A comparison of renewable energy systems (onshore wind, offshore wind, conventional PV) for Bozcaada island
Bozcaada için yenilenebilir enerji sistemleri (karasal rüzgâr, deniz üstü rüzgâr ve geleneksel fotovoltaik) kıyaslaması
- Tez No: 648313
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELİF OĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Çevreyi kirletmeksizin enerji üretimi için yenilenebilir enerji kaynakları sürdürülebilir bir çözüm olarak düşünebilir. Küresel ısınmanın etkilerini azaltmak için, fosil yakıttan yenilenebilir kaynaklara geçiş birçok araştırmacı tarafından önerilmektedir. Güneş, rüzgâr ve hidrolik güç vb. birçok yenilenebilir enerji kaynağı mevcut olduğundan, seçilen bir bölgede verimliliği ve güç üretimini en yükseğe çıkarmanın yanında yaşam döngüsü maliyetini en aza indiren uygun seçeneği belirlemek önemlidir. Bu sorunu yanıtlayan birtakım çalışmalar bulunmakla birlikte, bu boşluğu gidermek adına seçilen bölge olan Bozcaada'da uygun yenilenebilir enerji sisteminin kurulumunu belirlemek amacıyla bölgede potansiyel teşkil eden yenilenebilir enerji kaynakları arasında bir kıyaslama gerçekleştirilmiştir. Bahsedilen bölge hem rüzgâr hem de güneş potansiyeline sahiptir bu yüzden iki farklı yenilenebilir enerji kaynağı, toplam üç farklı konfigürasyonla değerlendirilmiştir. Rüzgâr potansiyeli için, iki farklı konfigürasyondan biri 2000'den beri işletmede olan karasal rüzgâr çiftliği ve önerilen deniz üstü rüzgâr çiftliğidir. Bir diğer seçenek olarak, adanın güneş potansiyelini kullanıma almak üzere, üçüncü konfigürasyon için şebeke bağlantılı arazi tipi fotovoltaik (FV) santral önerilmiştir. Üç konfigürasyonun hepsi, küresel ısınma potansiyeli, asidifikasyon potansiyeli, ötrofikasyon potansiyeli, kümülatif enerji talebi ve enerji geri ödeme süresi olarak seçilen etki kategorilerine göre; çevresel özelliklerini değerlendirmek için GaBi ile modellenerek kıyaslanmıştır. Geliştirilen denklemlerle her bir sistemin yaşam döngüsü maliyeti hesaplanmış ve elde edilen sonuçlar, maliyet özelliklerini değerlendirmek için kıyaslanmıştır. Bulgular; karasal teknolojinin, tüm etki kategorileri hesaba katıldığında geleneksel fotovoltaik (FV) teknolojisinden asitleştirme potansiyeli hariç çevre için daha faydalı olmasına rağmen, çevresel etkileri minimuma indirmek ve adanın rüzgâr potansiyelinin kullanılmasını maksimuma çıkarmak açısından, deniz üstü teknolojinin karasal teknolojiden daha avantajlı olduğunu göstermiştir. Yani, Bozcaada'da elektrik üretmenin en temiz yolu, adanın rüzgâr potansiyelinin deniz üstü rüzgâr teknolojisi kullanılarak değerlendirilmesinden geçmektedir. Maliyetler kıyaslandığında, mevcut olan karasal rüzgâr çiftliği konfigürasyonunun, 1 MWh elektrik üretmek için en ekonomik yatırım olduğu bulunmuştur. Ekonomik açıdan aynı şekilde bakıldığında, Bozcaada'daki gelecek yatırımlar için, FV teknolojisinin deniz üstü rüzgâr çiftliğinden daha ümit vadettiği bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Renewable energy sources have been considered as a sustainable solution for energy production without polluting the environment. Shifting from fossil fuel to renewable sources has been suggested by many scientists to decrease the global warming effects. As several renewable energy sources exist such as solar, wind, hydro-power, etc., it is important to determine the appropriate option for a selected region in terms of maximizing efficiency and power output as well as minimizing life cycle costs (LCC). There are a few case studies answering this problem, and in order to address this gap, a comparison between potential renewable sources for the selected region, Bozcaada Island, has been performed in this study to determine the appropriate renewable system implementation. The region has both wind and solar potential, therefore; two different renewable sources are evaluated with totally three distinct configurations. Onshore wind farm, which is under operation since 2000, and the proposed offshore wind farm are two distinct configurations for the island's wind potential. As an alternative option, ground-mounted on-grid photovoltaic (PV) power plant is proposed for the third configuration which will put the island's solar potential in use. All three configurations are compared with the selected impact categories which are global warming potential (GWP), acidification potential (AP), eutrophication potential (EP), cumulative energy demand (CED) and energy pay-back time (EPBT) by modelling with GaBi to evaluate environmental specifications. Life cycle cost of each system is calculated by improved equations and the results are compared in order to assess their cost characteristics.“Cradle-to grave”approach is applied in each case. The findings revealed that offshore wind technology is more advantageous than onshore wind technology in terms of minimizing the environmental impacts except acidification potential (AP) and maximizing the use of island's wind potential whereas onshore technology is more beneficial for the environment than conventional photovoltaic (PV) system when all the selected impact categories are taken into account. In other words, the cleanest way to generate electricity in Bozcaada is utilization of the island's wind potential by offshore deployment. The most economical investment to generate 1 MWh electricity has been found as the already existing onshore wind farm configuration when costs are compared. With the same consideration, photovoltaic technology has been found to be more promising for the production of electricity than offshore wind farm for future investments in Bozcaada Island in terms of economic aspects.
Benzer Tezler
- Design of a modular, axial-flux direct drive permanent magnet generator for wind turbines
Rüzgar türbinleri için modüler, eksenel akılı doğrudan sürüşlü kalıcı mıknatıslı bir generatör tasarımı
AYDIN BAŞKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Comparison of the carbon capture systems for onboard application and voyage performance investigation by a case study
Gemiler için karbon yakalama sistemlerinin karşılaştırılması ve sefer performansının örnek bir uygulamayla incelenmesi
BUĞRA ARDA ZİNCİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Farklı piyasa yapılarının elektrik piyasasına etkisi
The effect of different market structures on the electricity market
HAKKI CAN ERGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SALTUK BUĞRA SELÇUKLU
- Güneş enerjisi ile çalışan küçük ölçekli pompalama sisteminin doğrudan ve enerji yedeklemeli çalışma modlarının karşılaştırılması
Comparison of a direct and battery backed up modes of the small scale solar pumping system
BARIŞ DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEHİR FATİH ÖZTÜRK
- İki eksenli güneş takip sistemlerinin verimliliğinin karşılaştırılması
Comparison of the efficiency of dual-axis solar tracking systems
HANDE DEMİRÖZ