Geliştirilen yeni bir yazılım ile rüzgar ve güneş enerji sistemlerinin analizi ve uygulaması
Development of a novel software for analysis   and application in wind and solar energy systems
Yazar: TELAT TÜRKYILMAZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET KURBAN
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Enerji üretiminde fosil yakıtlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yakıtların kullanımı ile birlikte çevre kirliliği,  iklim değişiklikleri, oksijen azalması, asit yağmurları, ozon tabakası delinmesi ve petrol savaşları gibi birçok olumsuz sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Fosil yakıt rezervlerinin sınırlı olması ve azalması maliyetleri de yükseltmektedir. Bu nedenle rüzgar ve güneş gibi çevre dostu yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tür enerji kaynaklarından yararlanabilmek için verimli enerji yatırımlarının yapılması gerekmektedir. Enerji potansiyelinin yeterli ve düzenli olmadığı bölgelerde yapılan yatırımlar para ve zaman kaybına yol açmaktadır. 
Bu çalışmada, rüzgar ve fotovoltaik güneş enerji sistemleriyle üretilebilecek yıllık ve dönemsel enerji potansiyelini ve gelirlerini hesaplayarak enerji sistemleri kurulumuna destek olması beklenen yeni bir yazılım geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım ile; kurulan bir sistemin mevcut verilere göre ürettiği ve yapılan öngörü hesaplamaları ile üretebileceği enerji potansiyeli tahmin edilebilecektir. Sistem kurulumunun maliyeti oluşturulan yazılım veri tabanından seçilen elemanlar kullanılarak hesaplanabilecektir. Program, sistem veri tabanında bulunmayan özel maliyet çeşitlerinin veri tabanına eklenmesini sağlayabilecek nitelikte geliştirilmiştir. 
Geliştirilen bu yeni yazılımla Bilecik ilinin Pazaryeri ilçesinde 2 MW kapasiteli rüzgar ve fotovoltaik güneş enerjisi sistemlerinin yatırım hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalar sonucunda 2 MW kapasiteli Vestas V80 marka rüzgar türbini ile elde edilebilecek yıllık enerji miktarı 1.439.581,50 kWh olarak bulunmuştur. 8000 adet ASW250 fotovoltaik panel kullanılarak elde edilen 2 MW kapasiteli güneş enerjisi  sisteminden elde edilebilecek yıllık enerji miktarı 2.560.482,56 kWh olarak bulunmuştur. Rüzgar ve fotovoltaik güneş enerji sistemleri toplamda 2 MW kapasitede hibrit olarak kullanıldığında ise 2.000.032,03 kWh enerji üretilebildiği hesaplanmıştır. Yazılım bulgularına göre; çalışmada ele alınan güç değerleri baz alındığında seçilen bölge için fotovoltaik güneş enerji sisteminin bağımsız kullanılmasının daha verimli olabileceği görülmüştür.
Rüzgar ve fotovoltaik güneş enerji sistemleri için hesaplanan enerji üretimlerinin birbirine yakın miktarlarda olması durumunda bu sistemlerin birlikte kullanılması süreklilik ve verimlilik yönünden daha faydalı olabilmektedir. Bu amaçla; geliştirilen yazılımın rüzgar ve fotovoltaik güneş enerji kaynaklarının birlikte veya bağımsız kullanım tercihlerinin yapılmasına ve verimli enerji modeli seçilmesine destek olması beklenmektedir.

Abstract:
Fossil fuels are widely used in energy production. With the use of these fuels, there are many negative consequences such as environmental pollution, climate changes, oxygen depletion, acid rain, ozone depletion and oil wars. The limited and decreasing fossil fuel reserves also increase costs. Therefore, environmentally friendly inexhaustible energy sources such as wind and sun are needed. In order to benefit from such energy sources, efficient energy investments should be made. Investments made in regions where energy potential is not sufficient and regular cause money and time loss. 
In this study, a new software is developed which is expected to support the installation of energy systems by calculating the annual and periodic energy potential and revenues that can be produced with wind and photovoltaic solar energy systems. With the developed software; the energy potential produced by an established system based on the available data and the forecasting calculations can be estimated. The cost of system installation can be calculated using the elements selected from the software database created. The program has been developed in such a way that special cost types not found in the system database can be added to the database.
With this new software developed, investment calculations of 2 MW wind and photovoltaic solar energy systems were made in Pazaryeri district of Bilecik province. As a result of these calculations, the annual energy amount that can be obtained with the Vestas V80 wind turbine with a capacity of 2 MW has been found as 1.439.581,50 kWh. The annual amount of energy that can be obtained from the 2 MW solar energy system obtained by using 8000 ASW250 photovoltaic panels has been found as 2.560.482,56 kWh. When wind and photovoltaic solar energy systems are used as hybrid with a total capacity of 2 MW, it is calculated that 2,000,032,03 kWh of energy can be produced. According to the software findings; based on the power values discussed in the study, it has been seen that it may be more efficient to use the photovoltaic solar energy system independently for the selected region.
In the case that the energy production calculated for wind and photovoltaic solar energy systems are close to each other, the use of these systems together may be more advantageous in terms of continuity and efficiency. For this purpose; the developed software is expected to support the use of wind and photovoltaic solar energy sources together or independently and the selection of an efficient energy model.