YENİLENEBİLİR ENERJİLİ HİBRİT ENERJİ SANTRALLERİNİN MODELLENMESİ VE ANALİZİ

Abstract

Dünya'da artan nüfus, şehirleşme, sanayileşme ve teknolojinin yaygınlaşmasıyla beraber enerji tüketimi sürekli artış göstermektedir. Artan enerji talebi karşısında yenilenebilir kaynaklardan enerji elde etmek ülkelerin temel hedefi olmuştur. Küresel ısınma sorunu Dünya'da her geçen gün büyümektedir. Şirketler, zararlı emisyonları sınırlandırmak ve mümkün olduğunca azaltmak için yenilenebilir enerji yatırımlarına hız vermektedir. Bu tez çalışması Türkiye'deki yenilenebilir enerji ve yenilenebilir enerjili hibrit enerji santrallerine odaklanmıştır. Bu çalışmada güneş ve rüzgar enerjisinin verimli kullanımını sağlayacak bir sistem tasarlanmıştır. Bazı durumlarda, elektrik şebekesine bağlı olmayan tesislerin elektrik enerjisi talebi de karşılanmalıdır. Bu amaçla, güneş-rüzgar-dizel temelli hibrit enerji santrali şebeke bağlantısız (grid-off) ve şebeke bağlantılı (grid-on) durumları için incelenmiştir. Her iki durum için de sistem güvenilirliğini arttırmak için dizel generatör kullanılmıştır. Şebeke bağlantısız durum için ilaveten akü grubu kullanılmıştır. Sistemlerin analizleri için HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) yazılımı kullanılmıştır. HOMER ile teknik ve finansal açıdan değerlendirmeler yapılmıştır. Elazığ ili için HOMER ile modellenmiş olan hibrit sistemlerin simülasyon ve optimizasyon analizleri yapılmıştır. Ayrıca sitemlerin çevreye etkileri de değerlendirilmiştir. Sonuç olarak şebeke bağlantılı sistemin, enerji maliyetinin şebeke bağlantısız sisteme göre çok az fazla olmasına rağmen sermaye maliyetinin yaklaşık üç kat daha ucuz olması nedeniyle daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca şebeke bağlantılı sistem enerji sürekliliği açısından da daha güvenilirdir. Çalışmada şebekeye bağlı klasik sisteme hibrit sistemin etkisi de ayrıca değerlendirilmiş ve hibrit sistemin ekonomik açıdan ve güvenilirlik açısından üstün olduğu görülmüştür.

With the increasing population, urbanization, industrialization and spread of technology in the world, energy consumption is constantly increasing. In the face of increasing energy demand, the main objective of countries is to obtain energy from renewable sources. The problem of global warming is growing day by day in the world. Companies are accelerating their renewable energy investments to limit and reduce as much as possible harmful emissions. This thesis is focused on renewable energy and hybrid renewable energy power plants in Turkey. In this study, a system was designed to provide efficient use of solar and wind energy. In some cases, the demand for electrical energy from facilities not connected to the electricity grid should also be met. For this purpose, solar-wind-diesel based hybrid power plant was investigated for grid-off and grid-on situations. In both cases, a diesel generator is used to increase system reliability. In addition, the battery pack is used for the non-mains connection. HOMER (Hybrid Optimization Model for Electric Renewables) software was used for the analysis of the systems. Technical and financial evaluations were made with HOMER. Simulation and optimization analyzes of hybrid systems modeled with HOMER for Elazığ province were performed. In addition, environmental impacts of the systems were evaluated. As a result, the grid-on system was found to be better because the cost of capital was about three times cheaper, although the energy cost was slightly higher than the grid-off system. The grid-on system is also more reliable in terms of energy continuity. In this study, the effect of hybrid system on grid-on classical system was also evaluated and it was found that hybrid system was superior in terms of economy and reliability.