Şebekeden bağımsız hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tekno-ekonomik optimizasyonu
Techno-economic optimization for off-grid hybrid renewable energy systems
- Tez No: 925708
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KORAY ÜLGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, hibrit sistemler, HOMER, optimizasyon, fotovoltaik güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, depolama, Renewable energy, hybrid systems, HOMER, optimization, photovoltaic solar energy, wind energy, storage
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Günümüzde tüm ülkeler, fosil yakıtlara olan bağımlılıklarını azaltarak ve fotovoltaik güneş ve rüzgar enerjisi gibi daha fazla yenilenebilir kaynakları hayata geçirerek 2050 yılına kadar %100 yenilenebilir enerji kullanımını yaygın hale getirmeye çalışmaktadır. Bu nedenle bu soruna bir çözüm, güneş ve rüzgar hibrit enerji sistemlerini kurmaktır. Şebekeden bağımsız fotovoltaik güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi sistemleri dünya çapında nispeten daha büyük ölçekte kullanılmaktadır. Bu enerji sistemleri mevsimsel oldukları için sürekli olarak yükü besleyecek enerji kaynağı sağlayamazlar. Dolayısıyla, yük taleplerini karşılamak adına bu sistemlerin her biri için enerji depolama sistemleri gerekli olacaktır. Genellikle depolama sistemi pahalıdır ve yenilenebilir enerji sistemleri ile entegrasyonun uygun maliyetli olabilmesi için boyutun mümkün olan en aza indirilmesi gerekir. Enerji depolama gereksinimlerini azaltmak için hibrit güç sistemi kullanılabilir. Yeterli güneş ışığına ve rüzgar hızına sahip belirli bir yerin yük talebini karşılamak için güneş ve rüzgar sistemi yoluyla güç üretimini birleştiren hibrit bir yenilenebilir enerji sistemi kurulur. Bu çalışma, İzmir'de bir yerleşim yerine ait fotovoltaik güneş ve rüzgar enerjili hibrit sistemi uygulama potansiyelini araştırma amacıyla yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı,yerleşim bölgesinde bir fotovoltaik güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi hibrit sistemi kurmanın ekonomik, teknolojik ve çevresel olarak karlı olup olmadığını incelemektir. Amaç, aynı zamanda çevresel olarak sürdürülebilir olan bir güneş ve rüzgar hibrit sisteminin en ekonomik optimal boyutunu bulmaktır. Fotovoltaik güneş ve rüzgar enerjisi hibrit sistemi ile ilgili bir literatür çalışması derlenerek HOMER optimizasyon programında bir optimizasyon yapılmıştır. Optimizasyon için, Fotovoltaik güneş ve rüzgar enerjisi maliyetleri ve yerleşim bölgesinin enerji tüketimi için veriler toplanmıştır. Ardından HOMER yazılımı, FV güneş ve rüzgar enerjisi hibrit sisteminin optimum boyutunu önermiştir. Simulasyonda, net bugünkü değer, geri ödeme yöntemi ve getiri oranı gibi ekonomik yöntemler kullanılmıştır. Sonuç, 96,7 PV ve 12 kW rüzgar gücünden oluşan, 306.928,03 ABD Doları NŞM ve ayrıca %20, 6 dahili oran ile karlı bir yatırımla sonuçlanan optimum bir boyut gösterdi. Ayrıca, yerleşim bölgesi için yenilenebilir fraksiyon %100 idi. Ekonomik sonuçların ötesinde göstermiştir, optimum boyut için sonucu değiştirmeyen bir duyarlılık analizi yapılmıştır. Hibrit sistemin optimum boyutunun ekonomik olarak karlı olduğu ve Türkiye'nin kısa vadeye kadar %100 yenilenebilir enerji hedefine uygun olacağı sonucuna varılmıştır. Ancak, sonuç karlı bir yatırım gösterse bile, yatırım maliyetleri yüksektir, bu da demektir ki sadece bazı bölgeler bir güneş ve rüzgar hibrit sistemi yatırımını karşılayabilir.
Özet (Çeviri)
Today, all countries are trying to popularize the use of 100% renewable energy by 2050 by reducing their dependence on fossil fuels and introducing more renewable sources such as photovoltaic solar and wind energy. Therefore, one solution to this problem is to install solar and wind hybrid energy systems. Off-grid photovoltaic solar and wind power systems are being introduced worldwide on a relatively large scale. Since these energy systems are seasonal, they cannot provide an energy source to feed the load continuously. Therefore, energy storage systems will be required for each of these systems to meet load demands. Usually the storage system is expensive and the size must be minimized as much as possible for the renewable energy system to be cost effective. A hybrid power system can be used to reduce energy storage requirements. To meet the load demand of a particular location with sufficient sunlight and wind speed, a hybrid renewable energy system is installed that combines power generation through the solar and wind system. This study investigates the potential of applying a photovoltaic solar and wind powered hybrid system in a residential area in İzmir. The aim of this study is to examine whether itis economically, technologically and environmentally profitable to install a solar and wind power hybrid system in a residential area. The aim is to find the most economical optimal size of a solar and wind hybrid system that is also environmentally sustainable. A literature study on the photovoltaic solar and wind energy hybrid system was compiled and an optimization was made in the HOMER optimization program. For optimization, data were collected for Photovoltaic solar and wind energy costs and the energy consumption of the residential area. The HOMER software then suggested the optimum size of the PV solar and wind hybrid system. In the simulation, economic methods such as net present value, repayment method and rate of return were used. The results showed an optimal size of 96.7 PV and 12 kW wind power, resulting in a profitable investment with a NPV of $306,928.03 and an internal rate of return of 20.6%. In addition, the renewable fraction for the settlement was 100%. Beyond the economic results, a sensitivity analysis was performed that did not change the result for the optimal size. It can be concluded that the optimal size of the hybrid system is economically profitable and is in line with Turkey's goal of 100% renewable energy in the short term. However, even though the results show a profitable investment, the investment costs are high, which means that only some regions can afford to invest in a solar and wind hybrid system.
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
- Afganistan'da kırsal alanların elektrifikasyonu için hibrit elektrik üretim sistemlerinin tekno-ekonomik analizi
Techno-economic analysis of hybrid electricity generation systems for electrification of rural area of afghanistan
SHIR AHMAD DOST MOHAMMADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CENK GEZEGİN
- 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
- Doğal gaz, güneş ve rüzgâr hibrit enerji üretiminin teknoekonomik ve çevresel açıdan değerlendirilmesi: Ege Bölgesi için örnek uygulama
Technoeconomic and environmental evaluation of natural gas, solar and wind hybrid energy generation: Sample application for Aegean Region
ASLI AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiBaşkent ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT ÇOLAK
- Akıllı şebekelerde şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tekno-ekonomik karşılaştırmalı analizi ile akıllı ev uygulamaları
Techno-economic comparative analysis of grid-connected and islanded hybrid renewable energy systems and smart home applications in smart grids
ONUR AYAN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN EMRE TÜRKAY