Vanadyum redoks akış batarya sisteminin Türkiye'de bulunan güneş enerji santraline entegresinin teknik ve ekonomik analizi
Technical and economic analysis of integrating a vanadium redox flow battery system into a solar power plant in Turkey
- Tez No: 975059
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLŞAH ELDEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Vanadyum Redoks Akış Bataryası, Güneş Enerjisi, Yenilenebilir Enerji Entegrasyonu, Enerji Depolama, Frekans Regülasyonu, Ekonomik Analiz, Enerji depolama sistemi, Vanadium Redox Flow Battery, Solar Energy, Renewable Energy Integration, Energy Storage, Frequency Regulation, Economic Analysis, Energy storage system
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yenilenebilir enerji kaynakları doğaları gereği aralıklı üretim yaparak şebekede gerilim ve frekans dalgalanmalarına, dolayısıyla da güç kalitesinde sorunlara yol açmaktadır. Vanadyum Redoks Akış Bataryaları (VRAB), uzun çevrim ömrü, tam deşarj güvenliği, bağımsız güç ve enerji ölçeklenebilirliği ile yanıcı olmayan elektrolit içeriği sayesinde bu dalgalanmaların dengelenmesinde özellikle avantajlı bir enerji depolama teknolojisidir. Bu tez çalışmasında, VRAB sisteminin İstanbul'daki İkitelli Güneş Enerji Santrali'ne entegrasyonu teknik ve ekonomik boyutlarıyla ele alınmıştır. Ulusal Güneş Işınımı Veri Tabanından elde edilen ışınım verileri kullanılarak bir yıllık güneş enerjisi üretim verisi hesaplanmış ve gerçek üretim verileri ile doğrulanmıştır. Simülasyonda orta ölçekli bir endüstriyel tesisin şebeke davranışının gösterilmesi için dinamik yük profili modellenmiştir. Oluşturulan modelde, VRAB'nın şarj-deşarj davranışı, terminal voltajı tepkisi ve frekans regülasyon kabiliyeti analiz edilmiştir. Yıllık ve mevsimsel enerji üretim-depolama dengesine dayanarak, modelleme için uygun bir batarya konfigürasyonu seçilmiştir. Sonuçlar, VRAB sisteminin güneş enerjisi üretiminden kaynaklanan dalgalanmaları düzelttiğini, şebeke frekansını dengelediğini ve enerji sürekliliğini artırdığını göstermiştir. Ekonomik açıdan bakıldığında hem mevsimsel hem de yıllık depolama senaryoları için yatırım ve işletme maliyetleri hesaplanmış ve birim enerji başına depolama maliyeti bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Renewable energy sources, by their nature, generate intermittently, causing voltage and frequency fluctuations in the grid and thus leading to power quality issues. Vanadium Redox Flow Batteries (VRFBs), with their long cycle life, full discharge safety, independent scalability of power and energy, and non-flammable electrolyte content, stand out as a particularly advantageous energy storage technology for mitigating these fluctuations. In this thesis, the integration of a VRFB system into the İkitelli Solar Power Plant in Istanbul is examined from both technical and economic perspectives. Solar radiation data obtained from the National Solar Radiation Database was used to calculate annual solar energy generation and validated against actual production data. In the simulation, a dynamic load profile was modeled to represent the grid behavior of a medium-scale industrial facility. Within the developed model, the charging-discharging behavior of the VRFB, its terminal voltage response, and its frequency regulation capability were analyzed. Based on the annual and seasonal energy generation-storage balance, an appropriate battery configuration was selected for modeling. The results demonstrated that the VRFB system smooths out fluctuations arising from solar energy production, stabilizes grid frequency, and enhances energy continuity. From an economic perspective, investment and operating costs were calculated for both seasonal and annual storage scenarios, and the cost of storage per unit of energy was obtained.
Benzer Tezler
- An all-vanadium redox flow battery: A comprehensive equivalent circuit model and co-simulation between matlab-simulink and trnsys
Vanadyum temelli bir redoks akiş bataryası: Kapsamlı eşdeğer devre modeli ve matlab-simulink ile trnsys arasında eş zamanlı benzetim
MUHAMMED ŞAMİL YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN AYHAN YAVAŞOĞLU
- Vanadyum redoks akış bataryaları için membran geliştirilmesi ve test edilmesi
Membrane development and testing for vanadium redox flow batteries
KENAN KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MEHMET SANKIR
- Development and investigation of slurry electrodes, novel materials and membranes for tubular vanadium redox batteries
Tübüler vanadyum redoks akiş bataryalari i̇çi̇n bulamaç elektrot, yeni̇ materyal ve membranlarin araştirma ve geli̇şti̇rmesi̇
KORCAN PERÇİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL
- Vanadyum Redoks Akış Bataryasında akış kanallarının ve kanal geometrilerinin batarya içerisinde gerçekleşen ısı transferi üzerine etkileri
The effects of flow channels and channel geometries on the heat transfer in the battery in vanadium redox flow battery
İLKER KAYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞAH ELDEN
- Vanadyum redoks akış bataryalarda termal ve yapısal analiz
Thermal and structural analysis of vanadium redox flow batteries
PHIL JACQUES ALPHONSE
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLŞAH ELDEN