Su Temin Sistemlerinde Yapay Arı Kolonisi Algoritması ile Enerji Verimliliği Optimizasyonu

Sekmen U., Yılmaz M., Özdemir Ö., Karaboğa D., Kurban R., Yıldız Ö. F.

Uluslararası Katılımlı 23. Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, ULIBTK 2021, Gaziantep, Türkiye, 8 - 10 Eylül 2021, cilt.2, ss.1168-1178

Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
Cilt numarası: 2
Basıldığı Şehir: Gaziantep
Basıldığı Ülke: Türkiye
Sayfa Sayıları: ss.1168-1178
Kayseri Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Küresel ısınma, mevsimsel değişiklikler ve yağış rejminin değişmesinin yanısıra bilinçsiz tüketim içme suyu kaynaklarının son yıllarda ciddi ölçüde azalmasına sebep olmuştur. Ülkemizde içme suyunun temini ve kullanıcılara kadar ulaştırılması yerel idarelerin sorumluluğuna girmektedir. Yerel idareler şehrin içme suyu ihtiyacını, bulunduğu coğrafyanın imkanları doğrultusunda göllerden, barajlardan, doğal kaynaklardan veya yeraltı sularından temin etmektedirler. Tüm temin yöntemlerinde içme suyunun kaynağından temini ve nihai kullanıcıya ulaştırılmasında en önemli unsur enerjidir. Yer altından içme suyu temin edilen sistemlerde kullanılan dalgıç pompaların ilk yatırım maliyeti önemli olmakla birlikte, pompaların tükettiği enerji miktarı göz önüne alındığında işletme maliyeti çok daha önemli görünmektedir. Bu durum pompaların işletme maliyetini azaltacak yöntemlerin önemini açığa çıkarmaktadır. Aynı depoyu dolduran birden fazla derin kuyunun bulunduğu havzalardaki pompaların işletilmesinde enerji verimliliği optimizasyonu gittikçe artan bir önem kazanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yeni bir yöntem olan Yapay Arı Koloni (Artificial Bee Colony, ABC) algoritması kullanarak su temin sistemlerinde enerji verimliliği optimizasyonu yapmaktır. Optimizasyon çalışması, Kayseri Su ve Kanalizasyon İdaresi Genel Müdürlüğü’nün (KASKİ) sorumluluğunda bulunan Germiraltı içme suyu havzası için yapılmıştır. Merkez ilçe nüfusunun %10’una hitap eden ve yıllık 2.5 milyon kWh’tan fazla enerji tüketerek yaklaşık 11.5 milyon m³ su üretilen Germiraltı içme suyu havzasında 16 adet dalgıç tip pompa bulunmaktadır. Toplama deposunun seviyesine göre anlık su ihtiyacı için en verimli pompanın seçilmesi ve frekans optimizasyonuna dayanan yapay arı koloni algoritması oluşturulmuştur. Havzadaki dalgıç pompalar bir yıl yapay arı koloni algoritması ile çalıştırılmış ve elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Pompalar yapay arı kolonisi algoritması yöntemi kullanılarak işletildiğinde, SCADA sistemi kullanılarak verim esaslı izleme ile işletim yöntemine göre enerji verimliliğinde önemli kazanımlar elde edilmiştir.