Techno-economic optimization of standalone microgrid hybrid energy system in zero energy buildings for remote community in Ankara
Ankara'da uzak komünite için sıfır enerji binalarında bağımsız mikrogrıd hibrit enerji sisteminin techno-ekonomik optimizasyonu
- Tez No: 632124
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHDİ MEHRTASH, DOÇ. DR. KEMAL EFE ESELLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Off-grid ZEB, Yenilenebilir Enerji, PSO, HOMER, Ankara, Off-grid ZEB, Renewable energy, PSO, HOMER, Ankara
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Artan elektrik enerji tüketimi, fosil yakıtların azalması, iletim hatlarının yüksek fiyatları ve çevre kirliliği sorunları ülkeleri yenilenebilir enerji kaynaklarından elektriğin üretildiği sıfır enerji binaları (ZEB) geliştirmeye itmektedir. Rüzgar ve güneş enerjileri ümit verici kaynaklardır. Ancak, bu kaynakların kesintili doğası sistem güvenilirliğini azaltır. Hibrid yenilenebilir enerji sistemi (HRES), bu soruna bir çözüm olarak kabul edilir. Bir HRES tasarlamak için yatırımcıların minimum yapılandırma maliyetini göz önünde bulundurmaları gerekir. Bu çalışmada, Ankara'da uzak bir bölgede 30 evin elektriklendirmek için fotovoltaik (PV) ve rüzgar türbini (WT) sistemlerinin kurulması simüle edilmiştir. Yükü en az maliyetle karşılayabilecek en uygun hibrit sistemi elde etmek için farklı senaryolar düşünülmüştür. Optimal konfigürasyon elde etmek için Çoklu Enerji Kaynakları için Hibrid Optimizasyon Modeli (HOMER) yazılımı ve Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) algoritması uygulanmıştır. 107 kW PV, 3 × 10 kW WT, 10 kW dizel jeneratör (DG) ve 45 × 7.15 kWh pillerden oluşan HRES, elektrik yükü talebini karşılamak için en uygun seçim olarak seçilmiştir. Enerji maliyeti (COE) ve net yüzde maliyeti (NPC) sırasıyla 0.25 $/kWh ve 568431 $ olarak bulunmuştur. Duyarlılık analizinde sonuçları doğrulamak için PV ve WT sermaye maliyetlerinin, yakıt fiyatının ve pillerin türünün sistem performansı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak, yakıt fiyatını ikiye katlamak, COE ve NPC'yi sırasıyla 14% ve 13% oranında arttırdıgı gözlenmiştir. PV ve WT sermaye maliyetleri yarıya düştüğünde, COE ve NPC sırasıyla 20% ve 12% oranında azalmıştır. Belirli bir pil teknolojisinin kullanılmasının hem genel fiyatı hem de gaz emisyonlarını azalttığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Incremental consumption of electrical energy, fossil fuel reduction, high prices of transmission lines and environmental pollution problems drive the countries to develop zero energy buildings (ZEB) in which electricity is generated from renewable energy sources. Wind and solar are the promising energy sources. However, the intermittence nature of these resources reduces the system reliability. Hybrid renewable energy system (HRES) is considered a solution for this problem. To design a HRES, the investors need to consider the minimum configuration cost. In this study, installation of photovoltaic panel (PV) and wind turbine (WT) systems to electrify 30 households in a remote area in Ankara is simulated. Different scenarios have been considered to obtain the optimal hybrid system that can cover the load with the least costs. Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources (HOMER) software and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm have been applied to obtain the optimal configuration. The HRES that consists of 107 kW PV, 3×10 kW WT, 10 kW diesel generator (DG) and 45×7.15 kWh units of batteries is chosen as the optimal choice to meet the electrical load demand. The cost of energy (COE) and net present cost (NPC) are found as 0.25 $/kWh and 568431 $, respectively. In sensitivity analysis, effects of PV and WT capital costs, fuel price and type of batteries on the system performance are examined to verify the results. As a result, doubling the fuel price has been observed to increase the COE and NPC around 14% and 13%, respectively. As the PV and WT capital costs halved, the COE and NPC decreased by 20% and 12%, respectively. Utilizing a specific battery technology has been seen to reduce both the overall price and gas emissions.
Benzer Tezler
- Şebekeden bağımsız hibrit enerji sisteminin tekno-ekonomik açıdan incelenmesi ve optimizasyonu
Techno-economic investigation and optimization of the standalone hybrid energy system
AYKUT FATİH GÜVEN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN YÖRÜKEREN
- Güneş radyasyon tahmini için bulanık zaman serisi yöntemleri ve fotovoltaik sulama sistemi optimizasyonunda uygulanması
Forecasting solar radiation with fuzzy time series and optimization application in photovoltaic irrigation system
CEYDA OLCAN
Doktora
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELMKHAN MAHMUDOV
- Balıkesir ili için endüstriyel bir tesisin enerji ihtiyacını karşılayabilecek yenilenebilir hibrit sistem tasarımı
Renewable hybrid system design to meet the energy need of an industrial facility for Balıkesir province
FATİH AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. MUSTAFA BAHADIR ÖZDEMİR
- Şebeke bağlantili ve şebekeden bağımsız hibrit güç sistemleriyle enerji üretiminin ekonomik analizi
Economic analysis of energy production with stand alone and grid connected hybrid energy systems
ALİ YASİN TELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Ekonomiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BELGİN EMRE TÜRKAY
- Techno-economic optimization of PV-wind-battery hybrid systems
PV-rüzgar-batarya hibrit sistemlerinin tekno-ekonomik optimizasyonu
İLKE DEMİRDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAŞAR ÇAĞLAR