Bir biyogaz reaktörünün elektrik enerjisi ihtiyacının, şebekeden bağımsız fotovoltaik sistem ile karşılanması
Off-grid photovoltaic system design for electrical energy requirement of a biogas reactor
Yazar: HASAN ALPER GÜCİN
Danışman: PROF. DR. GÜNNUR KOÇAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, kırsal kesime yönelik bir biyogaz tesisinin işletilmesi için gereken elektrik enerjisinin güneş enerjisi ile karşılanması amaçlanmıştır. Bu çerçevede, İzmir'in Tire ilçesinde bir çiftlik evinde kurulmak üzere bireysel bir biyogaz tesisi seçilmiştir. Bu biyogaz tesisinde üretilebilecek günlük biyogaz miktarı ve kayıplar hesaplandıktan sonra, sistemde bulunan biyogaz reaktörü ve diğer sistem elemanlarının çalışması sırasında tükettiği elektrik enerjisi değeri hesaplanmıştır. İhtiyaç duyulan elektrik enerjisini karşılamak üzere bölgenin ortalama güneş ışınım miktarı dikkate alınarak, 3,981 kWp gücünde şebekeden bağımsız bir fotovoltaik sistem tasarımı yapılmıştır. Şebekeden bağımsız bir fotovoltaik sistem temel olarak; fotovoltaik panel, şarj kontrol cihazı, solar akü grubu ve inverterden meydana gelmektedir. Sistem tasarımı yapılırken, sistemin kurulu gücü, kullanılacak olan fotovoltaik panel sayısı, akü kapasitesi, inverter gücü ve solar şarj kontrol cihazı hesaplamaları gerekli formüller yardımıyla yapılmıştır. Yapılan hesaplamaları karşılaştırmak amacıyla PVSyst 7.4 programı kullanılarak elektrik enerjisi ihtiyacına göre sistemin simülasyonu yapılmıştır ve sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür.  Kurulacak olan sistemin, yatırım maliyetleri ve enerji fiyatlarındaki artışlar dikkate alınarak sistemin yatırım geri dönüş süresi yaklaşık 9,65 yıl olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, it is aimed to meet the electrical energy required for the operation of a biogas plant for rural areas with solar energy. In this framework, an individual biogas plant was selected to be installed in a farmhouse in Tire district of Izmir. After calculating the daily amount of biogas that can be produced in this biogas plant and the losses, the value of the electrical energy consumed during the operation of the biogas reactor and other system elements in the system was calculated. An off-grid pv system with a power of 3.981 kWp was designed to meet the required electrical energy, taking into account the average solar radiation of the region. An off-grid photovoltaic system basically consists of a photovoltaic panel, charge controller, solar battery group and inverter. While designing the system, the installed power of the system, the number of photovoltaic panels to be used, battery capacity, inverter power and solar charge controller calculations were made with the help of the necessary formulas. In order to compare the calculations, PVSyst 7.4 program was used to simulate the system according to the electrical energy requirement and the results were found to be consistent with each other.  Considering the investment costs of the system to be installed and the increases in energy prices, the investment return period of the system is calculated as approximately 9.65 years