Yenilenebilir enerji destekli evlerde talep yönetiminin batarya boyutlandırması üzerindeki etkisi
The effect of demand management on battery sizing in renewable energy supported houses
Yazar: AYŞE TOSUN
Danışman: PROF. DR. UĞUR SAVAŞ SELAMOĞULLARI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ve dünya nüfusundaki artış ile birlikte elektrik enerjisine olan talebin sürekli olarak arttığı gözlemlenmektedir. Fosil yakıtlar, elektrik enerjisi üretiminde için en çok kullanılan kaynaklar olmasına rağmen rezervlerin giderek tükenmesi ve bu kaynakların çevreye olan olumsuz etkileri, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu kılmıştır. Bu yönelimler sonucunda yenilenebilir enerji sistemlerinin şebeke ile entegrasyonu, enerji depolama sistemleri ve talep yönetimi konularında çeşitli araştırmalar yapılmıştır. 
Bu çalışma kapsamında bir evin elektrik ihtiyacının depolama sistemleri yardımı ile rüzgar enerjisi kullanılarak şebekeden bağımsız bir şekilde karşılanması durumunda talep yönetiminin batarya boyutu üzerindeki etkisi incelenmiştir. 
Bu çalışma kapsamında bir evin yük profilini oluşturabilmek için anket yapılmış olup, elde edilen veriler yaz/kış ve hafta sonu/hafta içi olmak üzere 4 farklı grup olarak sınıflandırılmıştır. Bir yıl boyunca elde edilmiş rüzgar hızı ölçüm verisi analiz edilerek bölgenin rüzgar hızı profili oluşturulmuş ve yeni rüzgar hızı verisi üretilmiştir. Daha sonra şebekeden bağımsız bir evde kullanılabilecek iki farklı Rüzgar Hızı-Güç profiline sahip rüzgar türbini modeli kullanılarak rüzgardan elde edilecek güç miktarı her bir rüzgar türbini için hesaplanmıştır. Batarya boyutlandırma çalışması yapılırken MATLAB/Simulink programı ile hibrit bir sistem oluşturularak günlük tüketim/üretim analizleri gerçekleştirilmiştir. Güç talebinin fazla ve yenilenebilir enerji kaynağından üretilen gücün az olması durumunda talep gücü depolama sistemi olarak kullanılan bataryadan karşılanmıştır. Rüzgar türbininden elde edilen enerji fazla olduğu durumda ise fazla enerji batarya sistemi ile depolanmıştır. Simülasyon çalışmaları ile farklı yük profilleri ve farklı rüzgar hız verisi kullanılarak bir evde talep yönetiminin uygulanmadığı ve uygulandığı durumlarda batarya boyutlandırması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar analiz edilerek talep yönetimi uygulamasının batarya boyutu üzerindeki etkisi incelenmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Talep yönetimi, Hibrit sistemler, Enerji depolama sistemleri, Ev enerji yönetim sistemleri

Abstract:
Electrical energy demand is constantly increasing with developing technology and increasing world population. Fossil fuels are the most used source for the generation of electrical energy. However, gradual depletion of fossil fuels and their negative effects on the environment have made it necessary to turn to renewable energy sources. As a result, various researches have been conducted on the integration of renewable energy systems with the grid, energy storage systems and demand management.
In this study, the effect of demand management on battery size is analyzed in the case of supplying the electricity demand of a household off-grid using wind energy with the help of off-grid storage systems.
Within the scope of this study, a survey conducted to create the load profile of a residence and the data obtained are classified in 4 different groups as summer/winter and weekend/weekday. New wind speed data is generated by analyzing the wind speed measurement data obtained for a year and the wind profile of the region is  determined. Then, the wind turbine model with two different Wind Speed-Power profiles that can be used in an off-grid home is selected and the amount of power to be obtained from the wind for these each wind turbine is calculated. Daily consumption/generation analyses are performed by creating a hybrid system with MATLAB/Simulink program during the battery sizing study. In the case where the power demand is high and the power generated from the renewable energy source is low, the demand power is supplied from the battery used as a storage system. When the energy produced by the wind turbine is excessive, the excess energy is stored by the battery system. With simulation studies, battery sizing is performed using different load profiles and different wind speed data for both demand management is applied and demand management is not applied. The obtained results are analyzed and the impact of demand management on battery size is examined.
Keywords: Demand management, Hybrid systems, Energy storage systems, Home energy management systems