş meyve sebze işletmesi, 2 adet kuru üzüm
işletmesi, 1 adet sirke pekmez işletmesi ve 2 adet suma alkol fabrikası kurulmuştur.
Türkiye bağcılığının geliştirilmesi her şeyden önce elde edilen ürünün taze ya da
işlenmiş olarak iç ve dış pazarlarda değerlendirilmesine bağlıdır. Bu nedenle üretim hedefleri
iç ve dış pazarlarla rekabet edecek şekilde belirlenmelidir. Kuru üzümde ve sofralık üzümde,
renk ve boyutlarda standardizasyon, küf mantarlarının olmaması, pestisit ve ağır metal
kalıntısı gibi kalite özellikleri pazarlamada en çok dikkat edilen unsurlardır. Ayrıca yörede
sofralık üzümde, kuru üzümde olduğu gibi bir örgütlenme şeklinin gerçekleştirilememiş
olması önemli bir sorundur. Alaşehir yöresinde üretici örgütü olarak; Ziraat Odası, Merkez,
Kavaklıdere, ve Yeşilyurt beldelerinde tarım satış kooperatifleri (TARİŞ), merkez köy ve
beldelerde 9 adet tarım kredi kooperatifi faaliyet göstermektedir. Yörede şaraplık üzüm
üretimi çok az olduğundan bu konuda işletme anlamında herhangi aktivite bulunmamaktadır.
Bununla birlikte bugüne kadar Alaşehir yöresi bağ işletmelerinin pazarlama ve örgütlenme
durumuna ışık tutacak pek fazla araştırmaya rastlanılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada;
elde edilen verilerin ışığında, üzümün yetiştiriciliği, bağ işletmelerinin büyüklük durumları,
38
üzümün pazara sunulma şekilleri ile sorunları, yapılan teknik uygulamalar ve örgütlenme
durumunun belirlenmesi amaçlanmıştır.
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
Araştırma, Ege bölgesinde bağcılığın yoğun olarak gerçekleştirildiği Manisa’nın
Alaşehir yöresinde diğer üzüm çeşitlerinin daha az (sofralık), yuvarlak çekirdeksiz (Vitis
vinifera L.) üzüm çeşidinin(kurutmalık) üretiminin daha fazla yapıldığı bağlarda
yürütülmüştür. Çalışmada, kullanılan verilerin önemli bir kısmı; yöreyi temsil eden Alaşehir
yöresinde bağ işletmelerinden, anket yöntemi ile toplanmıştır. Ayrıca. Tarım İlçe
Müdürlüğü, Ticaret Odası, Ticaret Borsası ve TARİŞ gibi kurumlardan bilgi toplanmıştır.
Anketler; Alaşehir Merkez, Şahyar, Yeşilyurt, Piyadeler, Tepeköy, Killik ve Delemenler
mevkilerinde yapılmıştır. Anket verileri 2007–2008 üretim dönemini kapsamaktadır. 65 adet
anketin uygulandığı bağ işletmeleri, ilçede bağ alanlarının dağılışı dikkate alınarak seçilen
yörelerde, yöre üreticilerinin önerileri doğrultusunda belirlenmiştir. Anket verileri, bağ
sahipleri, tüccarlar, Ticaret Borsası, Ticaret Odası, Ziraat Odası, kooperatifler ve TARİŞ gibi
kurumlar ile görüşme yapılarak oluşturulmuştur. Anketlerden toplanan orjinal nitelikli
verilerin değerlendirilmesinde aritmetik ortalamalar ve yüzde hesaplara yer
verilmiştir(Çoban ve ark., 2001; Durgut ve Arın, 2005 ).
3.
Çizelge 1. Bağ üreticilerinin eğitim durumu
Eğitim düzeyi
Eğitimsiz
İlkokul
Ortaokul
Lise
%
4.60
70.77
10.78
13.85
Bağ üreticilerinin %4.60’ı eğitimsiz, %70.77’nin ilkokul, %10.78’nin ortaokul ve
%13.85’inin de lise mezunu olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre, bölgede eğitim
düzeyinin düşük olduğu söylenebilir. Bu durum hem pazar isteklerine uygun ürün
sunulmasında, hem de bu ürünün pazarlanması ile ilgili sistemlerin yerleştirilmesinde
sorunlar yaşanacağını düşündürmektedir. Bölgedeki bağ işletmelerinin %26.16’ı 0-10da,
%26.15’i 10-20da, %47.69’u ise 20da’dan daha büyük işletme şeklindedir.
Çizelge 2. Bağ işletmelerinin büyüklüğü
İşletme büyüklüğü
(da)
0-10
10-20
20 ve üzeri
%
26.16
26.15
47.69
Görüldüğü gibi bu bölgede küçük bağ işletmeleri daha yaygındır. Böyle durumda alıcı
çok farklı sayıda ve yapıda işletme sahibiyle karşı karşıya gelmekte ve ürün fiyatında istediği
gibi değişiklik yapabilmektedir. Ayrıca bu küçük işletmelerde farklı tarımsal uygulamalar,
yetiştirilen ürünün standardizasyonunda çok çeşitliliğe neden olabilmektedir.
39
Bölgede üretilen üzümü kurutmalık ve sofralık olarak değerlendiren tesisler
bulunmaktadır. Bu tesislerin istedikleri kalite ve standartlarda ürün bulmaları pazarlamanın
daha kolay olmasını sağlayacak bir diğer önemli konudur. Kuru üzümde ve sofralık üzümde,
renk ve boyutlarda standardizasyon, küf mantarlarının olmaması, pestisit ve ağır metal
kalıntının olmaması gibi kalite kıstasları pazarlamada en çok dikkat edilen unsurlardır.
Bu bilgiler ışığında hem kurutmalık hem de sofralık üzümün pazarlanmasında kalitenin
büyük önem taşıdığı görülmektedir. İstenilen kalitede ürünün elde edilebilmesi için,
öncelikle ürünün nasıl pazarlanacağına başlangıçta karar verilip ona göre üretimin yapılması
gerekmektedir. Yapılan çalışmada yöre üreticilerinin %51.56’sı kurutmalık, %35.94’ü
kurutmalık ve sofralık, %12.50’u ise sofralık olarak ürünlerini değerlendirdiklerini
bildirmişlerdir. Üreticilerin önemli sayılacak bir oranda hem kurutmalık hem de sofralık ürün
yetiştirmesi üzümde kalite bozulmalarına yol açmaktadır. Bu da pazarlamayı olumsuz yönde
etkilemektedir.
Üreticinin %15.40’ı bir vejetasyon döneminde 0 -5 kez, %75.40’ı 6-10 kez, %9.20’si ise
11’in üzerinde hastalık ve zararlılara karşı ilaçlama yaptıklarını belirtmişlerdir. Çalışmadaki
anket sonucuna göre hormon kullanım oranı %95.39’dur. Bu sonuçlardan da görüldüğü gibi
yüksek düzeydeki ilaçlama ve hormon kullanımı hem sofralık hem de kurutmalık üzümde
pestisit kalıntılarına neden olmaktadır. Cebeci ve Aydın (2005) da bu yörede yaptıkları
çalışmada benzer durumu saptamışlardır. Ayrıca, bu pestisitlerin uygun olmayanlarının
yüksek dozlarda kullanılması kalıntı sorununun bir diğer nedenidir. Yüksek pestisit
kalıntıları pazarlamada karşılaşılan en önemli sorunlardandır. Bu sorun yeterli teknik
elamanlarla kontrollü üretim yapılarak giderilebilir. Ayrıca tarımsal danışmanlık sisteminin
yörede iyice yerleşmesi pazarlamada yaşanan bu teknik sorunun giderilmesinde en ideal
çözüm yolu olacaktır.
Çizelge 3. Bağ üreticilerinin tarım kooperatiflerine ortaklık durumu
Tarım kooperatifinin adı
TARİŞ
Tarım kredi kooperatifi
TARİŞ ve tarım kredi kooperatifi
Toplam
%
38.46
6.15
36.92
86.15
Bölge üreticisinin tarım kooperatiflerine ortaklık durumu incelendiğinde %38.46’sının
TARİŞ’e, %6.15’inin tarım kredi kooperatifine, %36.92’sinin her iki kooperatife ve
toplamda da %86.15’nin kooperatiflere üye olduğu görülmüştür. Alaşehir ve Buldan ilçesini
kapsayan diğer bir çalışmada da bağ üreticilerinin %80’den fazlasının kooperatiflere üye
olduğu belirtilmiştir(Çoban ve ark., 2002 ). Üreticilerin %75.38’nin TARİŞ’e üye olması bu
kooperatiflerin bölgede ne kadar yaygın olduğunun bir göstergesidir.
Çalışmada ayrıca bölge üreticisinin %86.15’nin Ziraat Odasına üye olduğu saptanmıştır.
Bu durum üreticilerin kooperatifçiliğin yanında mesleki örgütlenmeye ilgisinin de önemli
olduğunu göstermektedir. Bu yüksek örgütlenme durumu tarım politikalarının, yeni tarımsal
tekniklerin ve bilimsel araştırma sonuçlarının üreticiye ulaştırılmasında ve
benimsetilmesinde etkin bir araç olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
İlçede üretilen kuru üzümler genellikle yöresel tüccarlara ve Tarım Satış
Kooperatiflerine (TARİŞ) satılmaktadır. TARİŞ bölgede özelikle çekirdeksiz kuru üzümün
40
pazarlanmasında etkin rol oynamaktadır. Bu olgu, yörede yapılan diğer araştırmalarla da
desteklenmektedir (Çoban ve ark., 2001; Altındişli, 2001). Ekonomik ve sosyal amaçlı bir
kooperatif kuruluşu olan TARİŞ, yöredeki faaliyet konusu olan çekirdeksiz kuru üzüm
piyasasında devreye gereksiz sayıda aracının girmesini engellemekte, piyasanın spekülatif
oyunlarına karşı üretici ortağını iç ve dış pazarda korumaya çalışmaktadır.
Şekil 1. Çekirdeksiz üzüm pazarlama kanalı
Tarımda örgütlenme ve kooperatif şeklinde hareket etmeye sıcak bakan bağcı kesimin
ağırlık kazandığı bölgede, %30,0 gibi üretim payı olan sofralık yaş üzüm konusunda ne yazık
ki benzer bir örgütlenme şekli oluşturulamamıştır. Dolayısı ile yörede bu konuda çok ciddi
sıkıntılar yaşanmaktadır.
41
ÜRETİCİ
SEMT PAZARI
PERA KENDECİ
TÜCCAR
DIŞSATIMCI
SUMA
ALKOL
FABRİKASI
TÜKETİCİ
Şekil 2. Sofralık üzüm pazarlama kanalı
Sofralık yaş üzüm, yörede yer alan yaş meyve ve sebze işletmelerine ve hasat zamanı
bölgeye gelen hal işletmelerine(tüccar) bağda pazarlanmaktadır. Her iki işletme sahiplerinin,
ürünün fiyatı ve bedelinin ödenmesi konusunda hiçbir şekilde teminat vermemesi sofralık
üzümün pazarlanmasında her yıl pek çok sorunun yaşanmasına neden olmaktadır. Bu sorun;
yörede yapılan diğer çalışmalarda da belirtilmiştir(Cebeci ve Aydın, 2005; Çoban ve ark.,
2002).
Çizelge 4. Yörede mevcut pazarlama kanalında üreticinin tercihi
Tercih edilen
pazarlama kanalı
%
TARİŞ
İhracatçı
Diğer aracı kesim
57.40
12.8
29.8
Bağ işletmelerinin içinde bulunduğu pazarlama sistemi ve mevcut örgütlenme durumunu
belirlemek üzere yapılan çalışmadan elde edilen verilere göre, yörede mevcut pazarlama
sisteminde TARİŞ %57.40, tüccar ve ihracatçı %12.8, diğer aracı kesim ise %29.8 payla
tercih edilmektedir. Aynı üretici grubun mevcut pazarlama sistemini %63.0 oranında
başarısız bulduğu, buna karşın %20.0’nin kısmen başarılı ve %17.0’nin ise tamamen başarılı
bulduğu tespit edilmiştir. Aynı gruba göre yöre kooperatiflerinin başarılı olup olmadığı
sorulduğunda ise %53.85’in başarısız ve yetersiz, %20.0’ nin kısmen yeterli ve başarılı
bulduğunun %12.31’nin ise bir fikrinin olmadığı belirlenmiştir.
42
Araştırma verilerine göre yöre üreticisinin karşılaştığı sorunların başında fiyatların
düşük ve istikrarsız oluşu yer almaktadır. Kuzey yarımküre bağcı ülkelerinde olduğu gibi, bu
yörede de üzüm ağustos eylül aylarında olgunlaşmaktadır. Tüm üzüm çeşitlerinin pazar
fiyatları bu dönemde birbirine yakın düzeyde gerçekleşmektedir(Işık ve ark., 2001). Yine bu
dönemde diğer bölgelerde olduğu gibi üzümün çabuk bozulması, tüketim merkezlerine olan
uzaklık ve uygun koşullarda korunması zorunluluğu gibi faktörler pazarlama zincirindeki
aracı sayısını arttırmaktadır. Fakat arz yoğunluğu nedeniyle ürünün tüketiciye satış fiyatı bu
dönemde değişmemektedir. Dolayısı ile üretici eline geçen fiyat mutlak ve oransal olarak
azalmaktadır (Işık ve ark., 2001). Yöre üreticisinin karşılaştığı diğer önemli sorun da pazar
garantisinin olmaması ve ürün bedelinin tahsilindeki sorunlardır. Açıklanan bu üç sorun
yöre üreticisinin % 82. 9’unun ortaklaşa belirttiği sorunlar olarak tespit edilmiştir. Bunlara ek
olarak %17.10 pay alan diğer sorunlar kapsamında ise; dolandırıcılık, üründe kilonun düşük
gösterilmesi başta yer almaktadır. TARİŞ’in üzüm numarasını düşürmesi ve devlet
desteğinin olmaması da bağ üreticisini zor durumda bırakmıştır. Bütün bu saptamalara karşın
üretici sayısının çokluğu, dağınıklığı ve kooperatif şeklinde birleşmemiş olmaları, pazar ve
fiyat bilgilerine sahip olmamaları, yetiştiricilik döneminin uzunluğu nedeniyle tüccar veya
aracılara borçlanılması bu sorunları tetikleyen önemli etmenler olarak sıralanabilir.
Örgütlenme, var olan sosyal yapı içerisinde birlikte karar alma sonucu sorumluluk
anlayışının oluşturulması, tüm insan ve fiziki kaynakların bir araya getirilmesi ve kolektif
hareket, tutum ve alışkanlıkların geliştirilmesine olanak sağlayan bir yapılanmadır. Tarımda
üretici örgütlenmesinin ana amacı, bu kesimde verimliliği arttırmak ve üretimden tüketim
aşamasına kadar tarımsal ürünlerin değerlendirilmesi suretiyle üreticinin gelirini ve
pazardaki konumunu yükseltmektir
Tarım sektörü, kaynakların sınırlı olması, doğal koşullara önemli ölçüde bağımlı olması,
ürünlerin koruması ve depolanmasının zor olması ve üreticilerin fiyat oluşumunda etkili
olamamaları gibi nedenlerle üretici örgütlenmesine daha fazla ihtiyaç duymaktadır. Bağcılık
ise tarım sektörünün bir kolu olarak, tarım sektörünün sayılan tüm özelliklerini çok daha
hassasiyetle hissetmektedir. Bu bizzat üründen kaynaklanmaktadır. Hasadı takiben ürünün
derhal pazarlanarak değerlendirilmesi gereklidir. Çünkü gecikme üründe miktar ve kalite
kaybına neden olabilmektedir. Üreticinin karşı karşıya geldiği aracı kesim, pek çok üründe
olduğu gibi bağcılıkta da üreticilerin dağınık ve çok sayıda olmasının verdiği dezavantajdan
faydalanabilmektedir.
Gelişmiş ülkeler gerek üretim gerekse üretim ve işlemeyi içeren bütünleşmiş oluşumlar
sonrasında nihai ürünü iyi bir şekilde pazarlayabilecek üretici organizasyonları ile üzüm
üreticilerinin karşılaşabileceği olumsuzluklardan etkilenmemesini ya da daha az düzeyde
etkilenmesini sağlamaktadır. Ülkemizde bağcılığın geliştirilmesi her şeyden önce elde edilen
ürünün taze ya da işlenmiş olarak iç ve dış pazarlarda değerlendirilmesine bağlıdır. Bu
nedenle üretim hedefleri iç ve dış pazarlarda rekabet edecek şekilde belirlenmelidir.
Ülkemizde üretilen üzümlerin yaklaşık %30.0 ’u sofralık, %37.0’si kurutmalık, %30.0’u
pekmez, pestil, şıra ve %3.0’de şaraplık olarak değerlendirilmektedir(Tüfekçi ve Tüfekçi,
2006).
Alaşehir, çekirdeksiz sultaniye üzüm yetiştiriciliğinde dünyada ABD’den sonra ikinci
sırada yer almaktadır (Anonim b, 2008). Genel olarak yöre üzüm üretiminin %30. 0’ unu yaş
üzüm %70’ini ise kuru üzüm oluşturmaktadır. Ancak son yıllarda daha fazla gelir düşüncesi
ile üretici yaş üzüme yönelmektedir
Sofralık olarak pazarlanan üzümde, kurutma sırasında iklimin oluşturduğu risk ortadan
kalkmaktadır. Kurutulmak üzere beton veya kanaviçe sergiye serilen üzümde yağan
43
yağmurlar ile kalite kaybı ve düşük alım fiyatı görülmektedir. Genellikle bağdaki üzümün
hepsini kurutacak büyüklükte sergi bulunmamaktadır. Ayrıca üzümün kurutulması sırasında
birçok işlem yapılmakta ve üzüm için harcanan para artmaktadır. Yaş olarak pazarlanan
üzümde ise bu masraflar ortadan kalkmaktadır. Üzüm taze olarak pazarlandığında hasat
dönemindeki yoğunluk tüccar tarafından karşılandığı için üretici emek yönünden hiçbir
kayba uğramamaktadır. Ayrıca bedeli çok daha kısa sürede alma imkânından dolayı üretici
yaş üzüme yönelmektedir. Ancak yaş üzüm pazarlamasında ürünün tüketici sofrasına
ulaşıncaya kadar çok sayıda el değiştirdiği bir pazar yapısı ile de karşılaşılmaktadır. Aracının
gereğinden fazla olması, hem ürünün niteliği hem de üreticinin karlılığı bakımından sürekli
bir azalmaya neden olmaktadır. Hem üretici hem de firma bazında sorunlarla
karşılaşılmaktadır. Üretici bazında, kalite, tarımsal girdi fiyatlarının yüksekliği, verilen
tarımsal kredilerin yetersizliği veya yüksek faiz uygulaması, yöreye gelen tüccarların verdiği
çeklerin karşılıksız çıkması önemli sorunlardır(Anonim a, 2008).
Üretici doğrudan yaş üzüm pazarlamaya yöneldiğinde bağın bakımını buna göre
yapması gerekmektedir. Bu da kalite sorununu gündeme getirmektedir çünkü üzüm yaş
olarak değil kurutmalık olarak değerlendirildiğinde; hormonlu üzüm daha geç kurumakta,
renk ve büyüklük daha farklı olmakta ve sonuçta kurum üzüm kalitesi düşmektedir. Bu
nedenle üretici enflasyonla orantılı girdi fiyat artışı ve düşük ürün fiyatı ile karşılaşmaktadır.
Tüccar ise ürün fiyatını olabildiğince düşük tutarak daha fazla kar elde etmeye çalışmaktadır.
Bu durumda üreticilerin üzümün yetiştirilmesi ve pazarlanması konusunda bilgilendirilmesi
küçük ve dağınık bağ işletmelerinin toplanması ve üreticilerin örgütlenmesi, devlet
desteğinin sağlanması en öncelikli çözümler olarak düşünülebilir. Yener ve ark., (2008)’nın
aynı yörede yaptıkları çalışmada da araştırmamıza benzer şekilde üreticilerin %12.70’i 15
Ağustostan önce, %45.45’i 15-30 Ağustos arası, %40.0’ı 1-15 Eylül arası, %1.85’i ise 15
Eylül’den sonra ürünlerinin hasat işlemini gerçekleştirdiklerini belirtmişlerdir. Yörede
yapılan diğer çalışmalarda da üreticilerin yaptıkları hasat tarihleri çalışmamızla benzerlik
göstermektedir(Çoban ve ark., 2001; Çoban ve ark., 2002).
Bu sonuçlara göre yörede hasat 15 Ağustos- 15 Eylül arasını kapsayan dönemde
yoğunluk kazanmaktadır. Bu dönemde yöreye gelen zengin görünümlü tüccarlar,
üreticilerden genellikle çek karşılığı üzüm almaktadır. Üreticiler bu tüccarların kimliğini,
güvenirliğini, gerçek adresini öğrenmeden ürünü satmak durumunda kalmaktadır.
Tüccarların özellikle bu dönemde verdiği çeklerin karşılıksız çıkması, söz karşılığı üzümü
alan tüccarın ürünü kamyon ya da tır’a yükledikten sonra ortadan kaybolması, ödeme
yapmaması ve belirttiği firma isminin sahte çıkması yörede yıllardır yaşanan ciddi bir suç
kapsamlı sorundur.
Üzüm pazarlamada karşılaşılan diğer sorunlar ise pazarlama aşamasında yaşanan teknik
sorunlardır. Soğuk hava depoları ve soğuk hava donanımlı araçların azlığı veya bulunmaması
öncelikli olanlardır. Gerekli donanıma sahip taşımacılık sistemi ile birlikte soğuk hava
sistemleri de yaş üzüm pazarlamasında büyük önem taşımaktadır. Tüccar aldığı üzümü ön
soğutmaya tabi tutmak zorundadır. Üzüm, dalından kesildikten sonra saklanması zor olan ve
çabuk tüketilmesi gereken bir yaş meyvedir. Nitekim Kaliforniya’da yaş üzüm
pazarlamasında, üretimdeki hızlı artışa karşın etkin dağıtım ve ürünün kalite muhafazasının
ancak 1920’lerden sonra, soğuk zincirin ve tren yolu taşımacılığının gelişmesiyle
sağlanabildiği belirtilmektedir Anonymous, 1985).
Diğer yanda üreticinin ekonomik kuruluşu olan TARİŞ ve ihracatçı arasında bir çekişme
gözlenmektedir. Bir tarafta plansız üretimden dolayı arz fazlalığı bulunurken diğer tarafta
devletin yeni bağ kuranlara dekar başına 250 TL.
44
destek vermesinin plansız büyümeye neden olabileceği belirtilmelidir(Anonim, 2009).
Bu plansız ve öngörüsüz desteklemenin önümüzdeki yıllarda üzümde kaliteyi düşüreceği ve
üreticiyi daha da zor durumda bırakacağı söylenebilir.
Daha öncede belirtildiği gibi yörede üzüm üretimi genellikle küçük işletmelerden
sağlanmaktadır. Bu nedenle üreticiye dış pazarda talep edilen çeşit, kalite ve standartlar
hakkında sürekli bilgi veren ve yönlendiren bir yapı ya da bir organizasyon
oluşturulmamıştır. Kısacası; üretimden tüketime kadar bu durumu organize etmek için üzüm
üreticileri bir pazarlama kooperatifi veya üretici birliği şemsiyesi altında birleşmelidir.
Yörede özellikle de yaş üzüm konusunda oluşturulacak yaş üzüm pazarlama bordunun hem
üretici hem de iç ve dış piyasadaki tüketici yelpaze için yarar getireceği belirtilebilir.
45
4.
KAYNAKLAR
[1] Altındişli, A., 2001. Alaşehir Bağcılık Paneli, Alaşehir.
[2] Anonymous, 1985. Harvesting and Handling California Table Grapes for market 1985 by
The Regents Of the University of California, Division of Agriculture and Natural Resources.
Second Edition. USA.International Standard Book Number: 0-931876-33-8. Agricultural
Experiment Station. University of California. Division of Agriculture and Natural Resources.
[3] Anonim, 2006. Ege İhracatçı Birlikleri Kayıtları, İzmir, Türkiye.
[4] Anonim a , 2008. Alaşehir İlçesi Tarım Müdürlüğü, Alaşehir-Manisa.
[5] Anonim b , 2008. Alaşehir Ticaret Odası Kayıtları, Alaşehir-Manisa.
[6] Anonim, 2009. Üzüm –Sen, Üzüm
üzümsen.org.
Üreticileri Sendikası Kayıtları, http://www.
[7] Cebeci, N., Aydın., Ş. 2005. Alaşehir Yöresinde Bağcılığın Sorunları ve Bağcılığın
Geleceği Üzerine Bir İnceleme, 6. Türkiye bağcılık Sempozyumu, Tarımsal Araştırmalar
Genel Müdürlüğü Tekirdağ Bağcılık Araştırma Enstitüsü. S. 603-610, Tekirdağ.
[8] Çoban., H., Kara, S., Kısmalı, İ., 2001. Alaşehir ve Buldan İlçelerinde Mevcut Bağ
İşletmelerinin Yapısının Belirlenmesi Üzerinde Bir Araştırma. E.Ü.Z.F. dergi 38 (1):17-24,
İzmir.
[9] Çoban, H., Aydın, Ş., Okuyucu, B. 2002. Ege Bölgesinde Bağ Alanlarındaki Artış
Nedenleri ve Başlıca Bağcılık Sorunları Alaşehir İlçe Örneği, Türkiye V. Bağcılık ve
Şarapçılık Sempozyumu 5-9 Ekim 2002, 409-414, Nevşehir.
[10] Durgut, M.R., Arın, S., 2005. Trakya Yöresi Bağcılığın Mekanizasyon Düzeyi ve
Sorunları, Tekirdağ Ziraat Fak. Dergisi 2(3), Tekirdağ.
[11] Işık, H., Delice, N.Y. ve Özer, C. 2001. Sofralık Üzüm Çeşitlerinin Marmara Bölgesi
Koşullarında Biyoekolojik Uyumu ile Muhafaza ve Pazarlama Sorunları Üzerine
Araştırmalar. Tekirdağ Bağcılık Araştırma Enstitüsü Sonuç Raporu, Tekirdağ.
[12] Tüfekçi, Ö.K., Tüfekçi, N. 2006. Buldan ve Çevresindeki Üzüm Üreticisinin Pazarlama
Sorunları ve Çözüm Önerileri, Pamukkale Üniv. Buldan Meslek Yüksekokulu. Buldan
Sempozyumu. Buldan.
[13] Yener, H., Aydın, Ş., Cebeci, N.2008. Alaşehir Yöresinde Bağ İşletmelerinin Yapısal
Özellikleri ve Bazı Kültür İşlemlerin Uygulama Durumları Üzerine Bir Araştırma. Soma
Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi. 10(2) 44-52, Soma.
46
YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARINDAN JEOTERMAL
VE RÜZGAR ENERJİSİNİN GELİŞİMİ VE ÇEVRESEL
DEĞERLENDİRMESİ
Raşit ATA1
ÖZET
Ülkemizde sosyal, ekonomik ve endüstriyel gelişimin bir sonucu olarak elektrik enerjisi
talebi hızla artmaktadır. Petrol ve doğal gazın hemen hemen tamamı komşu ülkelerden ithal
edilmektedir. Hızlı bir şekilde gelişen enerji talebi, Türkiye’yi yenilenebilir enerji
kaynaklarında arayışa zorlamaktadır. Bu nedenle Türkiye rüzgar güneş ve jeotermal gibi
yerli enerji kaynaklarını geliştirmeye ihtiyaç duyar. Yenilenebilir enerjideki son gelişmeler,
Türkiye’deki bilim ve araştırma gruplarını cesaretlendirmektedir. Bu çalışma, Dünya’daki ve
ülkemizdeki rüzgar ve jeotermal gibi yenilenebilir enerjinin gelişimini ve durumunu ele alır.
Ayrıca bu enerji kaynaklarının çevresel değerlendirmesini içerir.
Anahtar Kelimeler: yenilenebilir enerji, rüzgar enerjisi, jeotermel enerji, çevresel
değerlendirme.
ABSTRACT
The demand for electricity grows rapidly in our country as a result of social, economical
and industrial development of country. Almost all types of oil and natural gas are imported
from neighboring countries. Rapidly growing demand of energy forces Turkey to search for
renewable energy sources. Therefore, Turkey needs to develop its indigenous energy
resources like wind, solar and geothermal energy. The recent worldwide development of
renewable energy has encouraged the scientific and research community in Turkey. This
study presents the status and development of renewable energy use like wind and geothermal
in our country and in world countries. Besides, it includes environmental evaluation of these
energy resources.
Keywords: renewable energy, wind energy, geothermal energy, environmental evaluation.
1.
GİRİŞ
Enerji, bilindiği gibi insan yaşamının vazgeçilmez bir parçasıdır. Enerji, modern
endüstriyel ekonomiler için altyapısal bir gereksinimdir [1]. Ekonomik ve sosyal kalkınmayı
destekleyecek şekilde enerjinin yeterli, kesintisiz ve güvenilir bir biçimde sağlanması
gerekmektedir. Bu da enerji kaynaklarının yeterliliğiyle ilişkilidir. Bu açıdan alternatif enerji
kaynakları, enerji teminine yönelik tüm süreçlerde ekolojik denge ile çevre üzerindeki
olumsuz etkilerin en aza indirgenmesi sorunlarıyla da ilişkili olarak önemlilik arz etmektedir.
Bugün var olan enerji kaynaklarının sağlıklı bir şekilde tespitinin, bilimsel teknolojik
gelişmeler ışığında ve yukarıda belirtilen konular çerçevesinde yeni kaynaklar ile yeni
1
Yrd. Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Kırkağaç Meslek Yüksekokulu, 45700, Kırkağaç, Manisa,
[email protected]
47
teknolojiler devreye sokulmalıdır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan jeotermal ve
rüzgar enerjisi, gelişmiş ülkelerde ticari anlamda büyük kullanım alanı bulmuştur.
Ülkemizde ise var olan yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretimi ve bunların
kullanımına yönelik yatırım ve proje çalışmaları çok düşük düzeydedir. Dolayısıyla ülkemiz
kurulu gücüne katkısı da çok düşük düzeydedir. Oysa tahminlere göre 2025 yılına kadar
dünyada üretilen toplam elektrik enerjisinin yaklaşık %10-15 kadarlık bir bölümü
yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanacaktır 2.
2007 yılı verilere göre Dünya’daki toplam elektrik üretiminin %3’ünü yenilenebilir
enerji kaynakları oluşturmaktadır. Şekil 1’de 2000-2007 yılları arasında dünya elektrik
üretimi içindeki yenilenebilir enerji payının değişimi verilmektedir [3]. Dünya’da
yenilenebilir enerji üretiminde ilk beş sırayı alan ülkeler sırasıyla Çin, Almanya, ABD,
İspanya ve Hindistan’dır [3].
Yenilenebilir enerji
payı(%)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Yıllar
Şekil 1. 2000-2007 yılları arasında dünya elektrik üretimi içindeki yenilenebilir enerji
payının değişimi
Ülkemizde son yıllarda yenilenebilir enerjiden elektrik üretimi konusunda önceki yıllara
göre önemli gelişmeler olmuştur. Enerji yatırımcıları yenilenebilir enerji politikalarındaki
belirsizlikten dolayı kuşku duymaktaydılar. Mayıs 2007 itibariyle çıkarılan enerji verimlilik
yasası bu kuşkuları ortadan kaldırmıştır. Bu yasaya göre; yenilenebilir enerjiden elektrik
üretiminin 10 yılı için garanti verilmektedir [4]. Bu yasadan sonra, 1 Kasım 2007 tarihinde
yapılan rüzgar enerjisine dayalı lisans başvurularından 751 başvuru kabul edilmiştir. Bu
başvuruların toplam kurulu güç değeri 77871,4 MW’dır [5].
Yine yenilenebilir enerjilerden olan jeotermal enerji alanında da yeni sahalar bulunarak
bunlardan elektrik üretimi yoluna gidilmektedir. Bu çalışmalar ümit vericidir. 1 Kasım 2007
tarihi itibariyle jeotermal enerjisine dayalı lisans başvurularından 5 başvuru kabul edilmiştir.
Bu başvuruların toplam kurulu güç değeri 82 MW’dır [5]. Türkiye’de jeotermal elektrik
üretimi mevcut kurulu gücü 20,4 MW iken 2013 yılı projeksiyonu, Devlet Planlama Teşkilatı
Dokuzuncu Kalkınma Planı (2007-2013)’na göre 550 MW’dır [6].
2.
JEOTERMAL ENERJİNİN GELİŞİMİ
Dünyada ilk defa 1905 yılında Larderello (İtalya) yöresinde jeotermal buhardan elektrik
üretimine başlanmış ve 1912 yılında gücü 250 kW olan ilk turbogeneratör kurulmuştur. 1960
yılında Amerika’da, 1961 de Meksika’da ve 1966 da Japonya’da santraller kurularak
48
jeotermal enerjinin kullanımı dünya çapında yayılmıştır. Dünyada, 1995'den 2000 yılına
kadar, jeotermal elektrik üretiminde %17, jeotermal elektrik dışı uygulamalarda ise % 87
artış olmuştur. Filipinler'de toplam elektrik üretiminin %27'si, Kaliforniya Eyaleti'nde %7'si,
İzlanda'da toplam ısı enerjisi ihtiyacının %86'sı jeotermalden karşılanmaktadır [7].
Dünyada jeotermal elektrik üretiminde ilk 10 ülkeye ait kurulu güç kapasiteleri
Tablo.1’de verilmektedir. 2005 yılı itibariyle, dünyadaki jeotermal elektrik üretimi 9064 MW
elektrik kurulu güç olup, 2000 yılına göre yaklaşık %13.6 oranında artış göstermiştir.
Ülkemiz jeotermal enerji potansiyeli açısından Avrupa’nın şanslı ülkelerinden biridir.
Jeotermal enerji yönünden önemli potansiyel oluşturan alanlar Batı Anadolu’da yoğunluk
kazanmıştır ve bu bölgedeki enerji elektriğe dönüştürülebilecek niteliktedir. Diğer bölgelerde
bulunan jeotermal akışkan ısıtma uygulamaları, kimyasal madde üretimi ve endüstride diğer
uygulama alanlarında kullanılmaktadır.
Türkiye’de elektrik üretimine yönelik ilk uygulamalar ise 1968 yılında Denizli-Kızıldere
sahasının geliştirilmesi ile başlamış ve 1974’te 0,5 MW kapasiteli pilot santral devreye
girmiştir. Daha sonra 1984’de 20,4 MW kurulu güce sahip bir santral kurulmuştur. Fakat bu
santral düşük kapasitede üretim yapmaktadır. Bu nedenle jeotermal enerjinin ülkemiz kurulu
gücüne katkısı çok düşük düzeydedir 8.
Tablo 1. Jeotermal enerjiyi elektrik üretiminde kullanan ilk 10 ülkenin 2005 yılına ait kurulu
güç kapasiteleri [7].
Kurulu
gücü(MW)
2544
1931
953
797
790
535
435
202
163
151
Ülkeler
ABD
Filipinler
Meksika
Endonezya
İtalya
Japonya
Yeni Zelanda
İzlanda
Costa Rica
El Salvador
Gelişmiş ülkelerde jeotermal ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları ticari
anlamda büyük kullanım alanı bulmuştur. Türkiye’nin de dahil olduğu gelişmekte olan
ülkelerde yenilenebilir enerji kaynaklarından olan enerji üretimi ve bunların kullanımına
yönelik yatırım ve proje çalışmaları çok düşük düzeydedir. Türkiye’nin jeotermal enerji
potansiyeli 5000 MW elektrik ve 30000 MW ısıl kullanım olarak tahmin edilmektedir ve bu
miktar Türkiye’nin enerji tüketimine önemli katkı yapabilecek büyüklüktedir 9. Ülkemizde
jeotermal enerjinin daha geniş kullanımı elektrik üretimi dışındaki uygulamalarda daha
yaygındır.
49
3.
RÜZGAR ENERJİSİNİN GELİŞİMİ
Rüzgar enerjisinden elektrik üretimi ilk kez 1890’ların başlarında Danimarka’da
yapılmıştır. 1918’de ise 20-35 kW’lık türbinlerle kırsal merkezlerin elektrik ihtiyacını
karşılamışlardır. 1931 yılında Rusya 100 kW’lık rüzgar türbini yaparken, 1941 yılında
Amerika 1250 kW’lık rüzgar türbini kuruyordu. İkinci Dünya Savaşının ardından
Danimarka, Fransa ve Almanya’da 200-800 kW’lık türbinler yapılmıştır. 1970’li yıllarda
başka ülkelerin katılımı ile bu tür çalışmalar sürdürülmüştür 10.
2000 yılında dünyanın toplam rüzgar kurulu gücü 18039 MW değerini bulmuştur. Son
olarak 2007 yılı itibariyle kurulu güç 93849 MW değerine ulaşmıştır. Bu kurulu gücün %
60’ı Avrupa’da bulunmaktadır 11. 2020 yılında Dünya’daki elektrik üretiminin % 10’unun
rüzgar enerjisinden elde edileceği tahmin edilmektedir [12].
Şekil 2.’de Avrupa kurulu rüzgar gücünün 2000-2007 yılları arasındaki değişimi
verilmiştir [13]. Buna göre 2000 yılında kurulu güç 12887 MW iken 2007’de 56335 MW
olmuştur. Böylece yedi yılda 4,4 kat artış sağlanmıştır.
Kurulu güç(GW)
60
50
40
30
20
10
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Yıllar
Şekil 2. Avrupa kurulu rüzgar gücünün yıllara göre değişimi
Türkiye açısından kıyı şeritleri; dağ-vadi yapıları gibi coğrafi özellikler göz önünde
tutulacak olursa, rüzgar enerjisinin önemli bir enerji kaynağı olduğu hemen görülebilir.
Meteoroloji kuruluşu tarafından yapılan ölçümler Marmara, Güneydoğu Anadolu ve Ege
Bölgelerinin rüzgar gücü yoğunluğunun diğer bölgelere göre zengin olduğunu
göstermektedir 14.
Ülkemizde sadece rüzgar enerjisi potansiyeli ekonomik olarak kullanılabilecek 120
milyar kWh/yıl’dır. Santral kuruluş teknolojisi son derece hızlı bir gelişme göstermiş, son
yıllarda geliştirilen güç elektroniği teknolojisinin ürünü olan dönüştürücülerle minimum
rüzgar hızı limiti 2 m/s’ninde altına indirilmiştir. Güneş ve rüzgar enerjisinin yoğun olduğu
bölgelerde(Ege Bölgesi gibi) iki kaynağı da birbiriyle senkronize olarak daha verimli
çalıştıran teknoloji şu andaki en son teknolojidir 15.
Türkiye’de rüzgar kurulu gücü 2000 yılında 18,9 MW, 2006 yılında 50,85 MW ve 2007
yıl sonu itibariyle 146,55 MW’a ulaşmıştır [15]. Özellikle son yıllardaki artış oranı dikkat
50
çekicidir. Tablo 2’de 2007 yılına kadar kurulan Türkiye’de mevcut rüzgar türbinleri ve
özellikleri verilmektedir [16].
Türkiye’deki enerji boşluğunun rüzgar enerjisiyle doldurulabileceği tahmin
edilmektedir. Bunun için tahmin edilen rüzgar potansiyeli 58 GW değerindedir. Diğer
yandan 2015 yılında ülkemizde üretilen elektriğin % 5’inin rüzgar enerjisinden elde edileceği
tahmin edilmektedir [4].
Tablo 2. Türkiye’de mevcut rüzgar türbinleri ve özellikleri [16].
Yer
Üretime geçiş
tarihi
İzmir-Çeşme
1998
İzmir-Çeşme
ÇanakkaleBozcaada
İstanbulHadımköy
BalıkesirBandırma
İstanbul-Silivri
İzmir-Çeşme
Çanakkaleİntepe
ManisaAkhisar
ÇanakkaleGelibolu
Her bir
Türbin
kapasitesi
(kW)
Türbin
sayısı
Kurulu
kapasite
(MW)
500
3
1,5
Enercon
1998
600
12
7,2
Vestas
2000
600
17
10,2
Enercon
2003
600
2
1,2
Enercon
2006
1500
2
30
GE
2006
850
1
0,85
Vestas
2007
800
49
39,2
Enercon
2007
800
38
30,4
Enercon
2007
1800
6
10,8
Vestas
2007
880
18
15,2
Enercon
İŞLETMEDEKİ KURULU GÜÇ
4.
Türbin Tipi
146,55
JEOTERMAL VE RÜZGAR ENERJİSİ İÇİN ÇEVRESEL ETKİLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Özellikle çevre kirliliği ile ilgili problemler arttıkça yenilenebilir enerji kaynaklarının
önemi artmıştır. Bilindiği gibi fosil yakıtlar yakılma olayından sonra ardında bir miktar katı
ve gaz şeklinde artıklar bırakmaktadır. Bunlar herhangi bir şekilde değerlendirilemediği için
atılmak zorundadırlar ve çevre açısından sorun oluşturmaktadırlar. Bu tür maddelerden CO2
gazı en önemli kirleticilerden biridir. Şekil 3’de görüldüğü gibi jeotermal ve rüzgar enerjisi
üretim tesislerinden CO2 çıkışı, fosil enerji kaynaklarına göre çok düşüktür 17. Bu nedenle
yenilenebilir enerji kaynaklarından olan jeotermal enerji, fosil enerji kaynaklarına göre daha
cazip olmaktadır.
Yüzey rahatsızlıkları, su üretimine bağlı fiziksel etkiler, gürültü, ısıl etkiler gibi etkenler
jeotermal enerjinin kullanımına bağlı diğer önemli çevresel değişikliklerdir. Jeotermal
51
enerjinin çevresel etkileri ve bunun doğuracağı maliyet yatırıma başlamadan önce ayrıntılı
olarak incelenmelidir.
CO2 Emisyon miktarı(g/kWh)
Diğer yandan görüntü ve gürültü etkisi [18] dışında ciddi bir çevre etkisi olmayan rüzgar
enerjisi bu açıdan değerlendirildiğinde yeni enerji kaynakları arayış çalışmalarında öncelik
kazanmaktadır. Rügar türbinleri gürültüsü orta ses basınç seviyesindedir. Türbin ile alıcı
arasındaki mesafe 200-300 m. aralığında iken 50 dBA’dan küçüktür [18]. Rüzgar
çiftliklerinin görsel etkisi son derece sübjektiftir. Yapılan çalışmalar görsel etkinin fazla
rahatsız edici olmadığını göstermiştir. Ancak çiftliğin kurulacağı bölgenin durumu, yani
doğal güzelliğe sahip bir bölge olup olmaması rüzgar çiftliklerinin kabul edilebilirliklerinde
oldukça etkili olmaktadır. Rüzgar çiftliklerinin kabul edilebilirlikleri, endüstriyel veya geniş
ölçekli tarım alanlarında daha fazla olmaktadır. Bunların dışında, telekominikasyon
sistemine parazit yapma ve güvenlikle ilgili çevresel etkiler de söz konusudur. Ancak bunlar
oldukça düşük düzeydedir.
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
ür
m
Kö
l
tro
e
P
r
ga
z
Rü
al
m
r
e
ot
e
J
Şekil 3. Yakıt türlerine göre CO2 emisyon miktarları(g/kWh)
Çevresel değerlendirmeler ışığında rüzgar enerjisi gelecek vaat etmektedir. Tablo 3’de
Avrupa topluluğu Ülkelerinin toplam elektrik kullanımının % 1’ini rüzgardan üretmeleri
sayesinde önlenecek kirletici gazları göstermekte ve bu konuda bir fikir vermektedir 19.
Tablo 3. Rüzgar enerjisi kullanımıyla kirlilik emisyonundan sağlanacak tasarruflar
Atık Maddeler
Tasarruf Miktarı(Ton)
SO2
Nox
Cürüf ve kül
CO2
20.103
40.103
1.106
15.106
52
5.
SONUÇLAR
Yenilenebilir enerji kaynaklarından, özellikle jeotermal ve rüzgar enerjisinden, elektrik
enerjisi elde edilip kullanılması gelişmiş ülkelerde artık tartışılmaktan çıkmış, uygulamaya
konulmuş durumdadır. Tahminlere göre 2025 yılına kadar dünyada üretilen toplam elektrik
enerjisinin yaklaşık %10-15 kadarlık bir bölümü yenilenebilir enerji kaynaklarından
karşılanacaktır. Ülkemiz de bu enerji kaynakları bakımından yeterli potansiyele sahip
olduğundan artan enerji açığının kapatılması için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesi
gerekmektedir.
Günümüzde, pek çok ülke sürdürülebilir kalkınmayı sürdürülebilir enerji yolu ile elde
etmeye yönelik ulusal programlar ve stratejiler geliştirilmesi yönünde çalışmalar
yapmaktadır. Bu bağlamda yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi giderek önem kazanmakta
ve teşvik edilmektedir. Ülkemizde de potansiyeli olan jeotermal ve rüzgar enerjileri için
ulusal programlar ve stratejiler geliştirilmelidir.
Çevre ile uyumlu, yenilenebilir, yerli, ucuz, pahalı teknoloji gerektirmeyen ve zengin
olan jeotermal ve rüzgar potansiyelimizden, bilimsel, teknik ve ekonomik esaslara dayalı
olarak, verimli ve sürdürülebilir bir şekilde elektrik enerjisi üretiminin ve ülkemizde enerji
arz çeşitliliğinin sağlanabilmesi için, bu enerjilere öncelik verilmelidir.
53
6. KAYNAKLAR
[1] U.K. Mirza ve diğerleri 2007. Wind Energy development in Pakistan. Renewable &
Sustainable Energy Reviews, 11 (2007) 2179- 2190.
2 İ.H. Altaş, “Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Türkiye’deki Potansiyeli” Enerji, Elektrik,
Elektromekanik Dergisi, Sayı:45, Şubat 1998, s.58-63.
3 www.eere.energy.gov/Renewable energy data book, september 2008.
[4] A.D. Şahin “A Review of Research and Development of Wind Energy in Turkey”
CLEAN - Soil, Air, Water, Vol. 36 (9), 2008, p. 734 – 742.
[5] http://www.eie.gov.tr/turkce/ruzgar/Turkiye_RES.html
[6] www.jeotermaldernegi.org.tr
[7] www.eie.gov.tr/turkce/jeoloji/jeotermal/12dunyada_jeotermal.html
8 “TEAŞ İstatistikleri- Türkiye Elektrik Üretim-İletim İstatistikleri 1994 Yıl Sonu”, APK369, Genel Kod No: 10/1-212, Kasım 1995.
9 DPT-BYKP, “Yenilenebilir enerji kaynakları özel ihtisas komisyonu jeotermal enerji alt
komisyon raporu. Başbakanlık DPT Müsteşarlığı, Kasım 1992, Ankara.
10 M. Ö. Ültanır, “Artık güneş ve rüzgar elektrik santralları planlamaya alınmalı”, Kaynak
Elektrik, Sayı:100, Temmuz 1997, s.149-156.
[11] www.wwindea.org
[12] G.M. Goselin, A review of wind energy technologies, Renewable andsustainable energy
reviews, Vol. 11, 2007, p.1118.
[13] http://www.ewea.org/index.php?id=180
14 R. Ata, “Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevresel değerlendirmesi” Ege Bölgesi
Enerji Sorunları Forumu, 21 Mayıs 1998, İzmir, s.45-47.
15 E. Akpınar, Ege Bölgesi Enerji Sorunları Forumu, 21 Mayıs 1998, İzmir, s.1-3.
[16] http://www.eie.gov.tr/turkce/ruzgar/Turkiye_RES.html
17 E. Erdoğdu, “On the Wind Energy in Turkey” Renewable and Sustainable Energy
Reviews, 13, 2009, p.1361-1371.
[18] The European Wind Energy Association, “Wind Energy – The Facts Volume 4
Environment”, Belgium 2003.
19 “Time for Action- Wind Energy in Europe”, European Wind Energy Strategy Document
I, EWEA, October 1991.
54
MANİSA İSTASYONU YAĞIŞLARININ STOKASTİK
MODELLEMESİ
STOCHASTIC MODELLING OF MANISA STATION
PRECIPITATION
Kıvanç TOPÇUOĞLU1
ÖZET
Su kaynakları yönetimi birçok parametreye bağlı olsa da ele alınan sisteme yönelik
hidrolojik veriler en önemli parametreyi teşkil eder. Hidrolojik zaman serilerinin istatistiksel
analizinde ve geleceğe yönelik kestirimlerinde stokastik yöntemler öne çıkmaktadır.
Otoregresif (AR-Aotu-Regressive), hareketli ortalama (MA-Moving Average),
modellerin karışımı olan Otoregresif Hareketli Ortalama (ARMA-Auto Regressive Moving
Average) modelleri en genel durağan Box-Jenkins modelleridir. Durağan olmayıp fark alma
işlemi sonucunda durağanlaştırılan serilere uygulanan modellere Birleştirilmiş Otoregresif
Hareketli Ortalama (ARIMA-Auto Regressive Integrated Moving Avarage) modeli adı
verilir. ARIMA modeli Box-Jenkins tekniği olarak da adlandırılır. Box-Jenkins modellerinde
amaç; zaman serisine uyan en az parametre içeren doğrusal modelin belirlenmesidir.
Bu çalışmada Manisa İlinde 1930-2007 yılları arasında meydana gelen yağışlar ARIMA
modelleri kullanılarak analiz edilmiş ve gelecek kestirimleri yapılmıştır. 10 yıllık bir gelecek
kestirimi sonucunda yıllık toplam yağış miktarında %3.25’lik bir düşüş yaşanacağı
hesaplanmıştır. Çalışma ile ortaya çıkan en çarpıcı bulgu ise beklenen en düşük yıllık toplam
yağış miktarında %33’lük bir düşüş yaşanabileceğidir. Zararları çok ağır olacak bu kurak
döneme kadar yeni biriktirme haznelerinin tesisi ve var olanların iyileştirilmesi
çalışmalarının yapılması kaçınılmazdır.
Anahtar Sözcükler: ARIMA, zaman serileri, yağış, stokastik, Manisa
ABSTRACT
Although water resources management is linked to many parameters, hydrologic data
provide most important tools for the system handled. Stochastic methods are used to analyze
statistically hydrologic time series and predict future events.
Autoregressive moving average (ARIMA) models which are mixture of autoregressive
(AR) and moving average (MA) models are the most common stationary Box-Jenkins
models. Non-stationary models which are made stationary by difference operator are called
autoregressive moving average (ARIMA) models. ARIMA model are also called model with
the least number of parameters that fits to time series.
In this study, precipitation time series recorded between 1930-2007 in Manisa Station
was analyzed and fitted on ARIMA model, and future precipitation time series were
predicted. According to a 10 year prediction it is predicted that there will be 3,25% decline in
1
Öğr. Gör. Dr., Ege Üniversitesi, Ege Meslek Yüksekokulu, Bornova, İzmir
55
the amount of total annual precipitation. The most impressive finding of the research was the
possibility of 33% decline in the expected minimum amount of total annual precipitation. It
is obviously mandatory to built new reservoirs or to advance the present ones until the time
that there will possibly be a very hazardous drought period.
Key Words: ARIMA, time series, precipitation, stochastic, Manisa
1.
GİRİŞ
Manisa gerek sanayi gerekse tarımsal alandaki yoğun yatırımları ile Türkiye ekonomisi
için önemli bir il konumundadır. Geniş tarım alanları büyük oranda sulu tarım yapılmasına
uygundur. İlin su ihtiyacını karşılayan yapılar Gediz üzerindeki Demirköprü Barajı, Kumçayı
üzerindeki Gölmarmara Gölü, Anbar - Kırık Çayı üzerindeki Afşar Barajı, Yağcılı Çayı
üzerindeki Sevişler Barajı ile Kula ve Yuntdağı göletleridir. Bu yapıların su tutma
kapasiteleri toplam 1550 hm3 civarındadır (DSİ,2009). Gerek enerji üretimi gerekse de
tarımsal ve içme suyu kullanımı açısından söz konusu yapıların işletilmesinde geleceğe
yönelik hidrolojik kestirimler hayati önem taşımaktadır.
Hidrolojik süreçler stokastik süreçlerdir. Bir başka deyişle hidrolojik zaman serileri
değişken ve rastlantısal veriler içerirler. Bu nedenle bu tür serilere basit deterministik
çözümlerle yaklaşılamaz. Bir zaman serisi analizinin iki hedefi vardır: Gözlem dizisinin
olgusunu ortaya koymak ve geleceğe yönelik tahmin yapmak. Birçok zaman serisi eğilim ve
dönemsellik (mevsimsellik) bileşenlerinden oluşur. Bileşen zamanla değişen doğrusal ya da
doğrusal olmayan bir sistem içerir ve ele alınan süreç içerisinde bir tekrarı daha yoktur.
Diğeri ise sistematik aralıklarla zaman içerisinde kendini tekrarlar.
Burada Manisa İli yağışları için en uygun stokastik modelleme ile ilin önümüzdeki
yıllardaki yağış potansiyeli üzerine bir araştırma yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı, elde
edilecek bulguların ileride yaşanacak kuraklık, sel v.b. doğal afetler için belli bir güven
aralığında erken uyarı sistemlerinin oluşturulmasında yardımcı olmasıdır. Ayrıca yine bu
çalışmadan elde edilecek model ile su kaynakları yönetimi için farklı bir bakış açısı da
yakalanacaktır.
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
Devlet Meteoroloji İşleri Manisa İstasyonu yağış kayıtları aylık, 3 aylık ve yıllık zaman
serileri oluşturacak şekilde kullanılmıştır. İncelenen dönem 1930-2007 yılları arasını
kapsamakta olup 1944 yılına ait kayıtlar elde edilememiştir. Burada eksik verili zaman serisi
ile tamamlanmış verili seri arasında SPSS programı kullanılarak uygulanan iki değişkenli
korelasyon sonucunda söz konusu yıla ait yağış değerleri hesaplanmış ve seriler eksiksiz hale
getirilmiştir. Doğrusal ilişkiler stokastik süreç mantığına uymadığı için eksik veri
hesaplamalarında Pearson yöntemi dikkate alınmamaktadır.
Veri modelleri belirsiz olduğunda zaman serileri üzerinden araştırma ve uygulama
verilerine ulaşmanın oldukça zor olduğu bilinmektedir. Modelleme ve tahmin işlemlerinde
zaman serisinin matematik modeli hakkında bilgi sahibi olunması seri içindeki gizli desenleri
ortaya çıkarmak için gereklidir. Bu amaçla Box ve Jenkins (1976) tarafından ARIMA
yöntemi geliştirilmiştir ve çoğunlukla tatmin edici sonuçlar ürettiği görülmüştür (Bails ve
Peppers, 1982).
Zaman serilerinde bir analiz ve tahmin yöntemi olan Box-Jenkins tekniği; kesikli,
doğrusal ve stokastik süreçlere dayanır. Otoregresif, otoregresif –hareketli ortalama ve
56
birleştirilmiş otoregresif hareketli ortalama Box-Jenkins tahmin modelleridir. AR(p), MA(q)
ve bunların birleşimi olan ARMA(p,q) durağan süreçlere uygulanırken; ARIMA (p, d, q)
durağan olmayan süreçlere uygulanmaktadır (Hamzacebi ve Kutay, 2004).
AR(p) modelleri;
xt =ξ + φ1*x(t-1) +φ 2*x(t-2) + φ3*x(t-3) + ... + ε
(1)
Burada:
ξ
Seri sabiti
x(t-1), x(t-2), x(t-3)
Serinin geçmiş gözlem değerleri
φ1 φ 2 φ Geçmiş gözlem değerleri için katsayılar
ε Hata terimidir.
MA (q) modelleri;
xt = µ + ε t - θ1* ε (t-1) - θ2* ε (t-2) - θ3* ε (t-3) - ...
Burada:
µ
(2)
Serinin ortalaması
θ1,θ2 ,θ3 Hata terimleri katsayıları
ε t ,ε (t-1) ,ε (t-2) ,ε (t-3) Hata terimleri
ARMA (p,q) modelleri;
Durağan stokastik modellerdir ve geçmiş gözlem ile hata terimlerinin doğrusal fonksiyonunu
ifade etmektedir.
ξ + φ1*x(t-1) +φ 2*x(t-2) + φ3*x(t-3) + ... + ε - θ1* ε (t-1) - θ2* ε (t-2) - θ3* ε (t-3) ...
(3)
ARIMA modelleri zaman serisi verilerini incelemek ve incelenen zaman serisinin
gelecekteki verilerine ilişkin tahminler yapmak için kullanılır. Genel kullanımı
ARIMA(p,d,q) dır. Amaç basit olarak serinin geçmiş değerlerinden ve geçmişte yapılan
tahmin hatalarından değişkenin gelecek değerini tahmin etmektir. Box-Jenkins 1976 yılında
ARIMA model kurma yöntemini oluşturmadan önce de AR ve MA modelleri bilinmekteydi.
Ancak Box-Jenkins bu modelleri birleştirerek, durağan olmayan serilerde modellerin
kullanılabilmesi için gerekli dönüşümleri gösteren, modellerin istatistiksel özelliklerini geniş
bir şekilde inceleyen, zaman serisi verilerine uygun olan modeli bulan, modelin
parametrelerinin tahmin eden ve modelin uygunluğunu test eden bir algoritma oluşturan
ARIMA modelini geliştirmişlerdir.
p otoregresif AR(p) kısım için kullanılır. Otoregresyon bağımlı değişkenin ardışık
değerleri arasındaki ilişkidir ve burada “p” incelen verinin ilişkili olduğu diğer veri ile
arasındaki süreci ifade eder. Stokastik süreçlerde rastgelesellik belirgin olduğu için seriyi
oluşturan verilerde düzensizlik belirgindir. Bunu ortadan kaldırmak için seriyi
durağanlaştırma işlemi yapılır. Durağanlaştırma her bir verinin bir önceki veriden çıkarılarak
yeni bir seri elde edilmesidir. Burada “d” modelde kullanılan fark serisinin kaçıncı seri
olduğunu göstermektedir. q ise hareketli ortalama MA(q) kısmı için kullanılır. Seriyi sadece
trend ve döngü bileşenleri kalacak hale getirmek için mevsim etkisi ve düzensiz
bileşenlerden arındırmak gereklidir. Bu amaçla hareketli ortalama yöntemi kullanılır.
Hareketli ortalama bir zaman serisinin düzleştirilmesi için kullanıldığında incelenen zamana
kadarki ve incelene zamandan sonraki değerlerin ortalaması ayrı ayrı hesaplanır. Burada “q”,
elde edilen serinin başlangıç serisinin ardışık kaç elemanının ortalamasıyla oluşturulduğunu
57
gösterir. Veri serisinin elemanları birbirlerinden farklıysa bir diğer deyişle birbirlerinden
bağımsızsa bu değer 1 olmalıdır.
Gerçekte zaman serilerinin ortalama ve varyansında zaman bağlı bir değişim olmaktadır.
Bu durum durağan olmayan durum olarak adlandırılır. Bu tip zaman serileri durağan hale
dönüştürüldüğünde ARMA(p,q) modelleri tahmin için kullanılabilir. Bu nedenle durağan
olmayan seriler durağan hale getirilir. Zaman serileri fark alınarak durağanlaştırılır. Zaman
serisinin doğrusal bir trendi varsa birinci fark serisi durağan olmaktadır. Eğer zaman serisinin
eğrisel bir trendi varsa farkların tekrar farkı alınarak ikinci farklar serisi durağanlaşmaktadır.
Bu durumda model ARIMA(p,d,q) olarak ifade edilmektedir (Hamzacebi ve Kutay, 2004).
ARIMA modeli dört temel aşamayı içermektedir. Birinci aşamada genel model sınıfı
belirlenmektedir. Genel modelin seçimi için otokorelasyon fonksiyonu dikkate alınır. İkinci
aşamada verilerin yapısına uygun bir model belirlenir. Bu amaçla korelasyon ve
otokorelasyon fonksiyonlarından yararlanılır. Üçüncü aşamada geçici modelin parametreleri
sonucun anlamlılığına bakılarak belirlenir. Son aşamada modelin uygunluk kontrolü yapılır.
Bunun için geçici modelin hatlarının otokorelasyon grafiği çizilerek incelenir (Yaman ve
ark., 2001).
Üretilen sentetik serilerin, ele alınan serinin korelogram, ortalama, standart sapma ve
artık serilerin çapraz korelasyonu gibi istatistiksel özelliklerini koruyup korumadığı kontrol
edilir. Eğer bazı özelliklerin korunmadığı görülürse, modelin reddi söz konusu
olabilmektedir ( Karabörk ve Kahya, 1999).
Bu çalışmada zaman serilerinin analizi için XLSTAT programı kullanılmıştır.
3.
Su yokluğu açısından kritik olan haziran-temmuz-ağustos dönemine ait diğer serilerden
kestirimler yapılması çalışmada öne çıkmıştır. Bu amaçla aylık serilerden Aralık-Ocak-Şubat
dönemi, Mart-Nisan-Mayıs dönemi, Haziran-Temmuz-Ağustos dönemi ve Eylül-EkimKasım dönemi olarak 4 ayrı seri daha üretilmiştir. Yine aylık serilerden yıllık toplam yağış
serisi de oluşturulmuştur.
Yapılan korelasyon testleri sonucunda yıllık toplam yağış serisinin % 5 yanılma olasılığı
için Aralık-Ocak-Şubat serisi ile kuvvetli bir ilişkisi olduğu (0.808) sayısal olarak Tablo
3.1’de ve grafik olarak Şekil 3.1’de görülmektedir.
Tablo 3.1. 3 Aylık ve yıllık toplam yağış serileri korelasyon matrisi tablosu (Pearson)
AYLAR
A-O-Ş
M-N-M
H-T-A
E-E-K
YILLIK
A-O-Ş M-N-M
H-T-A
0,033
0,080
1
0,033
-0,111
1
0,080
-0,111
1
-0,097
0,087
-0,150
0,092
0,808
0,430
58
E-E-K
-0,097
0,087
-0,150
1
0,363
YILLIK
0,808
0,430
0,092
0,363
1
1200
Yıllık Toplam Yağış (mm)
1100
1000
900
800
700
600
500
400
0
200
400
600
800
Aralık-Ocak-Şubat Dönem i Toplam Yağış (m m )
Şekil 3.1. Aralık-Ocak-Şubat dönemi ve yıllık toplam yağış serileri korelasyon grafiği
Yıllık yağışların stokastik modellemesi için en doğru ARIMA modeli, var olan serinin
son 7 yılının ilk 70 yıldan kestirilmesi mantığıyla türetildi. Bu amaçla 1930-2000 yılları
yağış serisine ARIMA modellerinin çeşitli kombinasyonları uygulandı. Modellerden üretilen
sentetik serilerin son yedi yıl için %95 güvenle gerçekleşme durumları incelendi. Sonuç
olarak ARMA(1,2) ve ARMA(2,2) ve birinci fark ARIMA modellerinin zaman serisi için
uygun sonuçlar verdiği görülmüştür.
Seri için yapılan analizde doğrusal bir trend içerdiği belirlenmiştir. Bu nedenle ARIMA
modelleri daha uygun bir seçim olacaktır. ARIMA modelleri içerisinden ortalama, standart
sapma v.b. seri özelliklerine göre en uygun model arayışına girildiğinde ARIMA(1,1,1)
modelinin gerçek seriye en yakın sentetik seriyi ürettiğini görmekteyiz. Dolayısıyla
modelimiz ARIMA(1,1,1) olarak belirlenmiştir. Bu modele ait karakteristik değerler Tablo
3.2 ve Şekil 3.2 ile gösterilmiş olup, üretilen serinin son 7 yıla uygunluğunu göstermektedir.
Tablo 3.2. 1930-2000 yıllık toplam yağış serisi ve 1930-2007 ARIMA(1,1,1) serisi için
seri özellikleri tablosu
Gerçek Seri
Üretilen Seri
Ortalama
(mm)
723,60
717,43
Min. Değer
(mm)
433,10
370,48
Max. Değer
(mm)
1165,50
1047,50
Std. Sapma
(mm)
159,84
172,71
Buradan yola çıkarak önümüzdeki 10 yıl için kestirimde bulunulduğunda;
59
ARIMA (1,1,1) GRAFİĞİ
Aralık-Ocak-Şubat Dönemi Toplam Yağış
(mm)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1930,00
1950,00
Toplam Yağış
1970,00
1990,00
2010,00
2030,00
yıl
ARIMA(1,1,1)
Şekil 3.2. Yıllık toplam yağış serisi ARIMA(1,1,1) grafiği
Tablo 3.3. 1930-2007 yıllık toplam yağış serisi ve 1930-2017 ARIMA(1,1,1) serisi için seri
özellikleri tablosu
Gerçek Seri
Üretilen Seri
Ortalama
(mm)
723,60
700,12
Min. Değer
(mm)
433,10
290,39
Max. Değer
(mm)
1165,50
987,04
Std. Sapma
(mm)
159,84
177,72
ARIMA(1,1,1) modeli, 3 aylık yağış toplamlarından oluşan seriler için de çalıştırılarak
mevsimsel analiz yapılmıştır. Yapılan analiz sonucu önümüzdeki 10 yıllık kestirim için
mevsimsel yağış serilerinin özelliklerinde bazı değişiklikler meydana gelmiştir Tablo 3.3
incelendiğinde yıllık toplam yağış ortalamasının 723,60 mm’den 700,12 mm’ye düşerek
%3,25 bir azalma olacağı beklenmektedir. Yine buna bağlı olarak beklenen en düşük yağış
miktarında %33 ve en yüksek yağış miktarlarının ise %15,4 azalacağı hesaplanmaktadır. Su
kaynakları yönetimi açısından beklenen en düşük yağıştaki %33’lük azalma ciddi sorunlar
yaşanacağını göstermektedir. Yıl içerinde yağış dağılımını inceleme amacıyla Tablo 3.4’e
bakıldığında modelden 3 aylık periyotlar elde edilen bulgular yıllık toplam yağış
ortalamasında %4,6 lık bir azalma olacağını göstermektedir. Burada önemli bir bulgu su
yılının hemen hemen tamamını ifade eden Eylül-Ekim-Kasım-aralık-Ocak-Şubat aylarında
%6,9 azalma yaşanırken Mart-Nisan-Mayıs-Haziran-Temmuz-Ağustos aylarında %1,3’lük
artış yaşanacağı düşünülmektedir.
60
Tablo 3.4. 1930-2017 ARIMA(1,1,1) 3 aylık toplam yağış serileri için seri özellikleri
tablosu
Aralık-Ocak-Şubat
Mart-Nisan-Mayıs
Haziran-Temmuz-Ağustos
Eylül-Ekim-Kasım
Gerçek Seri Ort.(mm)
367,21
172,51
24,90
154,523
Üretilen Seri Ort.(mm)
346,59
173,67
26,31
139,30
Gediz havzası için yapılmış olan bir diğer stokastik model çalışmasında havzanın 100
yıllık yağış kestirimi sonucunda yıllık toplam yağışların ortalama %2.4 azalacağı
hesaplanmıştır (Topçuoğlu, Pamuk ve Özgürel, 2005). Buradan Manisa istasyonu
yağışlarının Gediz havzasına düşen yağışlara göre daha kararsız ve azalma eğiliminde olduğu
söylenebilmektedir.
Bir başka çalışmada Gediz havzasında iyimser ve kötümser senaryolara göre yapılan su
yönetimi politikaları araştırılmış yer altı su seviyelerinin kuraklık koşullarında endüstriyel
talep de dikkate alındığında ciddi anlamda olumsuz etkileneceği vurgulanmıştır (Çetinkaya
ve Barbaros, 2008).
4.
SONUÇ VE ÖNERİLER
Çalışma sonucunda görülmüştür ki yağış serisindeki azalma eğilimi çok belirgindir.
Önümüzdeki 10 yıl için güven aralığı sınırlarında ve özellikle alt sınırda çok ciddi düşüş
vardır. Bu yağış kestirimlerinin gittikçe azalan bir trende sahip olduğunu ve kurak yılların
görülme olasılığının yüksekliğini göstermektedir. Üretilen seri ortalama yıllık yağış
toplamlarının % 3,25 düşeceğini göstermektedir. Ayrıca standart sapmadaki artış uç
değerlerin görülme beklentisini de arttırmaktadır. Beklenen en düşük yıllık toplam yağış
açısından 70 yıl içerisinde görülmemiş bir su noksanlığının yaşanması olasıdır.
Mevsimlik toplam yağışlar incelendiğinde su yılının büyük kısmını oluşturan AralıkOcak-Şubat ve Eylül-Ekim-Kasım dönemlerinde beklenen yağışlarda % 5,6 ile %10 arasında
düşüşler yaşanabilecektir. Buna karşılık Mart-Nisan-Mayıs ve Haziran-Temmuz-Ağustos
dönemlerinde küçük miktarlarda artışlar beklenmektedir. Bu 6 aylık dönemde 2,56 mm lik
artışın akışa geçmesi, dolayısıyla biriktirme haznelerine destek olması mümkün değildir.
Manisa iline düşen yağış miktarı yılda 10000 hm3 dür. Bu miktarın 1550 hm3 lük miktarı
ölü hacimlerle birlikte rezervuarlarda tutulmaktadır. Dolayısıyla Manisa ilindeki
rezervuarların ile düşen yağışın yaklaşık 1/1000 kadarını depoladıkları görülmektedir. Barajbağlama-gölet yapımına uygun coğrafi yapılara sahip Manisa’da bu su potansiyelinin daha
iyi değerlendirilebileceği ve özellikle İzmir’in su ihtiyacını karşılayacak yapıların tesis
edilebileceği görülmektedir.
61
5. KAYNAKLAR
[1] Hamzaçebi C., Kutay F., 2004, Yapay Sinir Ağları İle Türkiye Elektrik Enerjisi
Tüketiminin 2010 Yılına Kadar Tahmini, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi
Dergisi, 19(3).
[2] Karabörk Ç., Kahya E., 1999, Sakarya Havzasındaki Aylık Akımların Çok Değişkenli
Stokastik Modellemesi, TUBITAK - Türk Mühendislik ve Çevre Bilimleri Dergisi, 23: 133147
[3] Yaman K. , Sarucan A., Atak M., Aktürk N., (2001), Dinamik Çizelgeleme İçin
Görüntü İşleme ve Arıma Modelleri Yardımıyla Veri Hazırlama, Gazi Üniversitesi,
Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 16, No 1, 19-40
[4] Box, G.E.P., and Jenkins., (1976), G.M., Time Series Analysis: Forecasting and Control,
Holden-Day, San Francisco, 35-72.
[5] http://www.dsi.gov.tr/bolge/dsi2/manisa.htm#baraj
[6] Topçuoğlu K., Pamuk G., Özgürel M., (2005),Gediz Yağışlarının Stokastik Modellemesi,
Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, Cilt 42(3),89-97
[7] Çetinkaya C. Polat., Barbaros F., Su Yönetimi Politikaları ile Gediz Nehri Yıllık Su
Bütçesi Performansının değerlendirilmesi, (2008), TMMOB 2. Su Politikaları Kongresi,323333
62
BAZI MELEZ MISIR ÇEŞİTLERİNİN (Zea mays L.) MANİSA
EKOLOJİK KOŞULLARINDA SİLAJ AMAÇLI YETİŞTİRİLME
OLANAKLARI
POSSIBILITIES TO GROW SOME HYBRID MAIZE
CULTIVARS (Zea mays L.) IN MANISA ECOLOGICAL
CONDITIONS FOR SILAGE PRODUCTION
Tamer KUŞAKSIZ1, Çiğdem KAYA2
ÖZET
Bu araştırma, Manisa ekolojik koşullarında ana ürün yetiştirme sezonunda 2003 ve
2004 yıllarında Celal Bayar Üniversitesi araştırma alanında tesadüf blokları deneme
desenine göre 4 tekrarlamalı olarak yürütülmüştür. Genetik materyal olarak Mitic, Otello,
Giubileo, C-955 ve Maverik çeşitleri kullanılmıştır.
Araştırmada bitki boyu, yaprak sayısı, sap çapı, kuru madde oranı, yeşil ot verimi ve
kuru madde verimi özellikleri incelenmiştir. Kullanılan mısır çeşitleri arasında incelenen
özellikler bakımından önemli farklılıklar olduğu tespit edilmiştir. En yüksek yeşil ot
verimi(9011.00 kg/da) ve kuru madde verimi(1755.52 kg/da)
C-955 çeşidinde
kaydedilmiştir.
Anahtar Kelimeler: mısır çeşitleri, hasıl verimi, kuru madde verimi
ABSTRACT
This research was carried out during main cropping season in Manisa at experimental
station of Celal Bayar University in 2003 and 2004. The experimental design was
Randomized Complete Block Design with four replications. The varieties tested are Mitic,
Otello, Giubileo, C-955 and Maverik.
Plant height, leaf number, stem diameter, dry matter rate, herbage yield and dry matter
yield were examined. There were significant differences among all plant parameters. The
maximum yields of herbage yield(9011.00 kg/da) and dry matter yield(1755.52 kg/da) were
determined at C-955 cv.
Keywords: maize cultivars, herbage yield, dry matter yield
1.
GİRİŞ
Mısır ülkemizde genellikle tane amacıyla yetiştirilen bir sıcak iklim tahılıdır. Ancak
son yıllarda hayvancılığın entansifleşmesine paralel olarak tanesi kesif yem, bitkisi ise hamur
olum döneminde hasat edilerek silaj yem olarak kullanılmaktadır. Mevcut koşullar altında,
1
Yrd. Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi Alaşehir Meslek Yüksekokulu, (45600) MANİSA,
[email protected]
2
Yrd. Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi Alaşehir Meslek Yüksekokulu, (45600) MANİSA.
63
kısa sürede ihtiyaç duyulan kaliteli, bol ve ucuz kaba yem sağlayan bir yem bitkisidir.
Dünyada silaj yapımı amacıyla yetiştirilen bitkilerin başında mısır gelmekte, onu sorgum,
sudanotu ve sorgum-sudanotu melezleri izlemektedir (Sağlamtimur ve Tansı 1980;
Avcıoğlu,1983; Heath ve ark., 1985; Gençkan,1992; Ergül, 1993; Kırtok, 1998; Tümer, 2001;
Kuşaksız ve Kuşaksız 2005).
Silajlık mısırda çevre, çeşit ve yetiştirme şartlarına bağlı olarak dekarda 4 - 10 ton
verim alınabilir (Wermke, ve Hoynıngen-Huene, 1987; Tümer,2001).
Tansı (1987), Çukurova bölgesinde yürüttüğü çalışmasında, mısırda ortalama bitki
boyunun 275 cm, hasıl veriminin ise 4324 kg/da olduğunu belirtmiştir.
Manga ve ark.(1991) tarafından Çukurova koşullarında ikinci ürün yetiştirme
mevsiminde 3 farklı mısır çeşidi ile yürütülen bir çalışmada 4 farklı hasat döneminin, bitki
boyu, yeşil ve kuru ot verimi vb. gibi bazı agronomik karakterler üzerindeki etkileri
araştırılmıştır. Araştırıcılar hasat zamanının ele alınan karakterler üzerinde çok etkili
olduğunu, bitki boylarının 233-278 cm, yeşil ot veriminin 5553- 7140 kg/da arasında değişim
gösterdiğini ve silajlık mısır yetiştiriciliğinde hasadın hiç olmazsa süt olum döneminden
sonra yapılması gerektiğini ifade etmişlerdir.
Okant ve ark.(1991) Ceylanpınar ovası koşullarında 3 farklı ekim zamanının 5 değişik
mısır çeşidinde verim ve bazı tarımsal karakterlere etkisini araştırmış, bitki boyunun 150.3162.5 cm, sap çapının 2.5-2.8 cm arasında değiştiğini bildirmişlerdir.
İptaş(1993), Tokat ekolojik şartlarında ana ürün döneminde silajlık mısırın bitki boyunun
177.4-292.4 cm, yeşil ot veriminin 3867-8220 kg/da, kuru madde veriminin 693.4-2644.7
kg/da, ham protein oranının % 6.46-8.62 ve kuru madde oranının %13.83-28.74 arasında
değişim gösterdiğini bildirmiştir.
Konak (1994), Menemen-İzmir koşullarında yapmış olduğu araştırmada, bitki boyunun
211-239 cm, hasıl veriminin 5184-7192 kg/da, kuru madde oranının % 26.0-45.0 ve kuru
madde veriminin 1673-2447 kg/da arasında değiştiğini bildirmiştir.
Sade(1994), Çumra-Konya ekolojik şartlarında 13 değişik melez mısır çeşidiyle
yürüttüğü çalışmasında bitkilerde yaprak sayılarının 13.9-15.7 adet ve bitki boylarının
244-288 cm arasında değiştiğini vurgulamıştır.
Bilgen ve ark.(1996) tarafından Menemen-İzmir koşullarında yürütülen ana ürün
mısır çalışmasında yeşil ot verimlerinin 5191-8099 kg/da, kuru madde oranlarının % 23.226.3, kuru madde verimlerinin 1365-1879 kg/da, ham protein oranlarının % 6.42-9.15
arasında değişim gösterdiği saptanmıştır.
Yılmaz ve Sağlamtimur, (1996), Çukurova koşullarında ana ürün yetiştirme mevsiminde
yürüttükleri çalışmalarında; ortalama bitki boyunun 248.1- 262.1 cm, hasıl veriminin 55476008 kg/da, kuru madde veriminin 1985- 2315 kg/da, ham protein oranlarının %7.52 - 9.59
arasında değişim gösterdiğini saptamışlardır.
Akdemir ve ark.(1997), Ödemiş-İzmir koşullarında yürüttükleri bir çalışmada 7 değişik
melez mısır çeşidini ana ürün döneminde ekmişler, elde ettikleri verilere göre bitki boyunun
215-259 cm, kuru madde oranının % 36.13- 39.89, yeşil ot veriminin 4686-7074 kg/da, kuru
madde veriminin 1841-2384 kg/da olduğunu ifade etmişlerdir.
64
Gözübenli ve ark. (1997). yapmış oldukları araştırmada bitki boyunun 207-246 cm ve
sap kalınlığının 2.23-2.60 cm arasında değiştiğini bildirmişlerdir.
Geren(2000), Bornova-İzmir koşullarında ana ürün döneminde 6 silajlık mısır çeşidi ile
yürüttüğü çalışmasında, ortalama olarak bitki boyunun 193.0-218.6 cm, yaprak sayısının
12.0-14.3 adet, sap çapının 2.18-2.47 cm, kuru madde oranının % 23.58-25.00, kuru madde
veriminin 1829-2291 kg/da, ham protein oranının % 7.49-9.00 ve yeşil ot veriminin 73359414 kg/da. arasında değiştiğini bildirmiştir.
Değirmenci(2000), Menemen-İzmir koşullarında ana ürün döneminde 4 farklı melez
mısır çeşidi ile yürüttüğü çalışmasında, bitki boyunun 110.5-246.0 cm, yaprak sayısının 8.112.7 adet, sap çapının 1.64-2.12 cm, kuru madde oranının % 25.00-25.90, kuru madde
veriminin 909-2314 kg/da, ham protein oranının % 9.6-12.4 ve yeşil ot veriminin 3618-9238
kg/da. arasında değiştiğini bildirmiştir.
Avcıoğlu ve Ark.(2001), Bornova-İzmir koşullarında ana ürün döneminde yürüttükleri
çalışmada yeşil ot veriminin 9125-9942 kg/da, ve kuru madde veriminin 2350-2528 kg/da
arasında değiştiğini saptamışlardır.
Yılmaz ve Ark.(2003), Amik ovası koşullarında 1998 yılında 24 mısır çeşidi ile
yürüttükleri çalışmada, bitki boyunun 197.9-233.2 cm, sap çapının 1.91-2.43 cm, kuru
madde veriminin 1698-2687 kg/da, ve yeşil ot veriminin 4000-6305 kg/da. arasında
değiştiğini bildirmiştir.
Budak ve Soya(2003), Bornova-İzmir koşullarında ikinci ürün döneminde 4 silajlık
mısır çeşidi ile yürüttüğü çalışmasında, bitki boyunun 134.2-242.0 cm, yaprak sayısının 8.313.2 adet, sap çapının 1.73-2.14 cm, kuru madde oranının % 22.5-31.7, kuru madde
veriminin 897-2048 kg/da, ham protein oranının % 6.69-8.91 ve yeşil ot veriminin 39868658 kg/da. arasında değiştiğini bildirmiştir.
Kuşaksız ve Kuşaksız(2005), Alaşehir-Manisa koşullarında ana ürün döneminde iki yıl
süreyle yürüttükleri çalışmada, bitki boyunun 155.18-206.75 cm, yaprak sayısının 10.9-13.6
adet, sap çapının 2.06-2.38 cm, kuru madde oranının % 27.60-35.01, kuru madde veriminin
1627-2314 kg/da, ve yeşil ot veriminin 5598-7297 kg/da. arasında değiştiğini bildirmiştir.
Bulut ve ark(2008), Erzurum ovası koşullarında ana ürün döneminde 2004 ve 2005
yıllarında yürüttükleri çalışmada, bitki boyunun 214.3-219.7 cm, yaprak sayısının 11.3-11.8
adet, kuru madde oranının % 27.1-27.4, kuru madde veriminin 1376.3-1774.4 kg/da, ve
yeşil ot veriminin 6103.5-6550.0 kg/da. arasında değiştiğini bildirmiştir.
Bu araştırmanın amacı, Manisa koşullarında ana ürün olarak yetiştirilebilecek en uygun
silajlık mısır çeşitlerini saptamak ve elde edilen sonuçları bölge çiftçisinin bilgisine
sunarak, hayvancılıkta en büyük girdi olan yem sorununun çözümüne katkıda bulunmaktır.
2.
MATERYAL VE YÖNTEM
Araştırma, 2003 ve 2004 yıllarında birinci ürün mısır olarak Celal Bayar Üniversitesi
Alaşehir Meslek Yüksekokulu’nun Tepeköy’de bulunan deneme tarlalarında yürütülmüştür.
Ekim öncesi 0-20 cm. derinlikten alınan toprak örnekleri analizine göre deneme alanı
65
toprağı tınlı-kumlu bünyeye sahiptir. Yetiştirme dönemine ait iklim verileri Çizelge 1’de
verilmiştir(Anonim, 2004).
Çizelge 1. Deneme yerinin deneme yılı ve çok yıllık ortalamalara göre iklim özellikleri
Ortalama Sıcaklık (ºC)
Aylar
Uzun Yıllar
2003
2004 Uzun Yıllar
Yağış (mm)
2003
2004
Mayıs
20.9
22.5
20.0
19.8
54.0
22.7
Haziran
24.8
26.6
25.2
4.3
20.7
7.3
Temmuz
28.5
28.8
28.2
4.7
-
-
Ağustos
27.3
29.2
26.2
7.4
1.0
1.2
Ortalama
25.4
26.8
24.9 Toplam:36.2
75.7
31.2
Araştırma materyali olarak Mitic(FAO-600, Syngenta), Otello(FAO-600, Poltar),
Giubileo(FAO-600, Poltar), C-955(FAO-750, Monsanto) ve Maverik(FAO-550, Syngenta)
olmak üzere 5 farklı mısır çeşidi tohumluğu kullanılmıştır. Araştırma Tesadüf Blokları
Deneme Desenine göre 4 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Denemede parsel büyüklüğü
2.6mx6m=15.6m2.( sıra arası 65 cm, parsel uzunluğu 6 m, her parselde 4 sıra)’dir. Ekim el
ile 07 Mayıs 2003 ve 07 Mayıs 2004 tarihlerinde yapılmıştır. Ekimle birlikte 10 kg/da saf
azot (N); saf fosfor (P2O5 ) ve saf potasyum(K2O) olacak şekilde (15:15:15) kompoze gübre
taban gübresi olarak ve bitkiler 40-50 cm boylandığında 10 kg/da saf azot(N) gelecek şekilde
üre gübresi üst gübre olarak verilmiştir. Hasat mısır hamur olum döneminde kenar tesirleri
atıldıktan sonra 1.3mx5m=6.5 m2. alanda yapılmıştır. Parsellerden verim ve verim
unsurlarına ilişkin veriler Geren(2000)’e göre elde edilmiştir. Elde edilen veriler Steel ve
Torrie(1980); Yıldırım ve Kuşaksız(2002)’e göre MSTAT-C (Freed ve Ark., 1989) paket
programı yardımıyla varyans analizine ve LSD testine tabi tutularak değerlendirilmiştir.
3.
Manisa-Alaşehir koşullarında ana ürün silajlık mısır olarak yetiştirilen çeşitlere ait
değerler Çizelge 2’de özetlenmiştir.
Çizelge 2. Ana ürün olarak yetiştirilen farklı mısır çeşitlerinin (Zea mays L.) hasıl verimi ve
verime ilişkin özellikleri
66
** İşaretli F değerleri, işlemler arasındaki farklılığın % 1,
* İşaretli F değerleri, işlemler arasındaki farklılığın % 5 ihtimal sınırına göre önemli olduğunu göstermektedir.
Ö.D. İşaretli F değerleri, işlemler arasındaki farklılığın % 5 ihtimal sınırına göre önemli olmadığını göstermektedir.
Aynı harfle gösterilen ortalamalar arasındaki farklılık LSD Testine göre % 5 veya % 1 ihtimal sınırında önemli
değildir.
Varyans analizi sonucuna göre mısır çeşitleri arasında Bitki Boyu, Yaprak Sayısı, Sap
Çapı, Kuru Madde Oranı, Kuru Madde Verimi özellikleri bakımından (P<0.01) ve Yeşil Ot
Verimi özelliği bakımından 2003 ve 2004 yıllarında (P<0.05) önem düzeyinde; birleştirilmiş
analizde ise (P<0.01) önem düzeyinde istatistiki farklılıklar saptanmıştır.
3.1 Bitki Boyu
Birim alandan kalite ve kantite açısından en üst düzeyde yeşil ot elde etmek amacıyla
yetiştirilen yem bitkilerinde, verim üzerine önemli etkileri olan bitki boyu karakteri
denememizde kullanılan çeşitlere göre farklılıklar göstermiştir. İncelenen çeşitlerin farklı
olum grubuna dahil olmaları sonucu ortaya çıkan farklılıklar bitkilerin boylarına da
yansımıştır. Bitkilerin tüm fizyolojik fonksiyonlarını ve vejetatif aktivitelerini
gösterebildikleri vejetasyon periyodunun uzunluğu bir bakıma ortam sıcaklığı ile yakından
ilgilidir. Ana ürün ekimi şeklinde gerçekleştirilen denememizde nisan ayını takiben
yükselen hava ve toprak sıcaklıkları kısa vejetasyon süreli çeşitlerin ihtiyaçlarını hemen
giderdiği için bitkiler hızla püskül çıkararak büyümelerini sonlandırmışlardır. Bu nedenle
boy uzaması da kendiliğinden durmuştur. Orta-geçci çeşitlerde ise bu süre daha uzun
olduğundan büyümelerini daha uzun süre devam ettirebilmişlerdir. Aynı olum sürelerine
sahip çeşitlerin genetik kapasiteleri gereği ortaya çıkan minik farklılıklar ise kuşkusuz sınırlı
bir çevresel etki varyasyonu olarak algılanmalıdır (Geren, 2000; Değirmenci, 2000; Kuşaksız
ve Kuşaksız, 2005).
Bitki boyu için yıllar dikkate alınarak yapılan varyans analizinde yıllar arasında ,
(P<0.01) önem düzeyinde istatistiki farklılıklar saptanmıştır. 2003 yılında 245.49 cm olan
bitki boyu ortalaması, 2004 yılında 204.63 cm. olarak saptanmıştır. Bitki boyunda yıllara
göre değişim büyük bir olasılıkla 2004 yılında sıcaklık azalması ve yağışın az düşmesi ile
ilgili olabilir.
Ana ürün olarak yetiştirilen mısır çeşitlerinde iki yıl ortalaması üzerinden en yüksek
bitki boyu değerine 249.72 cm ile C-955 çeşidi ulaşırken, en düşük değere de 203.70 cm ile
Mitic çeşidi sahip olmuştur. Mısır çeşitlerinin bitki boylarına ilişkin bulgularımız daha
önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında; Konak(1994), Geren(2000), Yılmaz ve ark.(2003),
Bulut ve ark.(2008)’nın bulgularına benzer sonuçlar ortaya koymuştur.
67
3.2 Yaprak Sayısı
Yem bitkilerinde fotosentez sonucu üretilen kaba yemin kalitesinin ve lezzetliliğinin iyi
bir göstergesi olan ve verimini çok etkileyen unsurlardan biri olan yaprak sayısı, bir başka
deyişle yapraklılık denememizde kullanılan çeşitlere göre farklılıklar göstermiştir.
Yaprak sayısı için yıllar dikkate alınarak yapılan varyans analizinde yıllar arasında ,
(P<0.01) önem düzeyinde istatistiki farklılıklar saptanmıştır. 2003 yılında 12.40 adet olan
yaprak sayısı ortalaması, 2004 yılında 12.55 adet olarak saptanmıştır. Yaprak sayısındaki
yıllara göre değişimde, bitki boyu özelliğinde olduğu gibi
iklim koşulları ile
ilişkilendirilebilir.
Denememizde C-955 çeşidi 15.05 adet ile en fazla yaprak sayısına ulaşırken; en az
yaprak sayısına 12.47 adet yaprak sayısı ile Mitic çeşidi sahip olmuştur. Elde ettiğimiz
bulgular Konak(1994), Sade(1994), Geren(2000) ‘in bulgularına benzer sonuçlar ortaya
koymuştur.
3.3 Sap Çapı
Bitkilerin toprak yüzeyine dik konumda kalmasını sağlayarak maksimum ışıklanmasını
gerçekleştiren ve karbonhidrat asimilasyonuna doğrudan etki eden ayrıca rüzğar vb.
unsurlara karşı direnç göstererek bitkinin mekanik olarak yıkılmasını engelleyen kalın
saplılık üretilen yemin verimini de yükseltmektedir. Fakat yüksek oranda selüloz,
hemisellüloz, lignin vb. sindirimi çok zor olan maddeleri de çokça içerdiğinden, her zaman
tercih edilen bir nitelik değildir. Ana ürün olarak yetiştirilen mısır çeşitlerinde en yüksek sap
çapı değerine 2.61 cm ile C-955 çeşidi ulaşırken en düşük değere de 2.23 cm. ile Maverik
çeşidi sahip olmuştur. Bulgularımız Geren(2000) ; Kuşaksız ve Kuşaksız(2005) ‘ın
bulgularıyla benzerlik sergilemiştir.
3.4 Kuru Madde Oranı
Bitkilerin farklı ekolojik koşullardaki performanslarını çevre koşulları nedeniyle
meydana gelen etkilerden arındırarak biyomas üretimleri açısından saptamada güvenilir bir
kriter olan ve daha kesin bir sonuç elde edebilmek amacıyla incelenen kuru madde oranı
karakteri; hayvan beslemede ve silaj yapımında çok büyük önem taşımaktadır(Tümer,2001).
Denememizde kuru madde oranı bakımından en yüksek değere %22.44 ile Giubileo çeşidi
ulaşırken, en düşük değere % 18.18 ile Maverik çeşidi ulaşmıştır. Daha önceki çalışmalar ile
karşılaştırıldığında kuru madde oranları değerlerimiz İptaş(1993)’ın bildirdiği sınırlar içinde
kalırken; Konak(1994), Bilgen ve ark.(1996), Akdemir ve ark.(1997), Geren(2000),
Değirmenci(2000), Kuşaksız ve Kuşaksız(2005), Bulut ve ark.(2008)’adlı araştırıcıların
bildirdikleri sonuçlardan daha düşük tesbit edilmiştir.
3.5 Kuru Madde Verimi
Yeşil ot verimi ve Kuru madde oranı temel alınarak saptanan karakterin anılan iki
özelliğin gösterdiği eğilimlerin etkisinde olduğu görülmüştür. Genel olarak ortaya çıkan kuru
madde verimlerindeki azalmaların iklim koşullarından kaynaklandığı düşünülebilir. Zira
artan sıcaklık ve yükselen ışık şiddeti ve süresi, bitkiler için stres koşulları oluşturarak onları
daha kısa sürede oluma, yani generatif aşamaya geçmeye zorlamakta, neticede biyomas
üretimleri sınırlanmaktadır. Bitkide sınırlanan yeşil aksam oluşturma etkinliği ise verim
68
düşüklüğüne, dolayısıyla kuru madde veriminin azalmasına neden olmaktadır(Seçer,1988).
Denememizde, en yüksek kuru madde verimi değerine 1755.52 kg/da ile C-955 çeşidi
ulaşırken , en düşük değere de 1148.39 kg/da ile Maverik çeşidi sahip olmuştur. Elde
ettiğimiz bulgular, Bilgen ve ark.(1996), Değirmenci(2000), Budak ve Soya(2003), Bulut ve
ark.(2008) ‘nın bulgularına benzer sonuçlar ortaya koymuştur.
3.6 Yeşil Ot Verimi
Bitkilerin sergiledikleri agronomik performansları karşılaştırmak için ele alınan
özelliklerden biri olan yeşil ot verimi; birim alandaki bitki sayısı, bitki cinsi ve türü,
olgunlaşma süresi, yararlanma şekli, biçim zamanı, uygulanan teknoloji vb. unsurların
tümünden etkilenen kantitatif bir karakter olduğu için çevre koşullarına yakından bağlı bir
özelliktir(Geren,2000; Değirmenci,2000; Kuşaksız ve Kuşaksız,2005). Ana ürün olarak
yetiştirilen mısır çeşitlerinde en yüksek yeşil ot verimi değerine 9011.00 kg/da ile C-955
çeşidi ulaşırken, en düşük değere de 6320.50 kg/da ile Maverik çeşidi sahip olmuştur(Şekil1). Diğer mısır çeşitlerinin aldıkları değerler de bu iki rakam arasında değişim göstermiştir.
Mısır çeşitlerinin yeşil ot verimlerine ilişkin bulgularımız daha önceki çalışmalarla
karşılaştırıldığında; Manga ve ark.(1991), Konak(1994), Bilgen ve ark.(1996), Geren(2000),
Kuşaksız ve Kuşaksız(2005)’ın bulgularına benzer sonuçlar ortaya koymuştur.
250,00
200,00
Bitki
Boyu
(cm)
150,00
100,00
50,00
0,00
Giubileo
C-955
Mitic
Çeşit
20,00
15,00
Yaprak
Sayısı
10,00
5,00
0,00
GiubileoOtello C-955Maverik Mitic
Çeşit
Şekil 1. Ana ürün olarak yetiştirilen farklı mısır çeşitlerinin (Zea mays L.) hasıl verimi ve
verime ilişkin özelliklerine ait grafikler
69
2,70
2,60
2,50
Sap 2,40
Çapı
(cm)
2,30
2,20
2,10
2,00
Giubileo
Otello
C-955
Maverik
Mitic
Çeşit
25,00
20,00
15,00
Kuru
Madde(%)
10,00
5,00
0,00
Gi ubil eo
Otell o
C-955
Maveri k
M itic
Çeşit
Şekil 1(Devamı). Ana ürün olarak yetiştirilen farklı mısır çeşitlerinin (Zea mays L.) hasıl
verimi ve verime ilişkin özelliklerine ait grafikler
1800,00
1600,00
1400,00
1200,00
Kuru Madde 1000,00
Verimi(kg/da)
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
Giubileo Otello
C-955 Maverick Mitic
Çeşit
70
Yeşil Ot
Verimi
(kg/da)
10000,00
9000,00
8000,00
7000,00
6000,00
5000,00
4000,00
3000,00
2000,00
1000,00
0,00
Giubileo Otello
C-955 Maverik
Mitic
Çeşit
Şekil 1(Devamı). Ana ürün olarak yetiştirilen farklı mısır çeşitlerinin (Zea mays L.) hasıl
verimi ve verime ilişkin özelliklerine ait grafikler
4. SONUÇ
Değişik özellikler açısından elde ettiğimiz veriler mısır çeşitlerinde geniş bir genetik
varyasyonun bulunduğunu ortaya koymuştur. Mısır bitkisinin farklı sürelerde hasat
dönemine gelen pek çok çeşidinin bulunduğu da anımsandığında, ülkemizin değişik
ekolojileri için farklı çeşitlerin denenerek seçilmesi gerekeceği gerçeği ortaya çıkmaktadır.
Manisa ekolojisine benzer ekolojilerde silajlık mısır yetiştiriciliğinde, yukarıda sunulan
sonuçlar ışığında C-955 çeşidi ümitvar bir çeşit olarak dikkati çekmiştir.
71
5.
KAYNAKLAR
[1] Akdemir, H., A. Alçiçek, ve R. Erkek., 1997. Farklı Mısır Varyetelerinin Agronomik
Özellikleri, Silolanma Kabiliyeti ve Yem Değeri Üzerine Araştırmalar. Türkiye 1. Silaj
Kongresi, 16-19 Eylül, Hasad Yayıncılık, s:235-240, İstanbul.
[2] Anonim, 2004. Alaşehir Meteoroloji İstasyon Müdürlüğü Kayıtları.
[3] Avcıoğlu, R.,1983. Yembitkileri Yetiştirme, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları
No::83-II,s:92, Bornova-İzmir.
[4] Avcıoğlu, R., B. Kır ve G, Demiroğlu, 2001. Ana Ürün Olarak Yetiştirilen Bazı Mısır
Çeşitlerinde Ekim Zamanının Hasıl Verimi ve Kalite Özelliklerine Etkisi Üzerinde Bir
Araştırma. GAP II. Tarım Kongresi, 24-26 Ekim 2001, s:857-864, Şanlıurfa.
[5] Bilgen, H., A. Alçiçek, N. Sungur, H. Eichhorn, O.P. Walz, 1996. Ege Bölgesi
Koşullarında Bazı Silajlık Kaba Yembitkilerinin Hasat Teknikleri ve Yem Değeri Üzerine
Araştırmalar, Hayvancılık 96 Kongresi, 18-20 Eylül 1996, Cilt I, s:781-788, İzmir.
[6] Budak, B., ve H. Soya, 2003. İkinci Ürün Olarak Yetiştirilen Farklı Mısır(Zea maysL.)
Çeşitlerinin Hasıl Verimleri Üzerinde Bir Araştırma. Türkiye 5. Tarla Bitkileri Kongresi, 1317 Ekim 2003, Cilt:I, ISBN:975-7635-19-7, s:529-532, Diyarbakır.
[7] Bulut, S., Çağlar, Ö., ve Öztürk, A.,2008. Bazı Mısır Çeşitlerinin Erzurum Ovası
Koşullarında Silaj Amaçlı Yetiştirilme Olanakları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi
Dergisi Cilt: 39, Sayı: l, s:83-91, Erzurum.
[8] Değirmenci,R.,(2000). Ana Ürün Olarak Yetiştirilen Farklı Mısır Çeşitlerinin Hasıl ve
Tane Verimleri Üzerinde Araştırmalar. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla
Bitkileri Anabilim Dalı (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Bornova-İzmir.
[9] Ergül, M., 1993, Yemler Bilgisi ve Teknolojisi Ders Kitabı. Ege Üniversitesi
Zir.Fak.Yay.No:487, s:63, İzmir.
[10] Freed, R., S.P. Einensmith, S.Guets, D.Reicosky.,V.W. Smail and P.Wolberg, 1989.
User’s guide to MSTAT-C,
an analysis of agronomic research experiments..Michigan
State University,USA.
[11] Gençkan, M.S., 1992, Yem Bitkileri Tarımı (2.baskı), Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi
Yayınları No:467, Ege Üniversitesi Basımevi, s:432-434, Bornova-İzmir.
[12] Geren, H., 2000. Ana ve îkinci Ürün Olarak Yetiştirilen Silajiık Mısır (Zea mays L.)
Çeşitlerinde Ekim Zamanlarının Hasıl Verimleri ile Silaja İlişkin Tarımsal Özelliklere Etkisi
Üzerinde Araştırmalar. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim
Dalı (Basılmamış Doktora Tezi), Bornova-İzmir.
[13] Gözübenli, H., A.C. Ülger, M. Kılınç, O. Şener ve U. Karadavut, 1 997. Hatay
Koşullarında İkinci Ürün Tarımına Uygun Mısır Çeşitlerinin Belirlenmesi. Türkiye 2. Tarla
Bitkileri Kongresi, 22-25./09/1997, s:153-157, Samsun.
72
[14] Heath. M.E.. R.F. Barnes, and, D.S. Metcalfe, 1985. Forages. Iowa State University,
Press Fourth Edition. Ames, Iowa, USA.631 p.
[15] İptaş, S. 1993. Tokat Şartlarında Birinci Ürün Silajlık Mısır(Zea mays L.), Sorgum
(Sorghum vulgare), Sudanotu(Sorghum sudanense) ve Sorgum-Sudanotu Melezinin Değişik
Olgunluk Devrelerinde Yapılan Hasatların Verim ve Silajlık Özellikler ile Kaliteye Etkileri
Üzerinde Araştırmalar. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim
Dalı (Basılmamış Doktora Tezi), Bornova-İzmir.
[16] Kırtok, Y.1998. Mısır Tarımı. Kocaoluk Matbaası, İstanbul.
[17] Konak, C., 1994. Mısırın Silajlık Verim ve Kalitesine Çeşidin, Ekim ve Biçim Zamanının
Etkisi Üzerinde Bir Araştırma. I.Tarla Bitkileri Kongresi, 25-29 Nisan 1994. İzmir.
[18] Kuşaksız, T. and E. Kuşaksız 2005. A Study on The Herbage Yield and its Components
of Different Maize(Zea mays L.) Cultivars Under Irrigated Conditions of Manisa. Turkish
Journal of Field Crops, Volume:10, Number:1, ISSN:1301-1111, İzmir, 8-15 p.
[19] Manga, N., V.Tansı ve T. Sağlamtimur, 1991. Çukurova Koşullarında İkinci Ürün
Olarak Yetiştirilen Değişik Mısır Çeşitlerinde Hasat Zamanının Hasıl Verimi ve Bazı
Tarımsal Karakterlere Etkisi Üzerinde Araştırmalar. Türkiye 2. Çayır Mer’a ve Yembitkileri
Kongresi, 28-31/05/1991,s:399-408, İzmir.
[20] Okant, M., Y. Şılbır., V.Tansı., ve T. Sağlamtimur, 1991. Ceylanpınar Ovası
Koşullarında Ekim Zamanının Farklı Mısır Çeşitlerinin Verim ve Bazı Tarımsal Karakterlere
Etkisi Üzerinde Bir Araştırma. Türkiye 2. Çayır Mer’a ve Yembitkileri Kongresi, 2831/05/1991,s:352-358, İzmir.
[21] Sade., B.,1994.Melez Mısır Çeşitlerinin (Zea mays L. indentata) Başlıca Tarımsal
Karakterleri Üzerine Araştırmalar,Türkiye I. Tarla Bitkileri Kongresi, 25-29/04/1994, Cilt:I,
s:236-240, Bornova-İzmir
[22] Sağlamtimur, T. ve V. Tansı, 1980. Silaj Üretimi, Hasat ve Depolama, Çukurova
Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü, Adana.
Sağlamtimur, T., V. Tansı, ve H. Baytekin, 1995. Yem Bitkileri Yetiştirme. Ç.Ü. Zir. Fak.
Ders Kitabı No:74, s.237.Adana.
[23] Seçer,M.,1988. Bitki Besleme Fizyolojisi, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Teksiri,
No:62-1, Bornova-İzmir.
[24] Soya H. ve H. Geren, 2001. İkinci Ürün Olarak Yetiştirilen Bazı Mısır Çeşitlerinde Ekim
Zamanının Hasıl Verimi ve Kalite Özelliklerine Etkisi Üzerinde Araştırma. GAP II. Tarım
Kongresi, 24-26 Ekim 2001, s:909-916, Şanlıurfa.
[25] Steel, R.G.D. and J.H. Torrie, 1980. Principles and Procedures of Statistics. 2nd Ed.,
McGraw Hill Inc., New York, USA.
[26] Tansı, V., 1987. Çukurova Bölgesinde Mısır ve Soyanın İkinci Ürün Olarak Değişik
Ekim Sistemlerinde Birlikte Yetiştirilmesinin Tane ve Hasıl Yem Verimine Etkisi Üzerinde
73
Araştırmalar, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı,
(Doktora Tezi), Adana.
[27] Tümer, S.,2001. Silaj. T.C.Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Ege Tarımsal Araştırma
Enstitüsü Müdürlüğü Yayın No:104, Menemen-İzmir.
[28] Wermke, M. and J.V. Hoynmgen-Huene, 1987. Influence of Genotype and Density On
Chemical Composition and Nutritive Value of Silage Maize. Journal of Agronomy &Crop
Science, 158, p:75-83.
[29] Yıldırım,M.B., ve T. Kuşaksız.,2002. Tarımda İstatistik Yöntemler, Celal Bayar
Üniversitesi Yükseköğrenim Vakfı Yayınları No:21, Manisa.
[30] Yılmaz, Ş. ve T. Sağlamtimur, 1996. Ana Ürün Mısırda Üst Gübre Olarak Uygulanan
Farklı Form ve Dozlarda Azot Gübresinin Hasıl Verimi ve Kalitesine Etkisi. Mustafa Kemal
Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi Cilt: I, Sayı: l, s:113-124, Antakya-Hatay.
[31] Yılmaz, Ş., H.Gözübenli., E. Can. ve İ. Atış.,2003. Amik Ovası Koşullarında
Yetiştirilen Bazı Mısır(Zea mays L.) Çeşitlerinin Silaj Verimi ve Adaptasyonu. Türkiye 5.
Tarla Bitkileri Kongresi, 13-17 Ekim 2003, Cilt:I, ISBN:975-7635-19-7, s:341-345,
Diyarbakır.
74
VİBRASYON ALTINDA DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLMİŞ A380
ALÜMİNYUM ALAŞIMININ ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ
Nurşen SAKLAKOĞLU1, Simge GENÇALP2
ÖZET
Döküm proseslerinin kusurlarından biri değişken yüzey kalitesidir. Bu prosesler
makinede işleme, parlatma, kaplama vs. gibi ikinci bir bitirme operasyonuna ihtiyaç duyduğu
için bu durum rekabeti azaltmaktadır. Yazarlar katılaşma esnasında titreşim etkisiyle yüzey
kalitesi yüksek ve birincil fazı geleneksel döküm yöntemlerine göre nispeten ince ve daha
küresel tane yapısına sahip ingotlar üretmektedirler. Bu durum katılaşma prosesi esnasında,
sıvı alaşımda normal olarak şekillenen dendritlerin daha sonra mekanik titreşim yoluyla kalıp
içinde dağılmasına ve parçalanmasına neden olmaktadır. Bu çalışma, döküm esnasında
kalıba titreşim uygulanmasının ingotun yüzey kalitesi ve mikroyapısına olan etkilerini
inceleyen bir araştırmadır. Bu sayede istenen parlak yüzeylere yaklaşılabilineceği ve titreşim
sayesinde kaba katı fazdan parçalanmış dendrit yapıya ulaşılabileceği ileri sürülmektedir.
Anahtar Sözcükler: döküm, titreşim, yüzey kalitesi, küresel tane
ABSTRACT
One of the failings of casting processes is that variable surface quality is a common
result. This can reduce the competitiveness of these processes because secondary finishing
operations are required, i.e. machining, polishing, plating, etc. The authors have produced
that die vibration can be used to polish surfaces and finer and more globular microstructures
compared to conventional casting methods as they form during solidification. This gave rise
to that during the solidification process, dendrites that formed normally in the liquid alloy
were subsequently disturbed and fragmented by the mechanical vibration introduced into the
melt. This study is an investigation that surface roughness and microstructure examined into
the feasibility of applying vibration to die. Thus, the authors assert to be approached required
polish surfaces and reached from coarse solid phase to fragmented dendrite structure owing
to vibration.
Keywords: casting, vibration, surface roughness, globular microstructure
1.
GİRİŞ
Alüminyum-silisyum alaşımları spesifik mukavemetlerinin (mukavemet/ağırlık) yüksek
olması nedeniyle uzay-uçak ve otomotive endüstrisinde yaygın kullanım alanına sahiptirler.
Bu döküm alaşımları iyi döküm kabiliyeti, yüksek mekanik özellikler, iyi kaynaklanabilirlik
ve yüksek korozyon direnci gibi avantajlar sağlar. Katılaşma sırasında ortaya çıkan kusurlar,
döküm esnasında kaçınılmaz şekilde oluşan porozite, parçalanan oksit filmlerinin yapıya
karışması gibi pek çok faktör bu alaşımların mukavemet değerlerini önemli ölçüde
etkilemektedir. Bununla birlikte tane boyutu ve morfolojisi, dendrit kolları arası mesafe,
ikincil fazların oluşumu ve yapıya dağılımları mekanik özellikler üzerinde büyük etkiye
1
Doç. Dr., Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Böl., Manisa, Türkiye,
[email protected]
2
Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Böl., Manisa, Türkiye,
[email protected]
75
sahiptir. Alüminyum parçaların mikro yapısı kimyasal bileşimine, ergitme prosesine, döküm
prosesine ve soğuma hızına bağlı olarak gelişir [1,2].
Son zamanlarda, döküm prosesinin vibrasyon altında yapılmasının gravite dökümün
mekanik özelliklerinin ve yüzey kalitesinin artırılmasında, tikso şekillendirmeler için biyet
hazırlanmasında vb. için avantajlar sağladığı düşünülmektedir. Döküm sonrasında kötü
yüzey kalitesi istenmeyen bir durumdur ve ikinci bir işleme operasyonu gerektirir, bu da
maliyeti yükseltir. Döküm esnasında kalıba titreşim uygulanmasının yüzey kalitesini
arttırdığına son zamanlarda yapılan çalışmalarda yer verilmektedir [6,7]. Döküm sırasında
ergiyiğe ya da kalıba mekanik yada ultrasonik vibrasyon uygulanması tane büyümesi
sırasında dendrit kollarının kırılmasına ve parçalanmasına yol açmaktadır. Böylece taneler
küçülmekte ve dendrit kolları arası mesafe azalmakta bunun sonucu mekanik özellikler
iyileşmektedir [3].
Bu çalışmada mekanik titreşim uygulanarak döküm yapılmış A380 alüminyum
alaşımının mikro yapı incelemesi gerçekleştirilmiştir.
2.
DENEYSEL ÇALIŞMA
Bu çalışmada kullanılan A380 alüminyum alaşımının spektral analiz sonucu elde edilen
kimyasal kompozisyonu Tablo 1’ de verilmiştir.
Tablo 1. Bu çalışmada kullanılan A380 alüminyum alaşımının kimyasal kompozisyonu
Si
8.163
Fe
0.972
Cu
2.987
Mn
0.170
Mo
0.144
Zn
0.737
Cr
0.0181
Ni
0.196
A380 alüminyum alaşımı grafit bir pota içerisinde rezistanslı fırında ergitilmiştir.
Ergitme esnasında alaşımın içerisine tane inceltici olarak 0.2 gr stronsiyum ilave edilmiştir.
Ergitmeden hemen önce ergiyik içerisine flux eklenmiş böylece hem ergiyik içerisindeki gazı
giderilmiş hem de içerisindeki kirlilik ergiyiğin yüzeyine çıkararak kolayca temizlenmesine
imkan vermiştir. Gravite döküm esnasında sıcaklık K tipi bir termokupl yardımıyla
ölçülerek, A380 alüminyum alaşımının döküm sanayinde kullanılan döküm sıcaklığı olan
700 °C’ de gerçekleştirilmiştir. Dökümün yapıldığı kalıp malzemesi AISI 4340 çeliğidir ve
160 mm boy, 30 mm iç çapa sahiptir. Ayrıca, döküm kalıbının iç yüzeyi de yapışmayı
önlemek ve ingotun kolay çıkmasını sağlamak için BN ile kaplanmıştır. Farklı olarak bir de
gravite döküm esnasında kalıba 5dk. ve 10 dk. olmak üzere iki farklı sürede titreşim
uygulanmıştır (Şekil 1). Böylece titreşimin doğrudan döküm yapısına etkileri
incelenebilmiştir. Kalıbın titreşim frekansı bir ivmemetre kullanılarak ölçülmüştür ve bu
değer 5.75Hz’ dir.
Titreşimin nihai ürünün yüzey kalitesine etkisini incelemek için elde edilen ürünlerin
ortalama yüzey pürüzlülük değerleri araştırılmıştır. Yüzey pürüzlülük ölçümü Mitutoyo
Surftest marka mekanik bir profilometre yardımıyla gerçekleştirilmiştir.
Döküm işlemleri tamamlandıktan sonra, test numuneleri %0.5 HF çözeltisi kullanılarak
mikroskobik incelemeler için hazırlanmıştır. Numuneler CLEMEX dijital kamera ile
desteklenen NIKON Ecilipse LV100 optik mikroskobu kullanılarak incelenmiştir. Farklı
döküm şartlarında üretilen numunelerin sertlikleri BMS marka Brinell sertlik ölçme
cihazında 62.5 kgf yük altında 2.5 mm çapındaki ball uç ölçülmüştür.
76
Şekil 1. Titreşim cihazı
3.
DENEYSEL SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Şekil 2 titreşim uygulanmadan gerçekleştirilen döküm sonucu elde edilen mikro yapıları
göstermektedir. Görüldüğü gibi, boyu 1 mm’ye yaklaşan kolonsal tip dendritik katılaşma
gerçekleşmiştir. Dendrit kolları arasında silisyum ötektik yapısı ile açık gri renkli
intermetalik bileşikler de gözlenebilmektedir.
77
(a)
(b)
Şekil 2. Gravite dökümden elde edilen A380 alaşımına ait mikroyapı (a) 50x büyütme,
(b) 100x büyütme
78
Şekil 3’de 5 ve 10 dk vibrasyon uygulanmış malzemelere ait mikro yapılar
görülmektedir. Görüldüğü gibi, 5 dk vibrasyon uygulanmış numunede dendrit kollarında
kısmen kırılmalar meydana gelerek bireysel tanelerin oluşumu gerçekleşmiştir. Ancak
dendritlerin hala belirgin şekilde varlıklarını sürdürmesi uygulanan vibrasyonun dendrit
kollarının kırılmasında yetersiz olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, bu vibrasyon
koşulunda taneler arasında silisyum ötektiğinin çok ince oluştuğu ancak tane sınırlarına
yakın bölgelerde daha belirgin oluştuğu mikro yapı fotoğraflarından görülebilmektedir.
Titreşim süresi arttıkça oluşan tanelerin bir araya toplandığı, homojen bir şekilde
dağılamadığı ve kümelendiği gözlemlenmiştir (Şekil 3-b). Ayrıca titreşim süresi arttıkça
taneler arası ötektik yapı daha belirgin olmuştur. Sonuç olarak, vibrasyon altında dökümün
kısmen de olsa dendrit yapıları kırma eğilimi gösterdiği görülmüştür.
F. Taghavi’ye göre [4] vibrasyon enerjisi ergiyikte dalgalar oluşturur. Bu dalgaların
hareketi periyodik basma-çekme kuvvetlerinin oluşumuna neden olur. Ayrıca, vibrasyon
enerjisi dendrit kolları üzerinde kuvvet uygulayarak dendrit kollarının kırılmasına yol açar.
Her iki etki de alaşımın katılaşması ve tane büyümesi üzerinde önemli etkiye sahiptir F.
Taghavi ve ark. [4] Vibrasyonun süresi ve frekansına bağlı olarak -Al fazının boyutu ve
morfolojisinin önemli oranda değiştiğini, C. Limmaneevichitr ve ark. [4] mekanik vibrasyon
arttıkça tanelerin daha küçük ve küresel formda oluştuğunu göstermişlerdir.
(a)
Şekil 3. Gravite döküm esnasında 5dk titreşim uygulanmış mikro yapı: (a), Gavite
döküm esnasında 10 dk titreşim uygulanmış mikro yapı: (b)
79
(b)
Şekil 3(Devamı). Gravite döküm esnasında 5dk titreşim uygulanmış mikro yapı: (a),
Gavite döküm esnasında 10 dk titreşim uygulanmış mikro yapı: (b)
Şekil 4’ te titreşim süresinin ortalama yüzey pürüzlülük değerine etkisine ait grafik
verilmiştir. Grafik incelendiğinde titreşimin yüzey pürüzlülüğünü düşürdüğü
gözlemlenmektedir. Titreşim süresi arttıkça yüzey kalitesi artmıştır. Titreşim süresi 0 dk için
Ra=1.42µm, 5 dk için Ra=1.13µm, 10 dk için Ra=0.96µm ortalama yüzey pürüzlülük
değerleri elde edilmiştir. Katılaşma sırasında ergiyik ve kalıp yüzeyi arasındaki relatif
hareket katılaşan yüzeyde distorsiyona yol açarak yüzey pürüzlülüğünün azalmasına neden
olmaktadır [7]. Ayrıca yüzey pürüzlülük değerleri incelendiğinde nihai ürünün yüzey
kalitesinin kalıp yüzeyine bağlı olması gerektiği halde titreşim hareketi ile ergiyik üzerindeki
ıslatma kuvvetleri azalmış böylece yüzey kalitesi titreşim süresine bağlı olarak değişim
göstermiştir [7].
80
Ortalama Yüzey Pürüzlülüğü (Ra)
2,5
2
en yüksek
1,5
en düşük
ort
1
0,5
0
0
5
10
Titre şim süre si (dk.)
Şekil 4. Titreşimin ortalama yüzey pürüzlülüğüne etkisi
Şekil 5’ te döküm esnasında uygulanan titreşim süresinin sertliğe etkisini içeren grafik
görülmektedir. En düşük sertlik değeri titreşim uygulanmamış gravite dökümden elde
edilmiştir (70.16HB). Titreşim etkisi ile sertlik değeri artmıştır. Ancak titreşim süresinin
artması ile sertlikte düşüş meydana gelmiştir. Bu durum mikro yapı sonuçlarını destekler
niteliktedir (Şekil 3). Titreşim süresinin 10 dk olması ile α-Al taneleri bir araya toplanarak
kümelenmiştirler. Yapıda homojen bir tane dağılımı oluşamadığından sertlik değeri
düşmüştür. Ancak dendrit kollarının kısmen kırıldığı, tanelerin yapıda homojen dağılım
gösterdiği ve ötektik yapının oldukça inceldiği 5dk titreşim uygulanmış dökümde sertlik
değeri maksimum ulaşmıştır (78,65HB).
80
78
Sertlik (HB)
76
74
72
70
68
66
64
0 dk.
5dk.
10dk.
Titreşim süresi (dk.)
Şekil 5. Titreşimin sertliğe etkisi
4.
SONUÇLAR
Bu çalışmada vibrasyon altında döküm sonucu dendrit kollarının kısmen kırıldığı ancak
küresel yapının oluşamadığı gözlenmiştir. Titreşimin etkisi ile yüzey kalitesinin iyileştiği
böylece son işlem uygulamasına gerek olmadığı sonucuna varmışlardır. Dendrit kollarının
kırılması, tanelerin katılaşma esnasında homojen dağılımı ve ötektik yapının incelmesi ile
sertlik artmıştır. Yazarlar farklı sıcaklıklarda ve farklı frekans/genlik ve sürelerde vibrasyon
uygulayarak döküm yapılmasının küresel tane oluşumunu sağlayacağına inanmaktadırlar. Bu
81
amaçla, daha detaylı çalışmalar yapabilmek üzere, laboratuarımızda mevcut vibrasyon
cihazının farklı frekanslarda vibrasyon üretebilmesi için modifikasyonu üzerinde
çalışmaktadırlar.
TEŞEKKÜR
Bu çalışma Celal Bayar Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri FBE 2007-081
numaralı proje desteği ile gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmadaki katkılarından dolayı teşekkür
ederiz.
82
5.
KAYNAKLAR
[1] S.G. Shabestari, H. Moemeni, Effect of copper and solidification conditions on the
microstructure and mechanical properties of Al–Si–Mg alloys, Journal of Materials
Processing Technology, Volumes 153-154, 10 November 2004, Pages 193-198
[2] L. Ceschini et al. / Journal of Materials Processing Technology 209 (2009) 5669–5679
[3] K. Kocatepe / Materials and Design 28 (2007) 1767–1775
[4] F. Taghavi et al. / Materials and Design 30 (2009) 115–121
[5] C. Limmaneevichitr et al. / Materials and Design 30 (2009) 3925–3930
[6] M.T. Alonso Rasgodo, K. Davey, “The Effect of Vibration on Surface Finish for
Semisolid and Cast Components”, journal of Materials Processing Technology (2002).
[7] M.T. Alonso Rasgodo, K. Davey, “Vibration and Casting Surface Finish”, journal of
Materials Processing Technology (2004).
83

alfa tipi tek yer değiştirmeli bir stirling motoru tasarımı ve

Transkript

Benzer belgeler

bilecik üniversitesi akademik özgeçmiş formu

İS E T İS R E V İ N Ü Y O S R E Fİ K A T E M H E M S N A Sİ

EK - 4A - Ahi Evran Üniversitesi

Doç. Dr. Nilsun SARIYER - Nuh Naci Yazgan Üniversitesi

Yrd. Doç. Dr. Burcu ORALHAN - Nuh Naci Yazgan Üniversitesi

ÖZGEÇMİŞ - Ana Sayfa: Giresun Üniversitesi İktisadi ve İdari

Kişisel Bilgiler Eğitim

Doç.Dr. Saime Selenga GÖKGÖZ - Hacettepe Üniversitesi Atatürk

RonaCare® Ectoin: Cildinizi koruyan, devrimsel cilt bakım bileşeni