JEOTERMAL SANTRALLARDA PERFORMANS GÖZLEM ÇN VERTABANI GELTRLMES VE DEERLENDRLMES ÇN BR PROGRAM : GEOPERFORM 309 Gökhan GÜLGEZEN Emin Can SUMER Sıtkı AYTAÇ Macit TOKSOY ÖZET Jeotermal elektrik santrallarında, santral performansının sürekli deiiminin izlenmesi, performansı etkileyen yerel parametrelerin deiiminin takip edilmesi için belirli aralıklarda iletme parametrelerin kaydedilmesi ve bu deerlerle analizlerin yapılması gerekmektedir. Hava sıcaklıı gibi performansı etkileyen parametrelerin günlük deiimleri göz önüne alındıında söz konusu parametrelerin en az saatlik (hassas test amaçlı olarak daha kısa süreli) periyodlarda kaydedilmesi ve uygun bir yapıda kullanıcıya sunulması gerekmektedir. Takip edilecek parametrelerin sayısı ve kayıt periyodları göz önüne alındıında, söz konusu ilemler için uygun bir veritabanının ve analiz yazılımının gelitirilmesi zorunluluu ortaya çıkmaktadır. Bu çalımada jeotermal santral iletmelerinde anlık olarak gözlenen iletme parametrelerinin (jeotermal akıkan sıcaklıı, basıncı, debisi, hava sıcaklıı, üretilen güç, vs) belirli periyodlarda kaydedilmesi ile bir veritabanı oluturulması, bu veritabanına internet üzerinden eriim salanarak istenilen periyodlarda çeitli performans ve deiim analizleri yapabilecek bir JAVA uygulama yazılımı (GEOPERFORM) gelitirilmitir. Jeotermal santralde a sunucusu üzerinde çalıan program, sistem yöneticisine merkezi veritabanına veri girme imkanı verir. A sunucusu istasyondaki veritabanına uzaktan eriimi salamak amacıyla kullanılmaktadır. Aynı program yerel kullanıcıların bilgisayarlarında da kullanılabilir. Kullanıcılar veri girme, güncelleme, silme, önceden tanımlanmı kısıtlamalarla verileri görüntüleme (grafiklerle deiimlerin incelenmesi) ve performans analizleri yapabilecekleri yerel veritabanlarına sahiptirler. Kullanıcılar yerel veritabanlarını istasyondaki merkezi veritabanına internet yoluyla balanarak güncel hale getirebilirler. Bu bildiri de gelitirilen yazılımın (GEOPERFORM) özellikleri, yetenekleri ve yapılabilecek analizler örneklenerek sunulacaktır. 1. GR Bir jeotermal elektrik santralında, üretim ve re-enjeksiyon kuyularında, jeotermal akıkan hatlarında ve nihayet üretilen enerjinin teslim edildii terminale kadar onlarca termofiziksel büyüklük, izlemek ve kontrol amacıyla, kullanılan SCADA sistemine balı olarak belli periodlarda ölçülmektedir. Ölçülen verilerin büyük bir kısmı (1) santral tasarım performansının testi, (2) santralın balangıç performansına göre deiimlerin gözlemi ile sistem arıza ve bakım analizlerinin yapılması ve (3) sistem performansını yükseltme çalımalarının baarısının belirlenmesinde referans noktası oluturmak amaçlarıyla [1], eriilebilir bir ortama, ilgili analizlerde kullanılmak üzere kaydedilmeli ve senelerce saklanmalıdır.
310 Hava soutmalı çift akıkanlı santrallarda, üretilen enerjiyi ve jeneratör yatak sıcaklıı gibi kritik iletme parametrelerini çok etkileyen ve zamanla deiimi hızlı olan deerlerin normal iletme koullarında bir saatlik aralıklarla (bazı koullarda performans testleri için 15 dakika gibi daha kısa periyodlarla) ölçülmesi zorunluu vardır ve ölçülmesi gereken deer sayısı göz önüne alındıında ortaya çıkan veri tabanınının büyüklüü kolayca tahmin edilebilir. Bu veritabanına, ölçülen deerlerin kullanılmasıyla hesaplanan performans analizi deerleri de eklenmelidir. Örneklemek gerekirse, performans analiziyle ve jeotermal saha gözlemiyle ilgili ölçülen ve bunlar yardımıyla hesaplanan deerlerin toplam sayısı 38 dir. Bir saatlik periyodlarda ölçülen ve hesaplanan bu büyüklüklerin 3 yılda oluturacaı matrisin büyüklüü 26280 x 38 dir. Söz konusu büyüklükte bir Excell dosyası ile performans deerlendirmelerini Excell araçlarıyla yapmak pratik anlamda çok güçtür. Bu çalımada özellikleri, yetenekleri ve yapabilecei analizleri sunulan GEOPERFORM programının çıkı noktası, Excell ile gerçekletirilen analizlerde karılaılan sorunlar olmutur. Yazılımın temel amacı, santralda istenilen periyodda ölçülen deerlerin ve bu deerlerin kullanılması ile hesaplanan türetilmi deerlerin kaydedildii ve saklandıı güvenli bir veritabanı yaratmak ve bu veritabanını internet üzerinden aratırmacıların ve uzmanların diledikleri analizler ve deerlendirmeleri yapmalarını salayacak yazılım desteini salamaktır. Jeotermal santralda a sunucusu üzerinde çalıan program, sistem yöneticisine merkezi veritabanına veri girme imkanı vermektedir. A sunucusu istasyondaki veritabanına uzaktan eriimi salamaktadır. Program, yerel kullanıcıların bilgisayarlarında da kullanılabilir. Kullanıcılar veri girme, güncelleme, silme, önceden tanımlanmı kısıtlamalarla verileri görüntüleme ve performans analizleri yapabilecekleri yerel veritabanlarına sahiptirler. Kullanıcılar yerel veritabanlarını istasyondaki merkezi veritabanına internet yoluyla balanarak güncel hale getirebilirler. Hazırlanan program ve uygulandıı sistem Aydın Salavatlı daki Jeotermal Enerji Santralı DORA 1 de kurulmutur. Santral yönetiminin izin verdii uzmanlar DORA 1 deki merkezi veri tabanına ulaarak diledikleri analizleri yapabilmektedirler. 2. GEOPERFORM: HEDEFLER 2.1. Genel hedefler Yazılım gelitirilirken aaıda verilen hedeflere ulaılması öngörülmütür: Öngörülen yazılım halihazırdaki kullanılan yöntem ve yazılımların i younluunu ve karmaıklıını azaltan bir yapıda olmalıdır. Santralda ölçülen tüm veriler uzmanların sistem deikenlerinin davranılarını gözlemleyebilmeleri için merkezi bir veritabanında (ekil 1) tutulmalıdır. Bu merkezi veritabanı internet yoluyla uzmanların uzaktan eriimine açık olmalıdır. (ekil 1). Programın kullanılmasını kolaylatırmak amacıyla bir grafik arayüzü gelitirilmelidir. Santral performansını tanımlayan deikenler ve sabitler güncellenebilir, balı hesaplamalar otomatik olarak yapılabilmelidir. Analizciler bir çok database operasyonunun yanında çeitli veri aralıkları için fonksiyonlar hesaplayabilmeli (curve fiiting) ve bu sistem deikenlerinin davranılarını ve eilimlerini (grafiklerle) gözlemleyebilmelidir. Yazılımda, merkezi veri tabanına erien analizcinin bu veri tabanından diledii kısmı bir baka ortama (Excel) aktarabilme yetenei olmalıdır.
311 2.2 Özel Hedefler: Performans Analizi Ve Deiiminin Gözlenmesi Yazılımın genel olarak performans analizi ve deiimini içeren özel hedefleri ise aaıdaki ekilde sıralanabilir: Ölçülen ve santral performansını etkileyen baımsız deikenlerin (hava sıcaklıı, jeotermal akıkan debisi ve sıcaklıı, buhar debisi, buhar debisi ve basıncı, youmayan gaz miktarı) ve bu deikenlerin belirledii performans deerlerinin (brüt güç, net güç, parazitik güç) istenilen periyodlarda güvenli bir ortamda tutulması. Jeotermal sahanın gözlemi için gerekli deikenlerin istenilen periyodlarda güvenli bir ortama kaydedilmesi. Ölçülen deerlerin kullanılması ile herhangi bir andaki net gücün tasarım artlarına indirgenmi deerinin hesaplanması ve hesaplama ara sonuçları ile birlikte saklanması. 3. GEOPERFORM GELTRME SÜREÇLERi Yazılımın temel olarak (a) Planlama Tasarım, (b) Uygulama ve (c) Test olarak üç fazda özetlenebilecek süreçleri ve alt ilemleri ekil 2 de verilmitir. lk fazda veritabanı tasarımı, sistem tasarımı ve grafik arayüz tasarımını içeren TASARIM süreci gerçekletirilmitir. kinci faz program ve veritabanı uygulamalarını içeren UYGULAMA sürecidir. Üçüncü faz ise sunucu ve sistem uygulamalarının denendii TEST sürecidir. 4. SSTEM ekil 3 te GEOPERFORM yazılımının uygulandıı sistemin akı eması verilmitir. Sistemde hem a (internet) hem de yerel operasyonlar için bileenler bulunmaktadır. Sistemdeki KULLANICI, Merkezi Veri Tabanına YEREL SSTEM üzerinden eriim için (analizler yapmak üzere) ayrıcalıklı hakları bulunan uzmanlardır. YÖNETC ise merkezi veritabanınına ölçülen büyüklükleri giren ve veritabanında deiiklik yapma yetkisi olan operatördür. 5.GEOPERFORM VERTABANI TASARIMI Her kullanıcı (kendi) yerel veritabanına sahiptir veya (merkezi veri tabanını kısmen veya tamamen kopyalayarak) bunu yaratabilir. Gerekli operasyonları bu veritabanı üzerinde gerçekletirir. Eer istenirse merkezi veritabanına balanılarak veriler güncellenebilir. Projede veritabanı olarak MySQL Database Server uygulaması kullanılmıtır. Bu database a sunucusu üzerinde çalıır. Kullanıcı ifreleri ve hakları veritabanındaki tablolarda tutulmaktadır. Veritabanı güvenlii, kimlik denetimi ve güvenlik duvarı uygulamasıyla salanmaktadır. Tasarlanan veritabanında düz model kullanılmıtır. Bu model 2 boyutlu bir tablodan ibarettir ve herhangi bir sütunun tüm elemanları benzer veriler içerdii gibi, bir satırın her elemanı bir dieriyle de ilikilidir. Program Java programlama dili ile gelitirilmitir. Güvenli ve kolay ulaılabilir bir ekilde saklamak amacıyla ise MySQL 5.0.21-community-nt via TCP/IP veritabanı uygulaması seçilmitir. Veri tabanındaki alanlar, data tipleri hakkında bilgiler Sümer ve Gülgözen de [2] yer almaktadır.
312 6.GEOPERFORM (V1.0) UYGULAMA GEOPERFORM programı bir giri panelinden sonra, temel olarak farklı görev ve fonksiyonları olan dört panelden olumaktadır. Program çalıtırıldıında giri panelinde, kullanıcının merkezi veritabanını kullanarak yarattıı yerel veritabanlarından birinin seçilmesi gerekmektedir (ekil 4). Bu seçim yapıldıktan sonra program fonksiyonlarını içeren ve aaıda açıklanmı paneller görüntülenmektedir. Insert Data (veri girilmesi) Paneli (ekil 5). Bu panel santralda ölçülen verilerin, merkezi veri tabanına girilmesi amacıyla düzenlenmitir. Bu panelde herhangi bir tarihte ve saatte ölçülen toplam 38 deer ve bu deerlerle ilgili notlar (Note) veri tabanına girilebilmektedir. Veri girme operasyonu hakkında detaylı bilgi Information About Operation balıı altındaki alanda gözlemlenebilir. stenilen tarihin ve saatinin girilebilmesini kolaylatırmak amacıyla takvim ve saat dizinlerini gösteren pencereler kullanılmıtır. Display Data (seçilen verilerin görüntülenmesi) Paneli (ekil 6). Bu panelin tasarımlanmasının amacı veritabanına girilmi verilerin istenilen bir tarih ve saat aralıında incelenmesi amacıyla görüntülenmesi, görüntülenen verilerin istenildii takdirde güncellenmesi ve gerektiinde File -> Export as Excel butonu kullanılarak (ekil 7) bir Excel tablosu olarak saklanabilmesidir. Panelin üstünde gösterilen ölçülmü ve hesaplanmı 38 büyüklükten istenilenler iaretlenmekte ve Get Data butonu ile tablo halinde ekranda görülmektedir. Tablolar, Order By butonundan seçilen büyüklüe göre artan sırada düzenlenebilmektedir. Panelin en altında yer alan Get All Data butonu ise istasyonda veri toplanmaya balanan ilk andan itibaren veritabanına girilmi tüm veriyi tabloda göstermektedir. stenilen büyüklükler görüntülendikten sonra herhangi bir satır çift tıklandıında, ekil 8 da görülen düzeltme menüsüne ulaılmaktadır. Bu menüde görüntülenen herhangi bir veri deitirilebilmektedir. Ancak veri deiimi Kullanıcı bilgisayarındaki yerel veri tabanında gerçeklemektedir. Merkezi veri tabanında bir deiikliin yapılması söz konusu deildir. Performance Parameters (performans hesaplama da kullanılan sabitler) Paneli (ekil9). Programın üçüncü paneli ölçülen deerlerden Düzeltilmi Net Güç ün (Corrected Net Power) hesaplanmasında kullanılan sabitlerin gösterildii ve deitirilebildii paneldir. Panelde iki farklı sabit grubu yer almaktadır. lk grupta santral tasarımcısı tarafından, santralda herhangi bir anda elde edilen net gücün, tasarım artlarına indirgenmi deerini bulmak için verilmi polinomlara (F1, F2, F3, F4, F5) ait katsayılar (a, b, c, d, e) yer almaktadır. kinci grup katsayılar ise, 6 büyüklüü ölçen aletlerin belirsizlik hesabında kullanılan hassasiyetleridir. Panelin altında bulunan Edit butonuna basıldıında, paneldeki sabitleri gösteren pencereler aktif hale gelmekte ve sabitlerin deitirilmesi mümkün olmaktadır. Herhangi bir sabit deitirildikten sonra Up Date butonuna basıldıında veritabanındaki tüm veriler için gerekli hesaplamalar yeniden yapılmaktadır. Chart Operations (grafik ilemleri) Paneli (ekil 10). Son panel grafik ilemlerin yapılabildii bölümdür. Panelin sa üst köesindeki grafik türlerinden bir tanesi seçilerek, Y Axis tablosundan seçilecek en fazla dört büyüklüün, X Axis tablosundan seçilecek bir büyüklüe göre deiimi panelin sa tarafındaki alanda grafiksel olarak gözlemlenebilmektedir. Büyüklüklerin seçimi bu tablolardan seçilen veri tipinin > butonu ile Selected Columns penceresine geçirilmesiyle gerçekletirilmektedir. < butonu ile de ilem tersine çevrilmektedir. Grafik üzerinde görüntülenmek istenen verilerin balangıç Start Date ve biti End Date zamanları ilgili butonlar yardımıyla deitirilebilmekte ve istenilen aralıkta gözlem yapılabilmesine olanak salamaktadır.
Herhangi bir grafik oluturulduktan sonra Chart menüsü kullanılarak (ekil 11), grafik üzerindeki daılımı temsil edecek ekilde oluturulabilen(curve fitting) 5 farklı erinin (ekil 12) çizilmesi, bu erilerin fonksiyonları ve her bir eri için erinin ilgili veriyi tanımlamadaki baarısını yüzde olarak gösteren r 2 deerinin elde edilen grafik altında yazdırılması mümkün olmaktadır (ekil 13). 313 7.GEOPERFORM DA SENKRONZASYON GEOPERFORM programında senkronizasyon seçenei jeotermal santraldaki (merkezdeki) veritabanıyla, kullanıcının kullandıı yerel veritabanını senkronize etmek için kullanılan bir fonksiyondur. Kullanıcı ilk paneldeki File menüsünden (ekil 14) Synchronize fonksiyonunu seçerek bilgisayarındaki verileri santraldakilerle aynı olacak ekilde günceller ya da yerel veritabanında bulunmayan verileri uygun tarih aralıkları girerek merkezi veritabanından yerel veritabanına aktarılmasını salar. Kullanıcı bilgisayarındaki yerel veritabanının herhangi bir yanlı kullanımdan ötürü hasar görmesini, tümüyle silinmesini yada deitirilmesini engellemek amacıyla bu ilemden önce veritabanının bir yedeini almalıdır. 7.1. Senkronizasyonun Yapılması ekil 14 deki menü açılır ve Synchronize seçenei seçilir. Görüntülenen senkronizasyon penceresinde iki opsiyonlu (Option 1 ve Option 2) olarak senkronizasyon yapmak mümkündür (ekil 15). Option 1 Start Date ve End Date olarak seçilmi iki tarih arasındaki verileri eletirir. Yerel veritabanında bu tarihler dıında kalan veriler hiçbir deiime uramaz. Bu tarihler arasındaki veriler daha önceden mevcutsa güncellenir, yok ise veritabanına eklenir. Option 2 ise hiçbir tarih ve durum gözetmeksizin tüm yerel veritabanındaki verileri siler ve santraldaki verileri onların yerine koyar. Her iki seçenekte de Synchronize butonuna basıldıı zaman ekil 15 teki uyarı penceresi görünür. Yes ile ilem onaylanırken, No ile iptal edilebilir. Senkronizasyon ilemi internet balantısının hızına göre deiebilmektedir. Özellikle Option 2 de bu süre artmaktadır.(ör:2500 satır veri, yaklaık 1 dakika.) Bu yüzden ilemin doru yapılabilmesi için lem Tamamlandı penceresi görünene kadar beklenmelidir. Aksi halde ilem doru ekilde tamamlanamaz. SONUÇ Jeotermal elektrik santrallarında performans ve saha gözlemi ve bu gözlemlere balı olarak bakım, onarım ve iyiletirme çalımaları yapılabilmesi amacıyla, jeotermal sahada ve enerji üretim sisteminde pek çok termofiziksel özelliin kısa periyodlarla uzun seneler boyunca ölçülmesi ve güvenli eriilebilir bir veri tabanında kaydedilmesi ve saklanması gerekmektedir. Ölçülecek ve kaydedilecek büyüklüklerin sayısı üretim ve re-enjeksiyon kuyularının sayısına balı olarak deiir. Tek üretim ve tek re-enjeksiyon kuyusunun olduu santrallar da bile kaydedilecek termofiziksel özelliklerin sayısı, söz konusu veri tabanını çok bilinen Excel gibi programları kullanarak yaratmayı ve daha sonra farklı amaçlarla analizler yapmayı pratik olarak imkansız kılar.
314 Gelitirilen GEOPERFORM yazılımı, DORA -1 Jeotermal Elektrik Santralında, merkezi bir veri oluturmak ve bu veri tabanına uzmanların uzaktan eriimini salayarak öngördüü analizleri yapma imkanını veren bir programdır. Kuyu sayıları farklı santrallara da kolaylıkla uyarlanabilir. TEEKKÜR Bu programın gelitirilmesi için, santral bilgilerinin kullanılmasına ve gelitirilen programın, ilgili donanımları ve alt yapıyı salayarak uygulanmasını salayan DORA - 1 Jeotermal Elektrik Santralı Yönetimine teekkür ederiz. ekil 1. GEOPERFORM yazılımın kullanıldıı DORA-1 Sistemi ekil 2. GEOPERFORM yazılımı gelitirme süreçleri
315 ekil 3. GEOPERFORM sistem genel akı eması ekil 4. Programın çalıtırılması ve yerel veri tabanının seçilmesi
316 ekil 5. Veri girme menüsü ekil 6. Veri görüntüleme menüsü
317 ekil 7. Excel tablosu yaratma menüsü ekil 8. Verilerin yenilenmesi ve düzeltilmesi menüsü ekil 9. Performans analizinde kullanılan sabitler paneli
318 ekil 10. Grafik lemler (Grafic Operations) paneli ekil 11. Eri oluturma balangıç menüsü ekil 12. Eri seçme menüsü
319 ekil 13. Örnek grafik ekil 14. Senkronizasyon balangı menüsü ekil 15. Senkronizasyon opsiyonları menüsü ekil 16. Senkronizasyon kontrol menüsü.
320 KAYNAKLAR [1] TOKSOY,M., SERPEN, U., AKSOY,N. Jeotermal Santrallarda Performans Gözlemi. VIII. Ulusal Tesisat Mühendislii Kongresi, Jeotermal Enerjiden Elektrik Üretimi Semineri, 2007. [2] SÜMER, E.C., GÜLGEZEN, G. DORA -1 Project GEOPERFORM V 1.0. Undergraduate Thesis, YTE, 2007. ÖZGEÇM Gökhan GÜLGEZEN 1984 Tekirda doumlu. lkörenimini Tekirda Hacıilbey lkokulunda, orta örenimini Tekirda Anadolu lisesinde lise eitimini ise 2002 yılında Tekirda Fen lisesinde tamamladı. 2007 yılında zmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Bilgisayar Mühendislii lisans programından bölüm 3.'sü olarak mezun oldu. Eitimi esnasında GıdaSA, Vestel, TREDA kurumlarında stajyer olarak çalıtı. Emin Can SÜMER 07-01-1985 Mersin dodu. lkokulu 1.sınıfı stanbul Çavuolu Koleji ve dier sınıfları Mersin Abdülkadir Perembe lkokulu'nda, ortaokul ve liseyi Mersin Yusuf Kalkavan Anadolu Lisesi'nde okudu. 2007 yılında zmir Yüksek Teknoloji Ensititüsü Bilgisayar Mühendislii Bölümü'nden mezun oldu. Örenimi esnasında Mersin Cam Sanayii A.. Bilgi lem Departmanı nda, zmir Ajansup Reklam, Organizasyon ve Yazılım irketi Yazılım Bölümü'nde stajyer olarak çalıtı. Halen stanbul'da yazılım alanında serbest çalımaktadır. Sıtkı AYTAÇ 1947 yılında stanbulda dodu. zmir Atatürk Lisesini bitirdikten sonra ODTÜ naat Mühendisliinden 1973 te mezun oldu. 1974 Ocak ayında Ege Üniversitesi Bilgisayar Merkezinde çalımaya baladı 1976 yılında Ege Ünivesritesi Çevre Mühendisliinden Yüksek Lisans diploması aldı. Daha sonra Ege Üniversitesi Hesap Bilimleri Enstitüsünde Bilgisayar Mühendislii üzerine Doktora yaptı. 1981 yılında kurulan Ege Üniversitesi Bilgisayar Mühendislii Bölümünün kuruluunda ve ders programlarının hazırlanmasında görev aldı ve aynı kurumda sırasıyla Doçent ve Profesör oldu. Avrupa Akademik ve Aratırma Kuruluları Aının (EARN) Türkiye kurucularından olup uzun yıllar Bakan Yardımcısı ve Teknik Komite Bakanlıı görevlerini sürdürdü. 1994 yılı baında kurucu Öretim Üyesi olarak ilk gününden itibaren kuruluunda görev aldıı zmir Yüksek Teknoloji Enstitüsüne geçti. Halen bu kuruluta Bilgisayar Mühendsilii Bölüm Bakanı olarak görev yapmaktadır. Birçok makale ve bildirisi vardır. Evli ve bir çocukludur. ngilizce ve Fransızca bilmektedir Macit TOKSOY 1949 lkkurun (Ödemi-zmir) doumlu. 1972 de stanbul Teknik Üniversitesi Makina Mühendislii Bölümünden Yüksek Makina Mühendisi olarak mezun oldu, 1976 yılında Ege Üniversitesi Makina Mühendislii Bölümü nde doktorasını tamamladı. 1972 yılından 1999 yılına kadar Ege Üniversitesi nde, Dokuz Eylül Üniversitesi nde, North Carolina Eyalet Üniversitesi nde çeitli pozisyonlarda akademisyen olarak çalıtı. 1981 1983 döneminde Makina Mühendisleri Odası zmir ubesi Bakanlıını yaptı, 1999 2003 yıllarında zmir li Jeotermal Enerji Yüksek Danıma Kurulu Bakanlıını yürüttü. Dokuz Eylül Üniversitesinde, zmir Yüksek Teknoloji Enstitüsünde ve YÖK te çeitli kademelerde yönetcilik yaptı ve idari görevler yaptı. 1999 yılından bu yana zmir Yüksek Teknoloji Enstitü sünde akademik hayatına devam ediyor. 100 ün üzerinde makale ve bildirinin yazarı. Evli ve ki çocuklu. <http://likya.iyte.edu.tr/mechweb/turkce/personel/personel.htm>