GES arazisi seçiminde mekânsal ölçütler ve coğrafi bilgi sistemiyle uygunluk analizi.

GES yer seçimi neden mekânsal bir karardır

Bir güneş enerjisi santralinin (GES) ömrü boyunca üreteceği enerji, katlanacağı yatırım ve işletme maliyeti büyük ölçüde arazinin nerede olduğuna bağlıdır. Güneşi iyi alan ama en yakın trafo merkezine uzak bir arazi, bağlantı hattı maliyeti yüzünden cazibesini kaybedebilir. Şebekeye yakın ve düz bir parsel ise tarım arazisi niteliği ya da bir koruma alanı nedeniyle hiç kullanılamayabilir. Bu yüzden arazi seçimi, tek bir ölçütün en iyisini aramak yerine birbirini dengeleyen ölçütlerin birlikte değerlendirilmesidir.

Bu değerlendirmenin doğal ortamı coğrafi bilgi sistemidir. Işınım, topoğrafya, şebeke altyapısı, mülkiyet ve mevzuat kısıtları aynı koordinat sisteminde üst üste konduğunda, geniş bir bölge sistematik biçimde taranabilir ve saha ziyareti yalnızca gerçekten aday olan alanlara yapılır. Aşağıdaki bölümler önce ölçütleri, ardından bu ölçütlerin bir uygunluk modeline nasıl dönüştürüldüğünü anlatır.

Güneş kaynağı: ışınım ve gölgelenme

İlk ölçüt, alanın aldığı güneş enerjisidir. Bölgesel ölçekte küresel yatay ışınım değerleri başlangıç için yeterli fikir verir. Türkiye'de Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı'nın hazırladığı Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası (GEPA), ışınım ve güneşlenme süresini il, bölge ya da seçilen nokta bazında sorgulamaya imkân tanır. Uydu tabanlı uluslararası ışınım veri setleri de ön değerlendirmede sıkça kullanılır.

Parsel ölçeğine inildiğinde bölgesel ortalamalar yetersiz kalır. Aynı ilçedeki iki arazi, çevresindeki tepeler, sırtlar ya da yüksek yapılar nedeniyle yıl içinde çok farklı gölgelenme yaşayabilir. Sayısal yükseklik modelinden ufuk profili ve alan bazlı güneş ışınımı hesaplamak, bu yerel etkileri görünür kılar. ArcGIS Spatial Analyst içindeki güneş ışınımı araçları, topoğrafyanın gölgesini hesaba katarak yıllık ya da mevsimlik ışınım yüzeyi üretir. Kış aylarında güneşin alçak açıyla gelmesi, gölgelenmenin en çok bu dönemde hissedilmesine yol açar.

Işınım verisi seçilirken zamansal kapsam da önemlidir. Tek bir yılın verisi olağan dışı bulutlu ya da açık bir yılı yansıtabilir, uzun dönem ortalamaları ise yıllık üretim beklentisi için daha sağlam bir temel sunar. Işınım katmanı modelde çoğu zaman yüksek ağırlıklı ölçütlerden biridir. Ancak çalışma alanı içindeki ışınım farkları küçükse, ağırlığın ayırt ediciliği daha yüksek ölçütlere kaydırılması daha anlamlı olabilir. Bu karar, ışınım yüzeyinin alan içindeki değişkenliğine bakılarak verilmelidir.

Topoğrafya ve zemin: eğim, bakı ve jeoteknik koşullar

Eğim, hem kurulum maliyetini hem de panel dizilerinin birbirini gölgelemesini etkiler. Dik yamaçlarda taşıyıcı sistem, hafriyat ve erişim yolu maliyeti artar. Kabul edilebilir eğim eşiği, seçilen konstrüksiyon tipine ve tasarım yaklaşımına göre değiştiği için sabit bir değer yerine proje ekibinin belirlediği bir sınır olarak modele girilmelidir.

Bakı, yamacın yöneldiği yöndür. Kuzey yarımkürede güneye bakan yamaçlar daha fazla ışınım alır, kuzeye bakan yamaçlarda ise aynı eğimde daha az üretim ve daha uzun gölge beklenir. Düz ve düze yakın alanlarda bakının etkisi azalır. Bu nedenle bakı çoğu zaman eğimle birlikte yorumlanır.

Zemin koşulları masa başında tam olarak çözülemez ama CBS erken uyarı verebilir. Heyelan duyarlılığı, taşkın alanları, fay hatlarına yakınlık ve yüzey drenajı gibi katmanlar, jeoteknik etüt yapılmadan önce riskli alanları işaretlemek için kullanılır. Kesin karar yine sondaj ve etüt sonuçlarıyla verilir.

Şebeke bağlantısı ve erişim

Üretilen enerjinin şebekeye verilebilmesi, arazi seçiminin belirleyici ölçütlerinden biridir. Enerji iletim hatlarına ve trafo merkezlerine olan mesafe, bağlantı hattının uzunluğunu ve maliyetini belirler. Ancak yakınlık tek başına yeterli değildir. Bağlanılacak noktada kapasite bulunup bulunmadığı ve bağlantı görüşünün alınıp alınamayacağı ayrıca değerlendirilir. Bu bilgi ilgili iletim ya da dağıtım şirketinin süreçleriyle netleşir, CBS modeli ise bu görüşme için aday listesini daraltır.

Erişim de benzer biçimde ele alınır. Kurulum döneminde ağır araçların, işletme döneminde bakım ekiplerinin sahaya ulaşabilmesi gerekir. Mevcut yol ağına mesafe, yolun niteliği ve yeni yol açma ihtiyacı modelde bir maliyet ölçütü olarak yer alabilir. Kuş uçuşu mesafe yerine yol ağı üzerinden hesaplanan mesafe, daha gerçekçi sonuç verir.

Bağlantı hattının güzergâhı da mekânsal bir sorudur. Aday alan ile trafo merkezi arasındaki en kısa çizgi koruma alanlarından, yerleşimlerden ya da engebeli araziden geçebilir. Maliyet mesafesi analizi, her hücreye geçiş zorluğunu yansıtan bir değer atayarak daha gerçekçi bir güzergâh ve hat uzunluğu tahmini verir. Böylece aday alanlar kuş uçuşu mesafe yerine olası güzergâh üzerinden karşılaştırılır.

Arazi kullanımı, mülkiyet ve koruma alanları

Teknik olarak uygun görünen bir alan, arazi kullanımı ya da koruma statüsü nedeniyle elenebilir. Tarım arazileri üzerindeki talepler 5403 sayılı Toprak Koruma ve Arazi Kullanımı Kanunu ve ilgili düzenlemeler çerçevesinde değerlendirilir ve arazinin sınıfı belirleyici rol oynar. Orman ve mera alanları, sit ve doğal koruma alanları, sulak alanlar, içme suyu havzaları ve benzeri statüler de kendi mevzuatıyla kısıt getirir.

Bu kısıtların güncel ayrıntısı kurumdan kuruma ve zamanla değişebildiği için analizde kullanılan her kısıt katmanının kaynağı ve tarihi kayıt altına alınmalıdır. Nihai uygunluk, ilgili kurumların görüşü ve izin süreçleriyle kesinleşir. CBS analizi bu görüşlerin yerine geçmez, hangi alanlar için görüş istenmesinin anlamlı olduğunu gösterir.

Mülkiyet tarafında kadastro parselleri, hazine ve özel mülkiyet ayrımı, parsel büyüklüğü ve şekli önemlidir. Aynı uygunluk sınıfındaki dağınık küçük parseller yerine bitişik ve düzgün geometrili bir alan, yerleşim planı açısından çoğu zaman daha verimlidir.

CBS ile çok ölçütlü uygunluk analizi adım adım

Çok ölçütlü uygunluk analizi, ölçütleri ortak bir ölçeğe getirip ağırlıklandırarak tek bir uygunluk yüzeyi üretir. ArcGIS Pro içindeki Suitability Modeler ve ArcGIS Spatial Analyst araçları bu iş akışını adım adım kurmayı ve ara sonuçları görmeyi sağlar. Genel akış şu adımlardan oluşur.

• Çalışma alanını ve tek bir koordinat sistemini tanımlayın, tüm katmanları aynı hücre boyutuna ve kapsama getirin.
• Kesin kısıtları ayırın: koruma alanları, yerleşim alanları, su yüzeyleri gibi hiçbir koşulda kullanılamayacak yerler bir maske ile analizden çıkarılır.
• Sürekli ölçütleri (ışınım, eğim, şebekeye mesafe, yola mesafe) ortak bir uygunluk ölçeğine yeniden sınıflandırın ya da dönüştürün.
• Ölçüt ağırlıklarını belirleyin. Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) gibi ikili karşılaştırma yöntemleri, uzman görüşünü tutarlı ağırlıklara çevirmek için yaygın olarak kullanılır.
• Ağırlıklı çakıştırma ile uygunluk yüzeyini üretin, ardından en düşük alan ve bitişiklik şartını sağlamayan parçaları eleyin.
• Ağırlıkları değiştirerek duyarlılık analizi yapın. Sıralamada sürekli üstte kalan alanlar daha güvenilir adaylardır.
• Aday alanları kadastro ve saha gözlemiyle doğrulayın, sonuçları karar vericiler için harita ve tablo olarak raporlayın.

Veri kaynakları ve sık yapılan hatalar

Analizin kalitesi, en zayıf katmanın kalitesiyle sınırlıdır. Kaba çözünürlüklü bir yükseklik modeli küçük sırtları ve çukurları yok eder, bu da eğim ve gölgelenme sonuçlarını olduğundan iyimser gösterebilir. Farklı ölçeklerden gelen vektör verileri aynı raster boyutuna indirilirken dar koruma şeritleri kaybolabilir.

Kısıtlar için tampon mesafeleri belirlenirken de dikkatli olmak gerekir. Bir koruma alanının ya da yerleşimin çevresinde bırakılacak mesafe mevzuattan geliyorsa kaynağıyla birlikte modele girilmeli, proje ekibinin tercihi ise ayrıca belirtilmelidir. Bu ayrım, sonraki revizyonlarda hangi eşiğin değiştirilebileceğini netleştirir.

• Katmanların farklı datum ve projeksiyonlarda kalması, özellikle ED50 ve TUREF tabanlı verilerin karıştırılması.
• Kısıt katmanlarının güncelliğinin kontrol edilmemesi ve kaynağın kayda geçirilmemesi.
• Ağırlıkların tek kişinin varsayımına dayanması ve duyarlılık analizi yapılmaması.
• Şebekeye yakınlığın kapasite bilgisiyle birlikte düşünülmemesi.
• Uygunluk haritasının kesin karar gibi sunulması. Harita, saha ve kurum görüşleriyle doğrulanacak bir ön elemedir.

Sonuçların karar sürecine taşınması

İyi kurulmuş bir uygunluk modeli, yalnızca bir kez üretilen bir harita olarak kalmamalıdır. Aynı model yeni bir bölge, güncellenmiş bir kısıt katmanı ya da değişen ağırlıklarla tekrar çalıştırılabildiğinde, yatırım ekibi farklı senaryoları hızla karşılaştırabilir. Aday alanların ArcGIS Online ya da ArcGIS Enterprise üzerinde paylaşılan bir web haritasında toplanması, teknik, hukuki ve finansal ekiplerin aynı veriye bakarak konuşmasını sağlar.

Rodosto Teknoloji, yenilenebilir enerji yatırımları için ArcGIS tabanlı yer seçimi modellerinin kurulması, veri katmanlarının hazırlanması ve sonuçların ekiplerle paylaşılacak uygulamalara dönüştürülmesi konusunda çalışır. Aşağıdaki sayfalar bu işin ticari kapsamını anlatır.

Sık sorulanlar