Rüzgar santrallerinin melez elektrik sistemine entegrasyonu ve ekonomik analizi

Abstract

Enerji, ekonomik ve sosyal kalkınmanın en önemli öğelerinden birisidir. Fosil enerji kaynaklarının sınırlı olmaları ve çevresel zararlarından dolayı insanlar, yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarına yönelmiştir. Rüzgar enerjisi de uygulama alanları ile yenilenebilir enerji kaynakları arasında öne çıkmaktadır. Bu çalışma kapsamında, rüzgar enerjisi ve rüzgar türbinleri ile elektrik üretimi hakkında bilgi verilmiş olup, rüzgar enerjisinin şebekeye entegrasyonu ve şebeke üzerindeki olumsuz etkileri anlatılmaktadır. Rüzgar enerjisinin şebekeye entegrasyonunda oluşabilecek olumsuz etkileri azaltmak için kullanılan yöntemlerden biri olan hibrit enerji santrali uygulaması Başkent Üniversitesi Mühendislik Fakültesi için HOMER programı yardımıyla modellenmiştir. Mevcut yük ve iklimsel özelliklere göre rüzgar – güneş ve yakıt pilinden oluşan şebekeden bağımsız bir konfigürasyon ile rüzgar ve güneş enerjisinden oluşan şebeke bağlantılı bir konfigürasyon optimum sistem olarak öne çıkmıştır. Yapılan analizlerde, yükün yenilenebilir enerji kaynakları tarafından en büyük oranda beslenebildiği ve en düşük maliyetli sistem olan rüzgar ve güneş enerjisi bileşenlerinden oluşan şebeke bağlantılı sistem, 1,28 Milyon ABD Doları toplam maliyeti ve 0,107 ABD Doları/kWh enerji maliyetine sahiptir. Söz konusu sistemde mevcut yük %56 oranında güneş enerjisi, %24 oranında rüzgar enerjisi tarafından beslenmekte, kalan %20'lik kısım ise şebeke tarafından karşılanmaktadır.

Energy is one of the major component of the economical and social development. Since fossil fuels are both limited source and environmentally hazardous, people have turned towards usage of renewable and clean energy sources recently. Wind energy, with its applications, became prominent within the renewable energy sources. In the scope of this study, not only wind energy and electricity production by wind turbines are explained but also main challanges and adverse impacts of wind energy integration to the grid are explained. Hybrid renewable power plant which is a method used for reducing the disadvantages of wind energy integration to the grid was modelled for Başkent University by the HOMER software. According to the current load and wind-solar characteristics, the optimum configurations are pv-wind grid connected system and pv-wind-fuel cell stand alone system. Aiming of maximum renewable fraction and lowest cost, results gave wind – pv grid connected system is a clean and cost effective option with comparable energy costs which has 1,28 Million US Dollar for whole system and 0,107 USD per kWh, in addition to this the load is supplied 56% by PV, 24% by wind turbines and 20% by grid.