Hibrit enerji sistemlerinde boyutlandırma
Sizing of hybrid energy systems
Yazar: ONUR DEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ASLAN İNAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Güneş modeli = Solar model ; Güneş paneli = Solar panel ; Hibrit enerji = Hybrid energy ; Optimizasyon = Optimization ; Rüzgar enerjisi = Wind energy

Özet:
Bu çalışmanın amacı yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip küçük güçlü hibrit enerji sistemlerinin ekonomik boyutlandırılmasıdır. Çalışmada hibrit enerji sistemi rüzgar türbinleri, solar panel grupları, batarya grupları ve dizel jeneratörlerden oluşmaktadır. Gerekli enerjiyi sağlayabilmek için hangi şekillenmenin ekonomik olduğu incelenmiştir. Boyutlandırmak amacıyla geliştirilen algoritma Matlab'da kodlanmıştır. Örnek uygulamada Çanakkale bölgesinin rüzgar hız, solar radyasyon ve sıcaklık verisi kullanılmıştır. Çalışmada rüzgar enerjisinin mi yoksa solar enerjinin mi daha ekonomik olacağı veya sistemde dizel jeneratörün ekonomik olup olmayacağı gibi durumlar göz önüne alınmıştır.Boyutlandırma da iteratif yaklaşım düşünülmüştür ve gerekli veriler algoritmaya dahil edilmiştir. Sisteme rüzgar türbinleri, solar panel grupları, batarya grupları ve jeneratörler girilmiş ve algoritma çalıştırıldıktan sonra hangi şekillenmenin daha ekonomik olduğu görülmüştür. Ayrıca algoritma dizel jeneratörlerin yüklenme standartlarını sağlayıp sağlamadığını kontrol etmektedir. Standart dışı yüklenme gösteren jeneratör algoritma tarafından seçilmemektedir.Proje boyuncaki tüm maliyetler şimdiki değere indirgenmiştir ve her sistemin bugünkü toplam net maliyetleri uygulama içinde hesaplanmaktadır.Ayrıca farklı şekillenmeler de denenmiştir ve aralarında ki birim enerji başına düşen maliyet farkları ortaya konulmuştur.Giriş bölümünde yenilenebilir enerji kaynakları tanıtılmıştır.Gelişme bölümünde ise rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, dizel jeneratörler, bataryalar ve hibrid enerji sistemleri tanıtılmıştır.Algoritmanın kısıtları, giriş verileri, nasıl çalıştığı, nasıl bir yaklaşımla ekonomik sistemi seçtiği ve verilerin nasıl bir formatta olması gerektiği 8. bölümde anlatılmıştır. Ayrıca rüzgar türbinlerinin, solar panel gruplarının, batarya gruplarının ve dizel jeneratörlerin nasıl modellendiği de bu bölümde anlatılmaktadır.Dizel jeneratörlerin yüklenme standartları ve algoritmada bu standartların nasıl yer bulduğu açıklanmıştır.Örnek bir uygulama düşünülmüştür ve gerekli sistem türbin, panel, batarya ve jeneratör verileri girildikten sonra talep edilen yükü karşılamak için ekonomik şekillenme elde edilmiştir. 9. bölümde detayları açıklanmıştır.Sonuçlar ve öneriler kısmında ise yapılan analizler yorumlanmış ve yapılabilecek çalışmalardan bahsedilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to size small hybrid energy systems which have renewable energy. In this study, hybrid energy system has wind turbines, solar panel groups, battery groups and diesel generators. We will search which configuration is economical to provide necessary load. A Matlab algorithm is developeded to size the system. Wind speed data, solar radiation data ve temprature data of Çanakkale are used for sample application. It is searched that if wind energy or solar energy is economical and also if usage of diesel generator is economical.Iterative approach is used for sizing study. Necessary inputs including data of wind turbines, solar panel groups, battery groups and generators are loaded to the algorithm. After the algorithm is run, it is seen that which configuration would be economical. Algorithm checks standards of loading of diesel generators and eliminates generators that are not operating within standartd limits.Present value method is used for all costs in project duration. For each system, all costs are calculated as total net present cost.Also different configurations are tried and differences of the cost per unit of energy are seen.Renewable energy sources, wind energy energy, solar energy and diesel generators are introduced in the first chapter.Criteria for the algorithm, input datas, how algorithm works, how to select economical systems with an iterative approach and in which format the datas should be loaded are introduced and explained in Chapter 6. How the wind turbines, solar panel groups, battery groups and diesel generators are modelled is explained also in Chapter 6Loading standards of diesel generators and how these standards are considered in the algorithm explained.Sample application was modelled. After necessary datas of turbines, panel, battery and generators are loaded to the algorithm, economical configuration is obtained for providing necessary load and details are explained in Chapter 7.Results of analyses are discusssed and related studies which can be searched or developed for future are mentioned in Conclusions and Suggestions.