Elektrikli araçlar için enerji yönetim tabanlı akıllı otopark sistemi
Energy management based intelligent parking system for electric vehicles
Yazar: YUSUF İÇER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT AYAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Önerilen akıllı otopark sisteminde dinamik enerji yönetiminin yanı sıra çağımızın gerektirdiği dijitalleşme dikkate alınarak, kullanıcı dostu mobil tabanlı bir ara yüz tasarlandı. Tasarlanan ara yüz ile araç kullanıcıları kendilerine yakın müsait otoparkları görüntüleyerek rezervasyon işlemlerini kolayca gerçekleştirebileceklerdir. Uygulama üzerinden şarj talebini, süresini, batarya paylaşım durumunu ve araç modelini sisteme girerek enerji yönetiminin ilk adımını sağlamış olacaklardır. Çalışmada, çeşitli güç talep durumlarına ve enerji kaynaklarının güç yoğunluğuna göre senaryolar oluşturularak tasarlanan enerji yönetim algoritması bilgisayar ortamında test edilmiştir. 
Bu çalışmada, enerji yönetim tabanlı bir akıllı otopark tasarımı gerçekleştirilmiştir. Önerilen sistemde, bireysel veya dağınık kontrolsüz şarj istasyonları yerine merkezileştirilerek belirli noktalarda toplanan kontrollü şarj istasyonları içeren akıllı otoparkların geliştirilmesi hedeflenmektedir. Önerilen akıllı otopark sisteminde, şebeke, araç bataryaları, güneş enerji sistemi ve ilave batarya grubu olmak üzere dört adet enerji kaynağı bulunmaktadır. Otopark içerisinde araç şarjı için anlık olarak talep güç hesaplanarak, şebeke güç talep yoğunluğu dikkate alınarak enerji kaynaklarının etkin kullanımını sağlayan PLC tabanlı dinamik bir enerji yönetimi algoritması geliştirilmiştir. Böylece şebeke üzerinde aşırı güç talebi oluşan zaman diliminde, şarj işlemi için gereken güç farklı kaynaklardan sağlanabilmekte ve ayrıca, kaynakların güç seviyesine bağlı olarak şebekeye güç aktarımı gerçekleştirilebilmektedir.
Günümüzde elektrikli araç (EA) ve hibrit elektrikli araç (HEA) kullanıcı sayısı gün geçtikçe artmaktadır. EA ve HEA'ların yaygınlaşmasının sağlayacağı çevresel olumlu etkilerin yanında önlem alınmazsa enerji tüketimi noktasında problem teşkil edecektir. Bu yeni nesil araçların şarj işlemi için her geçen gün daha fazla şebeke gücüne ihtiyaç duyulacaktır. Ayrıca, enerji talebinin artmasının yanı sıra, şebekede üzerinde aşırı güç talebine sebep olacaktır. Şebeke üzerinde oluşacak güç talebinin dengelenebilmesi ve şebeke tarafında aşırı yüklenmelerin önüne geçilebilmesi adına, yoğun güç talebi olan saatlerde enerji fiyatları yükseltilip, talebin az olduğu saatlerde ise fiyatlar düşürülerek kullanıcılar yönlendirilmektedir. Elektrik enerjisine olan talebin gün geçtikçe arttığı göz önüne alındığında, talep dengelemesi için ilave çözüm ve yöntemler gerekecektir.

Abstract:
Günümüzde elektrikli araç (EA) ve hibrit elektrikli araç (HEA) kullanıcı sayısı gün geçtikçe artmaktadır. EA ve HEA'ların yaygınlaşmasının sağlayacağı çevresel olumlu etkilerin yanında önlem alınmazsa enerji tüketimi noktasında problem teşkil edecektir. Bu yeni nesil araçların şarj işlemi için her geçen gün daha fazla şebeke gücüne ihtiyaç duyulacaktır. Ayrıca, enerji talebinin artmasının yanı sıra, şebekede üzerinde aşırı güç talebine sebep olacaktır. Şebeke üzerinde oluşacak güç talebinin dengelenebilmesi ve şebeke tarafında aşırı yüklenmelerin önüne geçilebilmesi adına, yoğun güç talebi olan saatlerde enerji fiyatları yükseltilip, talebin az olduğu saatlerde ise fiyatlar düşürülerek kullanıcılar yönlendirilmektedir. Elektrik enerjisine olan talebin gün geçtikçe arttığı göz önüne alındığında, talep dengelemesi için ilave çözüm ve yöntemler gerekecektir.
Nowadays, the number of users of electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) is increasing day by day. These increases not only involve some positive effects but also if no measures are taken, it will cause negative effects. These new generation vehicles will need more power for charging each day. In addition to increasing demand for energy, it will lead to excessive power demand on the grid. In order to compensate the power demand on the grid and to prevent overloading on the grid side, energy prices are increased. Also, during the hours of intensive power demand, the prices are reduced and the users are guided. Considering that the demand for electricity increases day by day, additional solutions and methods will be required for demand balancing.
In addition to the dynamic energy management in the proposed intelligent parking system, a user-friendly mobile-based interface has been designed by taking into consideration the digitalization required by our age. By means of the designed interface, vehicle users will be able to easily make reservations by viewing the available parking lots near them. Through the application, charging demand, duration, battery sharing status and vehicle model will be the first step of energy management by entering the system. In the study, the energy management algorithm designed by creating scenarios based on various power demand conditions and power density of the energy sources has been tested on the computer
In this study, an energy management based smart car park design has been realized. In the proposed system, it is aimed to develop intelligent car parks with controlled charging stations collected at specific points by centralizing instead of individual or dispersed uncontrolled charging stations. The proposed smart car parking system has four energy sources; grid, vehicle batteries, solar energy system and additional battery group. By calculating the demand power for the car charge in the car park, a PLC based dynamic energy management algorithm has been developed which provides efficient use of energy resources by considering the power demand density. Thus, in the time period in which over-power demand occurs on the grid, the power required for charging can be provided from different sources, and also the power transmission to the network can be realized depending on the power level of the resources.