Üniversite kampüslerinde yenilenebilir enerji tabanlı mikro şebekelerde elektrikli araç şarj sistemlerinin optimizasyonu ve teknik-ekonomik analizi
Optimization and techno-economic analysis of electric vehicle charging systems in renewable energy-based microgrids on university campuses
- Tez No: 1005714
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYKUT FATİH GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
HOMER Grid yazılımı kullanılarak üniversite kampüslerinde yenilenebilir enerji temelli hibrit enerji sistemleri ile elektrikli araç şarj istasyonlarının bütünleşik olarak optimize edilmesine yönelik kapsamlı bir metodolojik çerçeve geliştirilmiştir. Oluşturulan modelde fotovoltaik sistem, rüzgâr türbini, batarya depolama sistemi, dizel jeneratör, dönüştürücü, elektrik şebekesi ve elektrikli araç şarj istasyonlarından oluşan hibrit yapı değerlendirilmiş; analizlerde 8.760 saatlik gerçek meteorolojik veriler ve kampüs yük profilleri kullanılmıştır. Çalışma kapsamında beş farklı elektrikli araç şarj istasyonu tipi incelenmiş ve bu yapılarla uyumlu dokuz ayrı hibrit enerji senaryosu oluşturulmuştur. Elde edilen bulgular, dokuz hibrit enerji senaryosu arasında en yüksek teknik, ekonomik ve çevresel performansın ikinci senaryoda elde edildiğini, ayrıca bu senaryoda kullanılan“Multifamily Residential Charger (Level 2 On-Demand)”tipinin yenilenebilir enerji üretimi ile en dengeli ve en verimli entegrasyonu sağladığını açık biçimde ortaya koymuştur. Bu senaryoda fotovoltaik üretim ile kampüs yük profili arasındaki uyumun güçlenmesi, batarya depolama sisteminin gün içindeki dalgalanmaları dengeleme kapasitesini artırmış; aynı zamanda şebekeden satın alınan enerji miktarının azalması hem ekonomik kazanımları yükseltmiş hem de çevresel etkileri azaltmıştır. Ayrıca bu senaryo üzerinden yürütülen hassasiyet analizinde, şarj istasyonu sayısı ve şarj tüketim bedeli değişimlerinin sistem performansı üzerindeki etkileri genel hatlarıyla değerlendirilmiştir. Farklı kapasite düzeylerinde yapılan karşılaştırmalar, şarj istasyonu sayısının artmasının ekonomik göstergelerde iyileşme sağladığını ve sistemin yenilenebilir enerji kullanımını daha verimli hâle getirdiğini göstermiştir. Şarj tüketim bedeline yönelik analiz ise farklı tarife seçeneklerinin ekonomik sonuçlar üzerinde etkili olduğunu, ancak çevresel performansın büyük ölçüde sabit kaldığını ortaya koymuştur. Bu bulgular, sistem tasarımında kapasite ölçeklendirmesi ve tarife yapısının dikkatle ele alınması gerektiğini göstermektedir. Genel olarak çalışma, yenilenebilir enerji temelli hibrit enerji sistemi ve elektrikli araç şarj istasyonu entegrasyonunun kampüs ölçeğinde teknik açıdan güvenilir, ekonomik açıdan uygulanabilir ve çevresel açıdan sürdürülebilir bir çözüm sunduğunu göstermekte; sistem tasarımında şarj altyapısının doğru ölçeklendirilmesi, fotovoltaik üretim profiliyle uyumlu şarj stratejilerinin uygulanması ve batarya depolama kapasitesinin güçlendirilmesinin kritik önem taşıdığını vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
A comprehensive methodological framework was developed using the HOMER Grid software to optimize the integrated operation of renewable energy–based hybrid energy systems and electric vehicle charging stations on university campuses. The hybrid configuration, comprising a photovoltaic generation system, wind turbine, battery energy storage system, diesel generator, power converter, utility grid connection, and multiple electric vehicle charging station types, was evaluated using 8.760 hours of real meteorological data and campus load profiles. Five different electric vehicle charging station architectures were examined, and nine hybrid energy scenarios compatible with these charging configurations were constructed. The results clearly indicate that the second scenario achieved the highest technical, economic, and environmental performance among the nine evaluated scenarios, with the“Multifamily Residential Charger (Level 2 On-Demand)”demonstrating the most balanced and efficient integration with renewable energy production. Enhanced alignment between photovoltaic generation and the campus load profile in this scenario strengthened the battery energy storage system's ability to mitigate intra-day variability, while the reduction in grid-purchased electricity simultaneously improved economic performance and lowered environmental impacts. A sensitivity analysis was also conducted for this scenario to assess the influence of changes in the number of charging stations and the charging energy price on system performance. Comparisons across different capacity levels showed that increasing the number of charging stations improved economic indicators and enhanced the effective utilization of renewable energy resources. The analysis of charging energy prices revealed that different tariff structures significantly affected economic outcomes, while environmental performance remained largely unchanged. These findings highlight the necessity of carefully considering both capacity scaling and tariff design in system planning. Overall, the study demonstrates that integrating renewable energy–based hybrid energy systems with electric vehicle charging infrastructure provides a technically reliable, economically viable, and environmentally sustainable solution for university campuses. The results underscore the critical importance of appropriately sizing the charging infrastructure, implementing charging strategies aligned with photovoltaic production profiles, and strengthening battery storage capacity to ensure efficient system operation.
Benzer Tezler
- Building information modelling integrated energy simulation tools in green campus initiatives: Düzce University Campus
Yapı bilgi modellemesi entegreli enerji simülasyon araçlarının yeşil kampüs girişimlerinde kullanımı: Düzce Üniversitesi Kampüsü
RUMEYSA ERYAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MimarlıkDüzce ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY BENLİ YILDIZ
- Üniversite kampüslerinde yaşam döngüsü analizi metodolojisi ile karbon ayak izi hesaplamasının değerlendirilmesi; Gazi Üniversitesi mühendislik ve mimarlık fakültesi örneği
Evaluation of carbon footprint calculation with life cycle assessment analysis in university campuses; the case of Gazi University Faculty of engineering and architecture
ESİN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Çevre MühendisliğiGazi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL ÇAĞLAN GÜNAL
- Üniversite kampüslerinin sürdürülebilirlik performansının ahp yöntemiyle değerlendirilmesi
Evaluation of the sustainability performance of university campuses using the analytic hierarchy process (AHP)
AMENA LOUAY ABDULSALAM AL-KAHDERY
- Akıllı kampüslerde yapay zekâ destekli enerji yönetimi
Artificial intelligence-supported energy management in smart campuses
ABDALHADI K S MANASSRA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRKAN IŞIK
- Sürdürülebilir kampüs tasarımı kapsamında enerji etkin yaklaşımlar: Dokuz Eylül Üniversitesi örneğinin incelenmesi
Energy-efficient approaches within the scope of sustainable campus design: A case study of Dokuz Eylül University
MUHAMMED BUĞRA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Şehircilik ve Bölge PlanlamaDokuz Eylül ÜniversitesiŞehircilik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİBEL ECEMİŞ KILIÇ