Optimum yenilenebilir enerji sistemlerinin tasarımı için yazılım geliştirme
Software development for the design of optimum renewable energy systems
Yazar: BURAK BEHLÜL ÖLMEZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜL NİHAL GÜĞÜL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Enerji = Energy
Dizin: Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Fosil yakıtların artan kullanımı ile atmosferde biriken sera gazı miktarındaki artış beraberinde çevresel sorunlar doğurmuştur. Bu durum toplumun konfor seviyesini koruyarak, emisyonları azaltabilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının en büyük dezavantajı sürekli olmamalarıdır. Bu sebeple birden çok yenilenebilir enerji sisteminin birleşiminden oluşan hibrit yenilenebilir enerji sistemleri (HYES) kullanılmaktadır. Yenilenebilir enerji potansiyelinden en yüksek seviyede yararlanarak en düşük maliyetli HYES tasarımı için optimizasyon çalışmaları devam etmektedir. HYES iki ya da daha fazla güç üretim sisteminden, depolama birimlerinden ve kontrol elemanlarından oluşmaktadır. HYES kapasitesinin belirlenmesi, farklı kriterleri göz önünde bulundurarak çözülmesi gereken bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemlerinin boyut optimizasyonu için analitik yöntemler, dinamik programlama ve sezgisel algoritmalar gibi birçok teknik kullanılmaktadır. Dünyada yenilenebilir enerji sistemlerinin modellenmesi için geliştirilmiş birçok yazılım vardır. Bu yazılımlardan sık kullanılanlar arasında HOMER, RETScreen, iHOGA, TRNSYS, PVSyst ve iHOGA yer almaktadır. Bu yazılımlar HYES tasarımında önemli rol oynamakta ve literatürde sıklıkla kullanılmaktadır. Fakat, mevcut yazılımlar arasında çok amaçlı optimizasyon yapabilen iHOGA yazılımı vardır. Ayrıca, bu yazılımların sıfır enerji tüketimli binalar veya bina toplulukları için çok amaçlı optimum HYES tasarımı özelliği bulunmamaktadır. 
Sıfır emisyon hedefinde, HYES tasarımı yapabilen yazılımlara olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Bu sebeple, bu tez çalışmasında çok amaçlı optimum HYES tasarımı gerçekleştiren bir yazılım geliştirilmiştir. Optimum sistem, en düşük LCOE ve en yüksek yenilenebilir enerji oranına sahip sistem olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda bu tez çalışması ile bir yazılım aracının sıfır enerji tüketimli binalara özel optimum HYES tasarımını gerçekleştirmesine imkan sağlanmıştır. 
Geliştirilen yazılımda React JS kullanılarak önyüz, .Net kullanılarak arkayüz MSSQL kullanılarak veri tabanı geliştirilmiştir.  Çok amaçlı genetik algoritma (MOGA) kullanılarak hibrit yenilenebilir enerji sistemleri optimizasyonu yapılmıştır.

Abstract:
The step-up consumption of fossil fuels and the increase in the amount of greenhouse gases accumulated in the atmosphere have resulted in environmental issues. This conjuncture has speed up the tendency towards renewable energy sources in order to reduce emissions while conserving the comfort level of the society. The main disadvantage of renewable energy sources is not to be continuous. For this reason, hybrid renewable energy systems (HRES) which are combination of more than one renewable energy system are used. Optimization studies are in progress to design the HRES with lowest-cost by making maximum use of the available renewable energy sources. HRES consists of two or more power generation systems, storage units and control elements. The determination of HRES capacity appears as a problem that is required to be solved by taking into account different criteria. Many techniques such as analytical methods, dynamic programming and heuristic algorithms are used to size the optimum systems. There are many software developed to model renewable energy systems around the world. Frequently used software are HOMER, RETScreen, iHOGA, TRNSYS, PVSyst and iHOGA. These software play an important role in HRES design and are frequently used in the literature. However, among the available software, only iHOGA is able to perform multi-purpose optimization. Additionally, these software do not include a multi-purpose optimum HRES design feature for net zero energy consumption buildings or building communities.
In the zero emission target, the requirement of software that is able to design optimum HRES is increasing day after day. For this reason, in this thesis, a software that performs multi-purpose optimum HRES design has been developed. The optimum system was determined as the system with the lowest LCOE and the highest renewable energy share. Also, the thesis study enabled a software tool to realize the optimum HRES design specific to zero energy consumption buildings.
The software developed incorporates React JS for the front-end, .Net for the back-end, and MSSQL for the database. Optimization of hybrid renewable energy systems has been carried out using Multi-Objective Genetic Algorithms (MOGA).