İstanbul Boğazı Alt ve Üst Akıntı Katmanlarında Hidrokinetik Türbin Yerleşimi
Kandilli ve Anadolu Hisarı Boğaz Boğazında 3B Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (CFD) Analizi
https://doi.org/10.5582/yorunge.2026.14.1.06
Kandilli burnu açıklarında akıntı hızı vektör alanı simülasyonu katmanları. (Fotoğraf: İTÜ Deniz Bilimleri & CFD Grubu)
İstanbul Boğazı, Karadeniz’den Marmara’ya doğru akan hafif ve az tuzlu üst akıntı ile Marmara’dan Karadeniz’e yönelen yoğun dip akıntısının oluşturduğu çift katmanlı benzersiz bir hidrokinetik koridordur. Bu çalışmada, Kandilli-Anadolu Hisarı daralmasında 65 metre su derinliğinde kurulan yüksek çözünürlüklü 3B Navier-Stokes modeli ile deniz dibi türbin çiftliklerinin optimum aralıkları ve kavitasyon riskleri simüle edilmiştir. Alt akıntının 2.4 m/s sabit akış hızı, yılda 140 GWh kesintisiz temiz elektrik potansiyeli sunmaktadır.
Öne Çıkan Bulgular ve Kuramsal Çıkarımlar
- •Kandilli-Anadolu Hisarı dip akıntısı yılda 8.100 saat boyunca 2.0 m/s üzerinde hız sağlamaktadır.
- •Geliştirilen türbin dizilimi Boğaz deniz trafiğinin seyir emniyetini etkilemeyecek şekilde tabandan azami 12 metre yükseklikte kalmaktadır.
- •Girdap etkileşimi nedeniyle türbinler arası boyuna mesafe en az 7 rotor çapı (7D) olmalıdır.
Çift Katmanlı Boğaz Rejimi ve Batimetri
İstanbul Boğazı’nın morfolojisi, daralma bölgelerinde (özellikle Kandilli-Aşiyan ekseni) akış hızlarını şiddetlendirir. Üst su katmanı mevsimsel rüzgarlara ve Karadeniz su bütçesine bağlı olarak dalgalanırken, 35 metrenin altındaki Akdeniz suyu yıl boyu son derece kararlı bir termohalin hız profili sergiler.
Geleneksel rüzgar türbinlerinin aksine, suyun havadan 830 kat daha yoğun olması nedeniyle akıntı hızının küpüyle orantılı olan güç yoğunluğu, küçük rotor çaplarıyla dahi devasa tork üretilmesine olanak tanır.
Türbin Kanat Geometrisi ve Kavitasyon Tahmini
Simülasyonlarda NACA 63-418 hidromorfik kanat profilleri kullanılmıştır. 40 metre derinliğe yerleştirilen yatay eksenli türbinlerde, kanat ucu hız oranı (TSR) 4.5 seviyesindeyken kanat sırtında statik basıncın buharlaşma basıncının altına inmediği ve kavitasyon erozyonunun önlendiği belirlenmiştir.
Kaynakça ve Referanslar
- Vardar, S. & Demiriz, H. (2025). Hydrokinetic potential of the Bosphorus lower layer. Renewable Energy, 221, 119782.[DOI]
Aynı Disiplindeki Diğer Araştırmalar
Karadeniz Baseninde Sülfür-Oksijen Termoklin Sınırının Dikey Salınımları
Doç. Dr. Selin Vardar