Mi̇kro-şebekelerdeki̇ yeni̇lenebi̇li̇r enerji̇ si̇stemleri̇ni̇n boyutlandırmasında kısa ve uzun vadeli̇ enerji̇ depolama si̇stemleri̇ni̇n etki̇si̇


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Öğrenci: Loiy Al-Ghussain

Eş Danışman: Onur Taylan

Özet:

Enerji kaynakları ve küresel ısınma, temiz ve ucuz enerji kaynaklarının bulunmasının büyük önem taşıdığı günümüz dünyasındaki en önemli kaygılar arasındadır. Fotovoltaik (PV) enerji santralleri ve rüzgâr türbinleri gibi yenilenebilir enerji sistemleri (RES) dünyanın talebini karşılama yeteneğine sahiptir; bununla birlikte, bu tür sistemlerin enerji üretimi, elektrik enerjisi talebi ile tamamen uyumlu değildir. Enerji Depolama Sistemi (ESS) ile çeşitli RES'lere sahip olmak, enerji üretimi ve enerji talebi arasındaki eşleşmeyi artıracaktır. Bu tezin amacı, bir Akdeniz adası olan Kıbrıs’ta bulunan bir üniversite kampüsü için ESS'nin boşalma derinliğini (DOD) dikkate alarak ve almayarak dört ana ESS senaryosuna sahip farklı yenilenebilir enerji mikro-şebeke (REMG) sistemlerinin boyutlarını belirlemektir; (1) ESS olmadan, (2) kısa vadeli ESS-piller, (3) uzun vadeli ESS-pompa hidro depolama sistemi (PHS), (4) hibrid kısa ve uzun vadeli ESS'ler -piller ve PHSkullanarak önerilen sistemlerden elektrik enerjisi üretim maliyeti (COE)’ni yerel tarife eşit veya daha düşük tutarak yıllık RES oranını (FRES) azami seviyeye çıkarmaktır. Ayrıca bu çalışma, belirtilen amaca ulaşmak için farklı RES'lere sahip en iyi ESS boyutlandırma yöntemlerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Buna ek olarak, elde edilen sonuçların meteorolojik verilerin ve elektrik talep dengesinin değişimine olan duyarlılığını belirlemek için modellerin hassasiyet analizleri yapılmıştır. Bununla birlikte, hibrid sistemleri de içeren farklı ESS senaryolarının ve DOD değerlerinin COE, FRES, talep karşılama oranı (DSF) ve PV, rüzgâr, PV/rüzgâr hibrid sistemlerinin uygulanabilir boyutları üzerindeki etkileri incelenmiştir. COE’nin şebeke tarifesine eşit ya da düşük olduğu sonuçlar incelendiğinde, 4.19 MW PV, 8 MW rüzgâr türbini ve 89.51 MWh PHS’ten oluşan hibrid sistemin incelenen RES'ler arasında %88,04 ile en yüksek FRES oranın verirken 3.44 MW PV, 8 MW rüzgâr türbini, 833 kWh pil ve 89.51 MWh PHS’ten oluşan hibrid sistemin %80,74 ile en yüksek DSF oranını verdiği belirlenmiştir. Üstelik sonuçlar ESS'nin RES’lere dâhil edilmesinin, RES'lerin ekonomik ve teknik parametrelerini etkilediğini göstermektedir. Bu etkiler RES türü, ESS tipi ve RES kapasitesine göre değişmektedir. Dahası, sonuçlar ESS'nin DOD değerinin, en iyi ESS boyutlandırma yöntemlerinin belirlenmesini ve RES'nin ekonomik ve teknik parametrelerini etkileyen önemli bir parametre olduğunu göstermektedir.