Improving the reliability of Rwanda's electricity grid with solar pv micro-grids and battery energy storage support
Güneş fotovoltaik mikro şebeke ve batarya enerji depolama desteği ile Ruanda elektrik şebekesinin güvenilirliğinin artırılması
- Tez No: 904376
- Danışmanlar: PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Modern dünyada enerjinin önemi ve ihtiyacı her geçen gün artmaya devam etmektedir. Enerji talebi artışı, enerji güvenilirliği ve sürekliliği zorunluluğunu yer almaktadır. Ancak geleneksel enerji kaynaklarından enerji üretiminin artması, çevresel ve küresel ısınma sorunlarını da arttırmaktadır. Geleneksel enerji kaynakların olumsuz etkilerinin üstesinden gelmek için yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) gibi çevre dostu alternatif enerji kaynakları, çevresel faydaları ve bulunabilirlikleri nedeniyle teşvik edilmekte ve kullanılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji hasadı, enerji sürdürülebilirliğinin çözümlerinden biridir. Ancak YEK'in doğası gereği kesintili olması nedeniyle, batarya enerji depolama sistemleri (BEDS) gibi Enerji Depolama Sistemleri (EDS) kullanılmaktadır. Ayrıca YEK, güç sisteminin güvenilirliğinin arttırılmasına olumlu katkıda bulunur. Diğer bir taraftan, gelişmekte olan ülkelerde özellikle küçük yerleşim bölgelerinde dağıtım şebekelerinin yetersizliği nedeniyle şebekenin sağladığı elektrik enerjisinde sık sık kesintiler yaşanmaktadır. Bu sorun, bölgelerde yaşayan insanların yaşam kalitesini ve verimliliğini olumsuz yönde etkilemektedir. BEDS destekli yenilenebilir enerji kaynaklarının dağıtım sistemine entegre edilmesiyle bu sorunun üstesinden gelinebilir. Özellikle Ruanda'da radyal dağıtım şebekesi için elektrik arzındaki güvenilirliğin iyileştirilmesinde, iletim, dağıtım sistemi de dahil olmak üzere güç sistemi altyapısının düzeltilmesini ve enerji üretim kapasitesinin artırılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada Ruanda elektrik şebekesinin güvenilirliğini artırmak için fotovoltaik sistemleri ve BEDS, Gatumba ve Ntongwe fiderlerine entegre edildi. Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar, Ruanda'daki güneş enerjisi potansiyelinin, %86,65'e varan performans oranıyla %64,38'e varan kendi kendine yeterlilik düzeyinde yük sağlama yeteneğine sahip olduğunu göstermiştir. Güneş fotovoltaic sistemi ve BEDS ile entegre edilen besleyicilerde şebeke güvenilirliğini artırmak için, şebekenin devre dışı olduğu durumlarda yük talebinin fotovoltaic sistemi ve BEDS tarafından karşılanmasına olanak tanıyan koruma anahtarları yapılandırılmıştır, böylece enerji talebi karşılanır ve kesinti sıklığı ve süresi azaltılır. DigSILENT ve PV*SOL simülasyon araçlarını kullanarak, elde edilen simülasyon sonuçları, batarya destekli güneş PV sistemler ile güç sistemi güvenilirliğinin, sistem ortalama kesinti sıklığı ve süresi için sırasıyla %71,6 ve %95,5 oranında iyileştiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The importance and need for energy in the modern world continue to increase daily. This increase in energy demand goes with the necessity of its reliability and continuity of its supply. However, increasing energy use from conventional sources raises environmental and global warming issues. To mitigate the traditional energy sources' negative impacts, environment-friendly renewable energy sources (RES) have been promoted and used due to their environmental benefits and availability. Energy harvesting from RESs plays an essential role toward energy sustainability. To achieve the continuity of energy supply, given the intermittent nature of RES, Energy Storage Systems (ESS) such as Battery Energy Storage Systems (BESS) must be integrated with RESs. Furthermore, integrating RES into power systems has the capability to upgrade the system's reliability. In many developing countries, including small residential areas, the inadequacy of distribution networks often leads to frequent interruptions in grid-supplied electrical energy. This situation significantly impacts the life quality and productivity of the local population. However, this challenge can be addressed by introducing RESs and BESS in the distribution network to ensure a reliable and energy supply continuity. Particularly in Rwanda, for radial distribution network, the reliability improvement in electricity supply requires rectifications of power system infrastructure, including transmission, distribution system, and an increase in energy generation capacity. To assess the influence of RES on Rwanda's electricity grid reliability, solar photovoltaic (PV) systems with BESS are integrated into Gatumba and Ntongwe feeders. The results from conducted studies showed that the potential of solar energy can achieve a level of self-sufficiency of up to 64.38% and a performance ratio of up to 86.65%. To enhance the grid's reliability at the feeders integrated with solar PV system and BESS, protection switches are configured to allow the load demand to be supplied by PV system and BESS when the grid is unavailable thereby supplying the energy demand and reducing interruption frequency and duration. Simulation results from DigSILENT and PV*SOL simulation tools showed that by integrating solar PV systems with BESS to Gatumaba and Ntongwe feeders, the system reliability ameliorates by 71.6% and 95.5% for system average interruption frequency and duration, respectively.
Benzer Tezler
- Improving the reliability of Nigeria's electricity grid with renewable energy microgrids
Nijerya elektrik şebekesi güvenirliliğinin yenilenebilir enerji kaynaklı mikro şebekeler ile geliştirilmesi
OMOBOLAJI OLUWAJUWON KOYI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH MEHMET NUROĞLU
- Bayesgil nicel güvenilirlik artış modeli ile bir uygulama
Bayesian variable reliability growth model with an application
TUĞBA YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiErciyes ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SELDA KAPAN ULUSOY
- Beyin hastalıklarının tanı ve tedavisinde kullanılan mikrosensörün algılama alt sınırının bazal gürültü seviyesi azaltımı ile iyileştirilmesi
Improving the limit of detection (LOD) of microsensor used in diagnosis and treatment of brain diseases via baseline noise reduction
HİLAL KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT ÇAVUŞOĞLU
- Improving the performance of a communication via diffusion system considering molecule degradation in nanonetworking
Nano ağlarda molekül bozunmasını kullanan difüzyon ile haberleşme sistemlerinin performansını iyileştirme
FATMA NUR KILIÇLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNA TUĞCU
- Üniversite öğrencilerinde hepatit B farkındalığının belirlenmesi ölçeği: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi örneği
Improving the knowledge level of hepatitis B among university students scale: The case of Tokat Gaziosmanpaşa University
ALİ ERDİ CANDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyoistatistikSivas Cumhuriyet ÜniversitesiBiyoistatistik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN KARAGÖZ