Endüstriyel uygulamalar için optimal yeşil enerji yönetimi
Optimal green energy management for industrial applications
- Tez No: 952740
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NADER JAVANI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Şebekeden bağımsız endüstriyel tesisler için sürdürülebilir enerji çözümleri geliştirmek, yeşil enerji dönüşümünün temel hedeflerindendir. Bu çalışma, Azerbaycan'ın Ümid bölgesindeki bir üretim tesisi için en uygun hibrit yenilenebilir enerji sistemi (HRES) konfigürasyonunu HOMER Pro yazılımı ile belirlemeyi amaçlamaktadır. Fotovoltaik (PV) paneller, rüzgar türbinleri, dizel jeneratör, biyokütleden sentez gazı üreten jeneratör (BSG) ve hidrojen alt sistemini (yakıt hücresi, elektrolizör, hidrojen tankı) de içeren yedi farklı sistem konfigürasyonu (K1–K7), CO₂ emisyon cezası (0 ve 15 $/ton), biyokütle maliyeti, gazlaştırma oranı ve bu biyokütleden elde edilen sentez gazı LHV'si gibi değişkenlere yönelik duyarlılık analizlerine tabi tutulmuştur. Sonuçlara göre, fotovoltaik paneller, rüzgar türbinleri ve sentez gazı jeneratörünü birleştiren K1 sistemi, 0,240–0,260 $/kWh aralığındaki LCOE değeri ve çok düşük CO₂ emisyonu (756–1177 kg/yıl) ile en dengeli performansı sunan optimal çözüm olarak öne çıkmıştır. K2, K3 ve K5 sistemleri, güneş veya rüzgar gibi tek bir yenilenebilir kaynağa dayalı hibrit sistemler olarak incelenmiş, kaynak çeşitliliğinin azlığı nedeniyle genellikle daha yüksek maliyetli bulunmuştur. Benzer maliyetli K4 dizel hibriti yüksek emisyonları, tamamen yenilenebilir K7 sistemi ise çok yüksek LCOE değeri (0,513 $/kWh) nedeniyle daha az uygun bulunmuştur. Hidrojen alt sisteminin, yenilenebilir enerji fazlasını depolayarak ve ihtiyaç anında kullanarak sistem esnekliğini artıran stratejik bir rol üstlendiği görülmüştür. Duyarlılık analizleri, CO₂ cezasının dizel ve ya sentez gazını yakıt olarak kullanan sistemlerin maliyetini artırdığını ve biyokütle/sentez gazı maliyetinin ve kalitesinin sentez gazı jeneratörlü sistemlerin performansını doğrudan etkilediğini doğrulamıştır. Ayrıca, yenilenebilir ağırlıklı sistemlerin ürettiği yüksek orandaki fazla elektriğin yönetiminin, ekonomik fizibilite için kritik olduğu saptanmıştır. Bu çalışma, yerel kaynaklara dayalı esnek hibrit sistemlerin, endüstriyel uygulamalarda sürdürülebilir enerji yönetimi için güçlü bir alternatif olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Developing reliable, economical, and environmentally sustainable energy solutions for off-grid industrial facilities is a primary goal of the green energy transition. This study aims to determine the most suitable hybrid renewable energy system (HRES) configuration for a manufacturing facility in the Ümid region of Azerbaijan using the HOMER Pro software. Seven different system configurations (K1–K7), incorporating photovoltaic (PV) panels, wind turbines, diesel generator, biomass-fueled syngas generator (BSG), and hydrogen subsystem (fuel cell, electrolyzer, hydrogen tank), were modeled under various sensitivity scenarios, including CO₂ emission penalties (0 and 15 $/ton) and key biomass parameters (cost, gasification ratio) and biomass based syngas parameters (LHV). According to the results, the K1 system, which combines photovoltaic panels, wind turbines, and a syngas generator, emerged as the optimal solution offering the most balanced performance, with a Levelized Cost of Energy (LCOE) in the range of 0.240–0.260 $/kWh and very low CO₂ emissions (756–1177 kg/year). In contrast, hybrid systems with limited resource diversity (K2, K3, and K5) were generally found to be more costly. The K4 diesel hybrid, despite a similar LCOE, was deemed less suitable due to its high emissions, while the fully renewable K7 system proved economically unviable with its very high LCOE of 0.513 $/kWh. The hydrogen subsystem was observed to undertake a strategic role, enhancing system flexibility by storing excess renewable energy and utilizing it when needed. The sensitivity analyses confirmed that CO₂ penalties increase the cost of carbon-emitting systems, while biomass quality and cost are determinant factors for the performance of syngas-based configurations. Furthermore, the management of the high percentage of excess electricity generated by renewable heavy systems was identified as a critical factor for economic feasibility. This study reveals that flexible hybrid systems based on local resources present a strong alternative for sustainable energy management in industrial applications.
Benzer Tezler
- Yeşil tedarik zinciri yönetiminin yeşil performans ve rekabet gücü üzerindeki etkisi
The effects of green supply chain management on green performance and firm competitiveness
MELTEM ÖZYILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİZAMETTİN BAYYURT
- Dimanganesedecacarbonyl catalyzed visible light induced ambient temperature depolymerization of poly(methyl methacrylate)
Dimanganezdekakarbonil katalizli görünür ışık bölgesinde ve oda sıcaklığında poli(metilmetakrilat) depolimerizasyonu
ZEYNEP ARSLAN TANGÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Using nitrogen-vacancy center diamond as a quantum sensor for magnetic anomaly detection
Azot-boşluk merkezli kuantum elmas sensörler ile manyetik anomali tespiti
ÖMERTAHA GÜNGÖR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ GELİR
- Görünür ışıkla kablosuz yeşil haberleşme sistemleri
Wireless green communication systems with visible light
DİLEK ŞENYER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
YRD. DOÇ. DR. NUMAN ÜNALDI
- g-C3N4 destekli bimetalik sülfür nanokompozitlerinin fotokatalitik H2 üretiminin incelenmesi
Investigation of photocatalytic H2 production of g-C3N4 supported bimetallic sulfide nanocomposites
SERPİL KİSBET