Düzce ilinde tipik bir konut için rüzgar-güneş hibrit enerji sistemlerinin modellenmesi

Abstract

Ülkemizde elektrik enerjisi fiyatları hızlı nüfus artışı ve ekonomik büyüme nedeniyle her yıl önemli miktarda artış göstermektedir. Elektrik santrallerinde üretilen enerjinin birincil kaynakları fosil yakıtlar olup bu yakıtların büyük bir kısmı ithal edilmektedir. Üretilen elektrik enerjisinin hemen hemen yarısı doğal gaz çevrim santrallerinde üretilir. Bu da maalesef enerjide dışa bağımlılığın önemli bir göstergesidir. Oysa ülkemiz yenilenebilir enerji potansiyeli açısından yeterli ve kullanılabilir zenginliğe sahiptir. Bu potansiyelin önemli bir kısmı son zamanlarda ticari amaçlı yenilenebilir enerji yatırımları ile değerlendirilmektedir. Bununla birlikte bu potansiyelin kullanılmayan kısmı ise nüfusun yoğun olduğu yerlerde ve kırsal kesimlerde 1-10 kW aralığında anma gücüne sahip şebekeden bağımsız veya bağlı yenilenebilir sistemler kullanılarak değerlendirilebilir. Bu tür sistemlerin ekonomik olabilmesi için yüklerin gün içerinde uygun biçimde dağıtılarak üretim ve tüketim arasındaki güç dengesinin sağlanması gerekir. Üretilen güç ile tüketilen gücün belirlenen periyodik süre içinde dengelenmesinin bir yolu ayrık optimizasyon probleminin çözümü ile mümkündür ve bu çözüm belirli bir lokasyon için verilen kısıtları sağlayan bir model ile yapılabilir. Bu tezde Düzce ili özelinde belirlenen bir lokasyonda tipik bir konutun elektriksel enerji ihtiyacını en ekonomik biçimde karşılayan şebekeden bağımsız küçük güçlü yenilenebilir bir sistemin modellenmesi üzerine çalışılmıştır. Önerilen modelde rüzgâr hızı ve ışınım seviyesi gibi meteorolojik veriler esas alınarak salt rüzgâr türbinli (RT), salt fotovoltaik (FV) ve RT-FV hibrit sistemin mukayeseli ekonomik performansı ele alınmıştır.

Energy prices gradually increase in Turkey every year due to rapid population and economic growths. The primary sources of electrical power generated in power stations are fossil fuels and major part of them is imported. The half of power generated in Turkey is produced by the natural gas combined cycle power plants. This is unfortunately a typical indication of the foreign energy dependency however Turkey is comparatively rich in renewable energy potential. Recently the significant portion of this potential has commercially been utilized by renewable energy investments. Besides, the remainder of this potential can be seized on using on-grid or off-grid renewable systems ranging from power ratings of 1 to 10 kW in high populated and rural areas. Power balance between generation and consumption should be done for these systems to be economic by properly shifting the loads within the day. One way to balance generation and consumption in a specified period is possible to solve a discrete optimization problem and the solution can be achieved by a model satisfying the given constraints in a certain location. In this thesis, the modelling of a low power off-grid renewable system economically meeting power demand for a typical residential building in a location specifically for Düzce is studied. The proposed model also handles comparative performances of wind turbines (WT) alone, photovoltaic (PV) panels alone and hybrid WT-PV systems on the basis of meteorological data.