Elektrikli araç şarj istasyonu enerji ihtiyacının karşılanması teknik ve ekonomik analizi: Batman Üniversitesi Batı Raman kampüsü örneği
Technical and economic analysis of meeting the energy needs of electric vehicle charging station: Batman University West Raman campus example
Yazar: MUHAMMED SAİD YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET RIDA TÜR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DAVUT ÖZHAN
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Fosil yakıt kaynaklarının kullanımı dünyamıza ve atmosfere fazlaca zarar vermektedir. Atmosfere yayılan zararlı sera gazları hem atmosfer tabakasını delmekte hem de küresel ısınmayı tetiklemektedir. Bu zararlı gazların yayılmasın da otomobillerinde büyük payı vardır. Son yıllarda elektrikli araçların gelişimi, batarya gücünün artırılması, uzun mesafelerin kat edilmesi, elektrikli araçlara ilgiyi artırmaktadır. Elektrikli araçlar (EV) çevreci, doğa dostu olduğundan şarj edilmesinde yenilebilir enerji kaynaklarından da faydalanılabilmektedir. Yenilenebilir kaynaklarla çalışan elektrikli araç şarj sistemleri, bu iki önemli yapının bir araya getirilmesiyle enerji sürdürülebilirliğini artırmayı hedeflemektedir. Yenilenebilir enerji kullanımı, fosil yakıtların tüketilmelerini ve emisyonları düşürerek iklim değişikliğiyle mücadelede etkili bir rol oynamaktadır.
Bu çalışmada, Batman Üniversitesi Batı Raman Kampüsü'nde elektrikli araç şarj istasyonunun enerji ihtiyacını karşılamak için HOMER Pro ve RETScreen Expert programları kullanılarak, şebekeye bağlı yenilenebilir enerji kaynaklarından (güneş ve rüzgâr enerjisi) oluşan hibrit bir sistemin teknik ve ekonomik analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, Üniversite kampüsümüzün güneş ve rüzgâr enerji potansiyelleri incelenmiş, elektrikli araçlar için yük profili çıkartılmış, fotovoltaik (FV) ve rüzgar türbin (RT) sisteminin optimum boyutlandırması yapılmıştır. 200 kW boyutunda ayrı ayrı FV sistem, RT sistemi ve hibrit (FV+RT) sistem tasarlanmış, ekonomik ve teknik hesaplamaları yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, FV sistem: amortisman süresi 7.73 yıl, seviyelendirilmiş enerji maliyeti -0,038 $/kWsa, net bugünkü maliyet -7,052,315 $, RT sistemi: amortisman süresi (değer yok), seviyelendirilmiş enerji maliyeti -0,0226 $/kWsa, net bugünkü maliyet -3,344,467 $ ve hibrit sistem: amortisman süresi 10.12 yıl, seviyelendirilmiş enerji maliyeti -0.0393 $/kWsa ve net bugünkü maliyet -6,848,665 $ olarak hesaplanmıştır. En ekonomik sistemin FV sistem olduğu ve yıllara göre kazanç sağladığı değerlendirilmiştir.

Abstract:
The use of fossil fuel resources causes great damage to our world and atmosphere. Harmful greenhouse gases spread into the atmosphere not only perforate the atmospheric layer but also trigger global warming. In recent years, the development of electric vehicles, increasing battery power, and traveling long distances have increased the interest in electric vehicles. Since electric vehicles (EV) are environmentally and nature-friendly, renewable energy sources can also be used for charging. Electric vehicle charging systems that work with renewable resources aim to increase energy sustainability by bringing these two important structures together. The use of renewable energy plays an effective role in combating climate change by reducing the consumption of fossil fuels and emissions.

In this study, technical and economic analysis of a hybrid system consisting of grid-connected renewable energy sources (solar and wind energy) was carried out by using HOMER Pro and RETScreen Expert programs to meet the energy needs of the electric vehicle charging station at Batman University West Raman Campus. In the study, the solar and wind energy potentials of our University campus were examined, the load profile for electric vehicles was determined, and the optimum sizing of the photovoltaic (PV) and wind turbine (RT) system was made. 200 kW size PV system, RT system and hybrid (PV+RT) system were designed separately and economic and technical calculations were made. As a result of the analysis, PV system: payback period 7.73 years, levelized energy cost -$0.038/kWh, net present cost -$7,052,315, RT system: payback period (no value), levelized energy cost -$0.0226/kWh, net present cost is -$3,344,467 and hybrid system: payback period is 10.12 years, levelized energy cost is -$0.0393/kWh and net present cost is calculated as -$6,848,665. It has been evaluated that the most economical system is the PV system and that it provides profits over the years.