Şebekeden bağımsız hibrit enerji sisteminin tekno-ekonomik açıdan incelenmesi ve optimizasyonu
Techno-economic investigation and optimization of the standalone hybrid energy system
- Tez No: 776426
- Danışmanlar: PROF. DR. NURAN YÖRÜKEREN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Enerji, ekonomi ve çevre, bir ülkenin sürdürülebilirliğini sağlamada önemli rol oynamaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı, enerji sürdürülebilirliğini sağlamanın ve aynı zamanda gelecekte çevresel etkiyi azaltmanın anahtarı olacaktır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının değişken yapıları ile tüketicilere enerji sağlamanın olası yolu, farklı yenilenebilir kaynakları tek hibrit sistemde bir araya getirmektir. Bu tez çalışması, güneş, rüzgar, dizel jeneratör ve batarya depolamalı hibrit sistemlerin fizibilitesi ve farklı metasezgisel algoritmalarla optimizasyon sonuçlarını karşılaştırmaktadır. Hibrit yenilenebilir enerji sistemleri, yük taleplerinin karşılanması, enerji kaynaklarının değişken doğası ve birçok elektriksel problemlerin üstesinden gelmesi açısından faydalıdır, ancak belirli yük taleplerine ve tekno-ekonomik parametrelere dayalı uygun maliyetli bir sistem elde etme sürecinde en uygun boyutlandırma ana sorundur. Bu nedenle en güvenilir ve ekonomik çözümün elde edilmesi için bu sistemlerin boyutlandırma sürecine yardımcı olan bir metodoloji geliştirilmiştir. Sistemin yıllık maliyetini en aza indirecek, yenilenebilir enerji kullanımına öncelik veren bir sevk stratejisi ve enerji talebini güvenilir bir şekilde karşılayacak olan mikro şebekenin bileşenleri arasındaki güç akışı koordinasyonunu sağlayan güçlü kural tabanlı bir enerji yönetim şeması sunulmuştur. Önerilen Diferansiyel Evrim Algoritması ve optimizasyon yönteminin doğruluk ve hesaplama süresi açısından üstünlüğünü kanıtlamak için, benzer uygulamalarda kullanılan HOMER yazılımı ve farklı metasezgisel algoritma yaklaşımlarıyla karşılaştırılmıştır. Bulgular, güneş paneli/ batarya bileşenlerinden oluşan şebekeden bağımsız hibrit enerji sisteminin, seçilen yer olan üniversite merkez kampüsüne en uygun maliyetli seçenek olduğunu ve önerilen algoritmanın iyi yakınsama özelliğine ve yüksek kaliteli çıktı sağlama kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir. Çalışma bulgularının, enerji maliyetini en aza indiren ve bu sistemlerin güvenilirliğini en üst düzeye çıkaran, şebekeden bağımsız hibrit enerji sistemlerinin boyutlandırılması ve tasarım sürecine yardımcı olması beklenmektedir. İlaveten, yenilenebilir enerji sistem planlayıcılarına ve politika yapıcılara en son tasarım kısıtlamalarını belirleme açısından da yardımcı olacaktır. Optimizasyon sürecine dahil edilen algoritmalar, MATLAB simülasyon paketi kullanılarak programlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Energy, economy, and environment play a very important role in ensuring the sustainability of a country. The use of renewable energy sources paves the way for ensuring energy sustainability and at the same time reducing environmental impact in the future. With the variable nature of renewable energy sources, one possible way of supplying energy to consumers is to combine different renewable sources in one hybrid system. This thesis study compares the feasibility of solar, wind, diesel generator, and battery storage hybrid systems and the optimization results with different metaheuristic algorithms. Hybrid renewable energy systems are useful in meeting load demands, tackling the variable nature of energy sources, and many electrical problems. However, optimal sizing is the main problem in the process of obtaining a cost-effective system based on specific load demands and techno-economic parameters. Therefore, a methodology was developed to assist the sizing process of these systems in order to obtain the most reliable and economical solution. A dispatch strategy that will minimize the annual cost of the system and that prioritizes the use of renewable energy and a powerful rule-based energy management scheme that ensures power flow coordination between the components of the microgrid that will reliably meet the energy demand were presented. In order to prove the superiority of the proposed Differential Evolution Algorithm and optimization method in terms of accuracy and computation time, they were compared with HOMER software and different metaheuristic algorithm approaches used in similar applications. The findings show that the off-grid hybrid energy system consisting of Solar panel/battery components is the most cost-effective option for the chosen location, the university central campus, and the proposed algorithm has good convergence and the capacity to provide high quality output. The study findings are expected to assist in the sizing and design process of off-grid hybrid energy systems that minimize energy cost and maximize the reliability of these systems. Moreover, they will assist renewable energy system planners and policy makers in identifying the latest design constraints. The algorithms included in the optimization process were programmed using the MATLAB simulation package.
Benzer Tezler
- 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
- Limanlar için bütünleşik yenilenebilir enerji güç sistemlerinin tekno-ekonomik analizi
Techno-economic assessment of hybrid power systems for ports
MEHMET MİRDALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN BOLAT
- Dağıtık enerji üretim sistemleri için enerji depolama sistem tasarımı, planlanması ve uygulaması
Energy storage system design, planning and implementation for distributed generation systems
MEHMET BOLAT
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK YAVUZ
- Afet bölgelerinde kurulan yerleşim birimlerinin enerji ihtiyacının şebekeden bağımsız hibrit sistemlerle karşılanmasının tekno-ekonomik analizi
Techno-economic analysis of energy demand of settlements established in post-disaster areas with off-grid hybrid systems
ENDER YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇAKAN
- Şebeke bağlantılı veya bağlantısız çalışabilen PV sistemin tasarımı ve tekno-ekonomik analizi
Design and techno economic analysis of a standalone or grid connected PV system
ELİF MERVE BAHAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiManisa Celal Bayar ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KIVANÇ BAŞARAN