Fotovoltaik ve rüzgâr türbini ile üretilen elektrik enerjisini elektrokimyasal olarak depolama
Electrochemical storage of electric energy generated by photovoltaic and wind turbine systems
Yazar: MUSTAFA TAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez, rüzgâr ve güneş gücü sistemleri için elektrokimyasal enerji depolama teknolojilerini anlatmaktadır. Bu çalışma literatür ve simülasyon kaynaklıdır. Bir yenilenebilir hibrit enerji sisteminde, çeşitli uygulamalar için elektrik üretmek amacıyla farklı güç kaynakları birleştirilir. Enerjinin bulunabilirliği, yılın mevsimlerine göre, gündüz ve gece sırasında ve günden güne hava koşullarıyla değişmektedir. Yüklerin ve enerji üretiminin farklı zaman düzenlerini dengelemek için, enerji depolama yenilenebilir enerji sistemlerinde içerilmelidir. Her bataryanın temel elemanı elektrokimyasal hücredir. Bir pozitif ve negatif elektrot, bir elektrolite daldırılmıştır. Reaktif maddeler (aktif materyaller) elektrotta depolanır. Kimyasal ve elektrokimyasal reaksiyonlar, elektrot reaksiyonları, her iki elektrotta meydana gelir. Elektrotlar elektronları serbest bırakır veya alır.Elektrokimyasal akümülatörler, elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürürler. Enerji, kimyasal bileşim içinde bağ enerjisi olarak depolanır. Bu proses tersinirdir. Deşarj sırasında, kimyasal enerji tekrar elektrik enerjisine dönüştürülür. Bir hücrede depolanabilen enerji miktarı, şarj ve deşarj durumlarında var olan kimyasal maddelerin değişik enerji içeriğiyle belirlenir. Toplamda, bu reaksiyonlar batarya sistemini karakterize eden hücre reaksiyonlarıdır.Bu çalışma ayrıca, fotovoltaik ve rüzgâr yenilenebilir hibrit enerji sistemlerinin batarya simülasyonlarını anlatmaktadır. Simülasyon iki aşamayı içermektedir. Birincisi karşılanmayan yükün olmadığı sistem, ikincisi karşılanmayan yükün olduğu sistemdir. Kullanılan veri 2 gün süreyle alınmıştır. Simülasyonun zaman aralığı 1 saattir. Sonuçların analizi sistemin teknik performansını vermektedir. Simülasyonun sonuçları temel alınarak ekonomik analiz de yapılabilir.

Abstract:
This thesis describes electrochemical energy storage technologies for wind and solar power systems. This study is based on literature and simulation. In a renewable energy hybrid system, different power sources are combined to generate electricity for various applications. The availability of energy varies within the seasons of the year, during day and night and day to day due to weather conditions. To balance the differing time patterns of loads and energy production, energy storage must be included in renewable energy systems. The basic element of each battery is the electrochemical cell. A positive and a negative electrode are immersed in an electrolyte. The reactive substances (the active materials) are stored in the electrodes. Chemical and electro chemical reactions, the electrode reactions, occur at both electrodes, which release or absorb electrons.Electrochemical accumulators convert electrical energy into chemical energy. The energy is stored in a chemical compound. This process is reversible. During discharging, the chemical energy is converted back into electrical energy. The amount of energy that can be stored in a cell is determined by the different energy content of chemical substances that represent the charged and discharged states. In total, these reactions result in the cell reactions that characterise the battery system.This study also describes Hybrid2 battery simulations of photovoltaic and wind hybrid renewable energy systems. The simulation involves two steps. First, a system containing no unmet load. Second, a system containing unmet load. The data used were taken in a time period of 2 days. The time step of the simulation is one hour. An analysis of the results gives the technical performance of the system. Economic calculations may be performed based on the outputs of the simulation.