Elektrikli araç bataryalarının akıllı şebekeler kapsamında depolama ünitesi olarak yeniden değerlendirilmesi
Reusing electric vehicle batteries in storage units for smart grid concept
Yazar: SAİD MİRZA TERCAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERDİN GÖKALP ; DOÇ. DR. BÜLENT VURAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; Enerji depolama sistemi = Energy storage system

Özet:
Gün geçtikçe artan enerji ihtiyacını daha temiz ve verimli bir şekilde karşılamak için ülkemizde ve dünyada yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bu amaçla rüzgâr ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynakları, enerji üretiminde önemli yeni alternatifler olmuştur.  Bunun yanında zararlı sera gazı salınımına sebep olan ulaşım sektöründe, sıfır salınımlı ve yüksek verimli elektrikli araçların (EA) kullanılması bir çözüm olarak düşünülmektedir. Büyük boyutta bataryalara sahip olan EA'lar, rüzgâr ve güneş gibi sürekli olmayan enerji kaynaklarının kullanım olanağını arttırabileceği gibi bu kaynakların şebekeye bağlanmasında yaşanan problemlerinin de ortadan kaldırılmasına destek olabilecektir. Bununla birlikte batarya fiyatlarının yüksek oluşundan ötürü EA'lar gerektiği kadar yaygınlaşamamaktadırlar. EA bataryalarının ikincil kullanım ile değerlendirilmesi bu iki soruna aynı anda çözüm sunan bir uygulama olacaktır. Bu sayede batarya fiyatları azalacağı gibi YEK üretimini dengeleyebilecek ucuz enerji depolama üniteleri ortaya çıkacaktır. Batarya üreticileri, kullanıcılar ve Birleşik Devletler-ABD gelişmiş batarya birliği (USABC) bataryanın EA için yeterli menzil ve hızlanma sağlayamadığında araçtan söküleceği ve başlangıçtaki kapasitesinin yaklaşık %80 civarında enerji depolama kapasitesinin kalacağını öngörmüşlerdir. Şu anki EA satışlarına bakıldığında yüksek miktarda bataryanın önümüzdeki yıllar içinde araçlardan çıkacağı ifade edilebilir. EA bataryalarının ikincil kullanımı son yıllarda önemli çalışma konularından biridir. İkinci kullanımda farklı alanlar için bataryaların yaşlanması, batarya performansı, enerji maliyetine etkileri gibi konularda araştırmalar devam etmektedir. Ancak bahsi geçen konular üzerine yeterince çalışma yapılmamıştır. Bu tez kapsamında kapasitesi yaklaşık %10 azalmış bir test bataryası temin edilmiş evsel yükler için ikinci kullanımda bataryanın yaşlanması, performansı, enerji maliyeti tez çalışmaları süresince izlenmiş ve sonuçlar değerlendirilerek analiz edilmiştir.

Abstract:
Many studies have been conducted in our country and in the world to overcome gradually increasing energy demand. Cleaner energy production and lower emission has taken into account. Renewable energy resources (RER) like wind, sun which has no limit and no negative impact on environment has been good alternative in energy production. Moreover, electric vehicle (EV), which is higher efficient and less emission, is also good solution considering big contribution of emission caused by transportation. However, RER integration takes long time because its intermittent nature makes connection difficult. Additionally, EVs are not getting popularity as expected because of high battery price. Reusing discarded EV batteries is offered to solve two problems at the same time. Accordingly, reusing batteries of EVs have provided cheap energy storage units in order to stabilize RER production. Battery producers, users and USABC have agreed on the residual capacity of vehicle batteries is around %80 when discarded from the EVs because of insufficient capacity for range. In near future, there will be many second life EV batteries according to present EV sales. Second use of EV batteries has been important issue for more than years. Many studies are continued to test the second life of EV batteries for battery degradation, performance, impacts on energy costs. In this project, performance and degradation of aproximately %10 degraded EV test battery and its impacts on energy costs are monitored during the project when feeding a house loads which is integrated with RER. Second life electric vehicle batteries (2LEVb), which are discarded from vehicle after their capacity decreases to %80, are no longer to serve mobility. However they can still have much more energy capacity and 2LEVb can be an alternative energy storage solution. In this study, 2LEVb are used to support residential energy demands. Thus 2LEVb are used specific time in a day for optimizing energy consumption considering power curve and cost of energy. Such as 2LEVb is charged during off-peak tariff, and discharged in peak time. The obtained result of this study shows that %35 daily energy consumption of residential house is supported by 2LEVb, which decrease %28 of the energy bill. Besides, degradation of 2LEVb for seven years is %1. Proposed study realized with MatLab&Simulink environment.