Assessment of renewable energy based micro-grids for small communities
Küçük topluluklar için yenilenebilir enerji temelli mikro-şebeke değerlendirmesi
- Tez No: 625860
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ Onur TAYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Elektrik sağlamak için kurulan yenilenebilir enerji sistemleri, maliyet ve yenilenebilir enerji kaynaklarının değişkenlik göstermesi ile ilgili birçok zorlukla karşılaşmaktadırlar. Bu zorluklara karşı çözümlerden biri ise geleneksel elektrik üretim sistemlerini yenilenebilir enerji üretim sistemleri ile harmanlamak ve enerji depolama sistemlerini eklemektir. Bu çalışmada Akdeniz'deki bir adada bulunan kampüs ölçeğindeki bir topluluk için yenilenebilir enerji içeren mikro-şebeke olarak iki farklı elektrik üretme sisteminin fizibilite çalışması yapılmıştır. Bu iki sistem şu şekildedir: (i) fotovoltaik-akü/pil-pompajlı su depolama sistemi ve (ii) fotovoltaikrüzgâr türbini-akü/pil. Örnek incelenen ada, anakaraya bağlantısı olmayan bir şebekeye sahiptir ve fuel oil yakan buhar ve dizel santralleri ile şebekeye elektrik sağlamaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik güneş enerjisi sistemi, rüzgâr türbini, akü/pil ve pompajlı su depolama sistemine ait modeller; enerji üretimini, net bugünkü maliyeti (NPC) ve seviyelendirilmiş elektrik maliyetini (LCOE) tahmin etmek için verilmiştir. Örnek çalışma olarak, anlık ortalama elektrik tüketimi yaklaşık 1 MW olan Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kuzey Kıbrıs Kampusu (ODTÜ KKK) ele alınmıştır. Sistem (i) için yeni geliştirilmiş model ile fotovoltaik sistemleri ile bütünleşik kısa ve uzun vadeli depolama sistemlerinin ve Sistem (ii) için HOMER yazılımı ile yenilenebilir enerji içeren mikro-şebekenin bileşenlerinin boyutlandırması parametrik çalışma olarak yapılmıştır. Bütün modellerde saatlik veriler kullanılmıştır. Sistem (i) bileşenlerinden akü/pil kısa vadeli ve pompajlı su depolama sistemi ise uzun vadeli depolama sistemleri olarak ele alınmıştır. Çalışılan parametre aralığı için ve pompajlı su depolama sistemi için gerekli su kaynaklarını düşünülerek elde edilen sonuçlara göre en düşük NPC 40,65 milyon USD ile 2,7 MW'lık fotovoltaik sistemi, 0,3 MWh'lık akü/pil ve 2,5 MWh'lik pompajlı su depolama sisteminden oluşan tasarıma ait çıkmıştır. Sistem (ii) için incelenen bütün tasarımlar arasında iki alternatif sistem önerilmektedir. Bu sistemlerden birisinde depolama sistemi mevcuttur, diğerinde ise depolama sistemi yoktur. Her iki alternatifin de NPC değerleri yaklaşık 38,3 milyon USD olup üretilen enerjide yenilenebilir enerji oranı %36 ile %38 aralığındadır. Ayrıca bu alternatiflerin yıllık yaklaşık 4000 ton CO2 salınımı önlemesi öngörülmektedir. Depolama sistemi olmayan alternatif, 2 MW'lık fotovoltaik sistemi ile 3 MW'lık rüzgâr türbinlerinden oluşmaktadır. Depolama sistemi olan alternatif ise 2 MW'lık fotovoltaik sistemi, 3,75 MW'lık rüzgâr türbinleri ile 1 MWh'lik akü/pil depolama sisteminden oluşmaktadır. ODTÜ KKK için elektrik tarifesi yaklaşık 0,175 USD/kWh olup her iki alternatifin LCOE değeri 0,15 USD/kWh civarındadır.
Özet (Çeviri)
Deploying renewable energy systems to supply electricity faces many challenges related to cost and variability of the renewable resources. One possible solution to these challenges is to hybridize renewable energy systems with conventional power systems and include energy storage systems. In this study, the feasibility analysis of two cases for electricity generation systems as (i) photovoltaic (PV)-battery-pumped hydro system (PHS) and (ii) PV-wind-battery are presented as a Renewable Energy Micro-Grid (REMG) for a university campus-scale community on a Mediterranean island. The island has an isolated grid which generally utilizes fuel-oil based steam and diesel electric generators. Models for PV, wind turbine, battery and PHS systems are presented to estimate energy production, and net present cost (NPC) and levelized cost of electricity (LCOE) as economic metrics in the feasibility analysis. As a case study, Middle East Technical University Northern Cyprus Campus (METU NCC) with an average power demand of about 1 MW is considered. A parametric study is performed using a newly developed model for combining short-term and long-term energy storage systems integrated with PV systems for case (i) and HOMER software for case (ii) to determine the sizes of the components for the REMG. Both models are using hourly time-steps. In case (i), battery and PHS are considered as short- and long-term storage systems. For the studied ranges and considering the availability of water resources required for PHS, the lowest NPC of 40.65M USD is found for a configuration with 2.7 MW PV, 0.3 MWh battery and 2.5 MWh PHS. In case (ii), among all the configurations, two alternate configurations are proposed, one with storage and one without storage. Both configurations have identical NPCs of 38.3M USD, renewable energy fractions of 38% and 36%, respectively, and avoid approximately 4000 tons of CO2 emissions per year. The system without storage consists of a 2 MW PV plant and 3 MW wind power system, and the system with storage consists of a 2 MW PV system, 3.75 MW wind power system and a 1 MWh battery. In both cases, the resulting LCOE is approximately 0.15 USD/kWh whilst the electricity tariff for METU NCC is approximately 0.175 USD/kWh.
Benzer Tezler
- Sitrat-nitrat yanma yöntemiyle yitriyum katkılı seryum oksit elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of yttrium doupted cerium oxide electrolyte materials by citrate-nitrate combustion method
FERİDE MAHFUS
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA GÜRKAYNAK ALTINÇEKİÇ
- Formation and evaluation of sustainable development indicators of energy sector enterprises
Başlık çevirisi yok
UGUR TURAN
Doktora
İngilizce
2021
EnerjiNational Technical University of Ukraine (Kiev Polytechnic Institute (KPI))DR. SAVEHENKO OLGA IGOREVNA
- Farklı sınıf seviyelerindeki fen bilgisi öğretmen adaylarının yenilenebilir enerji konusunda teknolojik pedagojik bağlam bilgisi ve öğelerinin araştırılması
Exami̇ni̇ng the different grades of pre-service teachers' technological pedagogical contextual knowledge and the components of tpck involving the topic of renewable energy sources
DİDEM KARAKAYA CIRIT
Doktora
Türkçe
2016
Eğitim ve ÖğretimFırat Üniversitesiİlköğretim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL CANPOLAT
- Hybrid energy capacity of Turkey for small and micro scale energy production
Küçük ve mikro ölçekli enerji üretimi için Türkiye hibrit enerji kapasitesi
MUSTAFA YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FERHAT BİNGÖL
PROF. DR. GÜLDEN GÖKÇEN AKKURT
- Assestment of cooperation of photovoltaics and electrified micro mobility in the concept of net zero energy cities
Fotovoltaik ve elektriklendirilmiş mikro mobilitenin net sıfır enerji şehirler kapsamında iş birliğinin değerlendirilmesi
NURHAN AYDINALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT GÖL