Yenilenebilir enerji destekli mikro şebeke tasarımı ve bölgesel bazda analizi: Kamu binası örneği
Design and regional analysis of a renewable energy-supported microgrid: a publi̇c building example
- Tez No: 933120
- Danışmanlar: PROF. DR. SUNAY TÜRKDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Günümüzde üretilen elektrik enerjisinin büyük bölümü fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil kaynaklardan üretilen elektrik enerjisi hava kirliliği ve küresel ısınmayla birlikte ekolojik sisteme zarar vermektedir. Fosil yakıtların tükenebilir nitelikte enerji kaynaklarından olması, yenilenebilir enerji kaynaklarının ise tükenme gibi bir sorununun olmaması, çevresel faktörlerde göz önünde bulundurulduğunda yenilenebilir enerjiyi popüler hale getirmiştir. Fakat yenilebilir enerji kaynaklarının doğasından kaynaklanan süreklilik probleminin giderilmesi amacıyla şebekeye bağlı ve ada modunda kullanılabilen hibrit yenilebilir enerji sistemleri kullanılmaktadır. Kamu binalarının tüm yaşam dönemi düşünüldüğünde, enerji tüketimi en büyük maliyete sahip kalemlerden biridir ve enerji kullanımında yapılacak iyileştirmeler binanın yaşam dönemi masraflarının da büyük ölçüde azalmasını sağlayarak ülke ekonomisine önemli katkılarda bulunacaktır. Bu çalışmada Bursa ilinde referans alınan ve enerji ihtiyacı enterkonnekte sistem vasıtasıyla konvansiyonel enerji kaynaklarından sağlanan Bursa Büyükşehir Belediyesi Ek Hizmet Binasının enerji ihtiyacının hibrit yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak karşılanması, mevcut enerji kaynaklarının potansiyelleri dikkate alınarak en uygun hibrit güç üretim sisteminin belirlenmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada öncelikli olarak kamu binasının otomatik sayaç okuma sistemi (OSOS) üzerinden elektrik tüketimleri anlık bir şekilde reel olarak belirlenmiş ve kamu binasına ait yük profili hazırlanmıştır. Çalışma kapsamında kamu binası SketchUp programında üç boyutlu olarak modellenerek Skelion programı ile gölgelenme ve performans analizleri dikkate alınarak optimum PV panel yerleşimleri yapılmıştır. Bu çalışmada simülasyon, optimizasyon ve duyarlılık analizleri HOMER yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.İlk olarak, şebekeye enerji satışının yapılmadığı ve yalnızca öz tüketimin dikkate alındığı senaryolar analiz edilmiştir. İkinci olarak, üretilen fazla enerjinin şebekeye satıldığı, diğer bir ifadeyle mahsuplaşma yönteminin ele alındığı, bunun yanında farklı coğrafyalarda bulunan ve benzer özelliklere sahip kamu binaları için gerçekleştirilen analizler ile aylık ve yıllık mahsuplaşma gibi senaryolar değerlendirilmiştir. Üçüncü olarak, kamu binasına ait yük profiline elektrikli araç şarj istasyonlarının entegre edilmesi durumunda, enerji ihtiyacının hibrit yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılanması yönünde kapsamlı analizler yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda dağıtım şirketinden 1 kWh elektrik enerjisi alış bedelinin 0,127$ olduğu dikkate alındığında şebekeye enerji satışı yapılamayan kamu binalarında elektrik enerjisi birim fiyatının 0, 0748 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına % 41,10 daha ucuza elde edildiği, tasarlanan hibrit enerji sisteminde üretilen fazla elektriğin şebekeye geri satılması yönünde yapılan incelemede elektrik enerjisi birim fiyatının 0,0387 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına % 69,52 daha ucuza elde edildiği, ayrıca % 54,6 oranında daha temiz bir enerji elde edileceği, aynı özellikteki kamu binasının farklı coğrafyalarda yapılan analizlerde Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlasında (GEPA) verilen güneş ışınım değerleri ile uygun sonuçlar elde edildiği bölgeler arasında %50 oranında enerji birim fiyatında azalma olduğu, hibrit enerji sistemine dahil edilen elektrikli araç şarj istasyonları ile oluşturulan modelde elektrik enerjisi birim fiyatının 0,0440 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına %65,35 daha ucuza elde edildiği görülmüştür
Özet (Çeviri)
A significant portion of the electricity produced today is derived from fossil fuels. Electricity generation from fossil fuels contributes to air pollution, global warming, and the resulting effects of climate change, there by harming the ecological system. The decreasing lifespan and eventual depletion of fossil fuels, coupled with the inexhaustible nature of renewable energy sources, have made renewable energy increasingly popular. However, to address the intermittency issues inherent in renewable energy sources, hybrid renewable energy systems capable of operating in both grid-connected and islanded modes are utilized. Over the life cycle of public buildings, energy consumption constitutes one of the largest cost components. Improvements in energy usage can significantly reduce life cycle costs, there by making substantial contributions to the national economy. In this study, the energy demand of the Bursa Metropolitan Municipality Additional Service Building, located in Bursa and currently supplied by conventional energy sources via the interconnected grid, was analyzed with the aim of meeting this demand using hybrid renewable energy sources. The study focused on determining the most suitable hybrid power generation system by considering the potentials of existing energy resources. Initially, the real-time electricity consumption of the public building was determined through its Automatic Meter Reading System (AMRS), and the load profile of the building was prepared. The building was modeled in three dimensions using the SketchUp software, and optimal placements of photovoltaic (PV) panels were determined using the Skelion software, considering shading and performance analyses. Simulation, optimization, and sensitivity analyses of the hybrid energy systems designed in this study were performed using HOMER software. First, scenarios where energy sales to the grid were not allowed, and only self-consumption was considered were analyzed. Second, scenarios where surplus energy was sold to the grid, essentially evaluating net metering, were analyzed along with scenarios of monthly and annual net metering for similar public buildings located in different geographical regions. Third, comprehensive analyses were conducted on meeting the energy demand of the public building with hybrid renewable energy sources in scenarios where electric vehicle charging stations were integrated into the building's load profile. In the studies conducted, considering that the purchase price of 1 kWh of electricity from the distribution company is $0.127, it was calculated that the unit price of electricity in public buildings where energy cannot be sold back to the grid is $0.0748, resulting in 41.10% cheaper electricity per kWh. In the analysis regarding the resale of excess electricity produced in the designed hybrid energy system back to the grid, the unit price of electricity was calculated as $0.0387, providing electricity at 69.52% lower cost per kWh, along with 54.6% cleaner energy. Additionally, in the analyses conducted for similar public buildings in different geographic locations, regions that showed compatibility with the solar radiation values given in Turkey's Solar Energy Potential Atlas (SEPA) experienced a 50% reduction in unit energy prices. In the model that included electric vehicle charging stations as part of the hybrid energy system, the unit price of electricity was calculated as $0.0440, indicating a 65.35% reduction in the cost of electricity per kWh.
Benzer Tezler
- Yenilenebilir enerji destekli elektrikli araç şarj istasyonları için yük tarafı talep yönetiminin akıllı kontrol yöntemleri ile geliştirilmesi
Implementation of a load side demand management with intelligent control methods for renewable energy supported electric vehicle charging stations
HASAN MERAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY BAYRAK
- 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
OBED NKURIYINGOMA
Doktora
İngilizce
2024
EnerjiKocaeli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
- Mikro şebeke uygulamalarında evirici kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi
Development of inverter control methods for microgrid applications
DOĞAN ÇELİK
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİN MERAL
- Talep tarafı yönetimi kullanılarak konutlar için merkezi batarya veya elektrikli araç bataryası ile desteklenen PV güç sisteminin boyutlandırılması,enerji yönetimi ve ekonomik analizi
Sizing, energy management and economic analysis of PV powered micro grid with community battery or ev battery storage considering demand response
GÜL FERAY SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KIVANÇ BAŞARAN
- Yapay zeka tabanlı bara diferansiyel koruma sistemi
Artificial intelligence based busbar differential protection system
EMRE ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU