Fotovoltaik sistem entegreli akıllı şebeke için ZigBee aygıtları ile enerji kontrolü ve izlemenin gerçekleştirilmesi
Energy management and monitoring within photovoltaic system integrated smart grid using ZigBee devices
Yazar: HALE BAKIR
Danışman: DOÇ. DR. AHMET AFŞİN KULAKSIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik enerjisi talebini karşılamak için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı her geçen gün artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) kullanımının yaygınlaşması, geleneksel şebeke sistemlerinin akıllı şebekeye dönüştürülmesini zorunlu kılan sebeplerden biridir. Akıllı şebekelerin bazı en önemli faydaları, enerji kesintilerinin önlenmesi, aşırı yük ve arıza durumlarında sistemi kontrol altına almak, tüketim ve enerji kayıplarını kontrol ederek yenilenebilir enerji kaynaklarının sisteme dâhil edilmesini kolaylaştırmaktır. Sonuç olarak şebeke güvenilirliğinin sağlanmasında oldukça önemli işlevi vardır. 
Bu çalışmada akıllı şebekeler için, şebeke bağlantılı fotovoltaik (FV) güç sisteminde gerçekleştirilen Arduino kontrollü bir enerji yönetimi uygulaması önerilmiştir. Sistemde pik talebi azaltmak, elektrik tüketimini daha verimli ve daha akıllı hale getirerek enerji tasarrufu elde etmek amaçlanmıştır. En yaygın tüketici talep cevap programı, bir evdeki veya işyerindeki cihazların enerji tüketimini takip ederek bunları kontrol eden ev enerji yönetim sistemleridir (EEY). Fotovoltaik enerji kaynağı bağlı bir güç sisteminde, Zigbee kablosuz ağı ile uzaktan yük kontrolü sağlanarak, akıllı şebeke mimarisi için örnek bir uygulama gerçekleştirilmiştir. EEY sistemi ile maksimum gücün sınırlandırılması, yüklerin ötelenmesi, cihazların çalışma zamanlarının ayarlanması ile tasarruf ve puant güç talebinde azalma gibi faydalar sağlanması için algoritma tasarlanmıştır. EEY algoritmasının karar aşamasında bulanık mantık denetleyici kullanılmıştır. Önerilen ev enerji yönetimi, yükü etkili bir şekilde devreye almakta, kontrol etmekte ve başarılı bir şekilde test edildiğinde ve uygulandığında enerji maliyetinin yaklaşık  %15 oranında azaltılmasında etkili olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
The use of renewable energy sources to meet electricity energy demand is increasing day by day. The increasing applications of interconnection of renewable energy sources (RES) is one of the reasons that mandates transformation of conventional power systems to smart grids. The major benefits of smart grids are that they prevent power outages, take control of the system from overload and fault conditions and by controlling consumption and energy losses, they can ease incorporation of renewable energy sources. As a result they can be crucial to provide network reliability. 
In this study, for smart grids, an Arduino controlled energy management application implemented in a grid-connected photovoltaic (PV) power system was proposed. The objective of the system is to reduce peak demand, gain energy savings by making electricity consumption more efficient and smarter. The most common consumer demand response program is energy management system that monitors and control the energy consumption of the electrical appliances in a household or in commercial buildings. By remotely controlling the loads by means of Zigbee wireless networks, an application example for intelligent network architecture was implemented in a power system consisting of photovoltaic energy source. For home energy management (HEM) system, an algorithm was designed to limit maximum power, displacement of the appliances, setting the operation time of the appliances and thus obtaining benefits such as reduction in peak power demand and gaining savings. In the decision process of the algorithm of HEM, fuzzy logic control was employed. The proposed home energy management can effectively operate and control the loads, and after the successful implementation and evaluation, it was observed that the energy costs can be reduced about 15%.