Balıkesir ili için endüstriyel bir tesisin enerji ihtiyacını karşılayabilecek yenilenebilir hibrit sistem tasarımı
Renewable hybrid system design to meet the energy need of an industrial facility for Balıkesir province
Yazar: FATİH AYDOĞAN
Danışman: DOÇ. MUSTAFA BAHADIR ÖZDEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Hibrit enerji = Hybrid energy

Özet:
Sanayi devrimi ve teknolojik ilerlemelerle birlikte, dünya genelindeki devletlerin nüfuslarındaki belirgin artış, enerji talebinin hızla yükselmesine yol açmıştır. Bu artan talep, devletleri daha etkili, verimli ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönlendirmiş, bu süreçte ise fosil yakıtların kullanımı öne çıkmıştır. Ancak, fosil yakıtların atmosfere saldığı sera gazları, küresel ısınma ve iklim değişiklikleri gibi çevresel sorunlara neden olmuştur. Bu sorunlarla başa çıkabilmek ve enerji alanında daha sürdürülebilir bir gelecek oluşturabilmek adına, dünya genelinde yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi önemli ölçüde artmıştır. Ancak, yenilenebilir enerji kaynaklarının süreklilik sağlayamama dezavantajı, enerji arzının güvenilirliği konusunda önemli bir zorluk oluşturmuştur. Bu zorluğa çözüm olarak ortaya çıkan hibrit enerji sistemleri, farklı türdeki yenilenebilir enerji kaynaklarını birleştirerek enerji arzının sürekliliğini sağlayan yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Bu sistemler, güneş, rüzgâr, hidrojen gibi farklı enerji kaynaklarını entegre ederek, enerji üretimini optimize etmeyi amaçlamaktadır. Bu bağlamda gerçekleştirilen bilimsel çalışma, Türkiye'nin Balıkesir ili, Karesi ilçesi sınırları içinde yer alan özel bir endüstriyel tesisi merkez alarak, bu tesisin enerji ihtiyacını karşılayabilecek şebekeye bağlı veya bağımsız çalışabilen bir hibrit enerji sisteminin tekno-ekonomik analizini ve modellemesini hedeflemiştir. HOMER yazılımının kullanımıyla yapılan modelleme süreci, endüstriyel tesisin dinamik parametreleri, güneş ve rüzgâr etkilerini içermekte ve detaylı analizlerle birlikte şebekeye bağlı ve bağımsız senaryoları karşılaştırmaktadır. Hesaplamalar yapılır iken sistem elemanlarının verimliliğinin kritik öneme sahip olduğu vurgulanmıştır. Araştırma, maliyet tespitleri ve amortisman süreleri üzerinden enerji sistemlerinin ekonomik değerlendirmesini sunarak, şebekeye bağlı sistemin, şebekeden bağımsız sisteme kıyasla ekonomik açıdan daha üstün olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmadan elde edilecek bulgular, sürdürülebilir enerji stratejilerinin geliştirilmesine ve endüstriyel tesislerin enerji ihtiyaçlarını karşılamak üzere kullanılan sistemlerin optimize edilmesine önemli katkılar sunmayı amaçlamaktadır.

Abstract:
Along with the industrial revolution and technological advances, the significant increase in the population of states around the world has led to a rapid increase in energy demand. This increasing demand has directed states to more effective, efficient and sustainable energy sources, and in this process, the use of fossil fuels has come to the fore. However, greenhouse gases released into the atmosphere by fossil fuels have caused environmental problems such as global warming and climate changes. In order to cope with these problems and create a more sustainable future in the field of energy, interest in renewable energy sources has increased significantly around the world. However, the disadvantage of renewable energy sources not being able to provide continuity has created a significant challenge in the reliability of energy supply. Hybrid energy systems, which emerged as a solution to this challenge, offer an innovative approach that ensures the continuity of energy supply by combining different types of renewable energy sources. These systems aim to optimize energy production by integrating different energy sources such as solar, wind and hydrogen. The scientific study carried out in this context aims at the techno-economic analysis and modeling of a hybrid energy system that can work independently or connected to the grid and can meet the energy needs of this facility, focusing on a private industrial facility located within the borders of Karesi district of Balıkesir province of Turkey. The modeling process using HOMER software includes the dynamic parameters of the industrial facility, solar and wind effects, and compares grid-connected and stand-alone scenarios with detailed analysis. While making calculations, it was emphasized that the efficiency of the system elements is of critical importance. By presenting the economic evaluation of energy systems through cost determinations and depreciation periods, the research has determined that the grid-connected system is economically superior compared to the off-grid system. The findings from this study aim to make significant contributions to the development of sustainable energy strategies and the optimization of systems used to meet the energy needs of industrial facilities.