Fotovoltaik sistemlerin şebeke güç sistemlerine entegrasyonu ve karşılaşılan problemler
The problems of the integration of photovoltaic systems and power grid system
Yazar: AHMET ALİCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSA YILMAZ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HEYBET KILIÇ
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Fotovoltaik = Photovoltaic ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Dünya genelinde bir çok ülkede artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için kaynakları sınırlı olan geleneksel santrallere dayalı elektrik üretimine alternatif olarak, çevre dostu, temiz ve sürdürülebilir nitelikteki yenilenebilir enerjilere yönelim gün geçtikçe artmaktadır. Fosil kaynakların yetersizliği, maliyet ve ücret değişiklikleri ve çevresel olmayışları nedeniyle zararlı etkileri, ülkeleri birincil enerji kaynaklarına alternatifler bulmaya yönlendirmektedir. Çevre dostu bir kaynak olan güneş enerjisi, geleneksel enerji kaynaklarına çok büyük potansiyelli bir alternatiftir. Bu doğrultuda elektrik üretimi için güneş enerjisi potansiyelinin kullanılması uygulamaları artarak devam etmektedir. Bu Tez'de, güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi aşamaları, güneş-fotovoltaik enerji sistemleri, fotovoltaik tabanlı dağıtılmış üretim (PVDG) ve bu üretimin geleneksel dağıtım şebekelere entegrasyonunda karşılaşılan bazı temel problemler incelenerek literatür taraması gerçekleştirilmiştir. PVDG üniteleri tarafından üretilen harmonik distorsiyon hakkında bilgi ve sebep olduğu etkiler paylaşılmıştır. Dağıtımda PVDG'nin izin verilen maksimum penetrasyon seviyesi de dikkate alınır çünkü PV penetrasyonu arttıkça şebekedeki problem ve hataların arttığı gözlenmiştir. PVDG'yi güç sistemlerine entegre etmenin farklı zorlukları mevcuttur bunlardan biri de entegre sistem güvenilirliğidir. Güvenilirliği sağlamak için dengeli ve kontrollü bir şebeke bağlantısı sağlanmalı, istenildiğinde PVDG 'nin şebekeye bağlantısı veya şebekeden ayrılması sağlanabilmelidir. Yenilenebilir enerji kaynaklı PVDG tarafından üretilen güç miktarı tam tutarlı olmayabilir bu  nedenle PVDG'nin şebekeye yüksek oranda nüfuz etmesi güç sistemi ağının güvenilirliğini azaltabilir. Tez'de genel hatlarıyla; güneş enerji sistemleri, güneş pili hücresi ve çalışma ilkesi, fotovoltaik tabanlı dağıtılmış üretimin (PVDG) şebekeye entegrasyonu, entegrasyonlarda oluşan bazı temel problemler incelenmiş olup matlab uygulama analizi ile entegrasyon simülasyonu incelenmiştir, bunlarla beraber PVDG yerleştirme ve boyutlandırma için optimum planlama genel prosedürleri izah edilmiştir. Bir PVDG üretimin şebekeye entegrasyonunda tespiti yapılmış problemlerin dışında teknik, ekonomik ve çevresel faydalar gibi etkisi büyük fırsatların ve faydaların olduğu sonucuna da varılmıştır.

Abstract:
As an alternative to electricity generation based on traditional power plants, which are limited in resources to meet the growing energy needs in many countries worldwide, the orientation towards environmentally friendly, clean and sustainable renewables is growing by the day. Lack of fossil resources, cost and wage changes, and their detrimental effects due to their non-environmental are leading countries to find alternatives to primary energy sources. Solar power, an environmentally friendly resource, is a very big potential alternative to traditional energy sources. In line with this, applications to utilize the potential of solar power for electricity generation continue to increase. In this Thesis, literature screening was conducted by examining the phases of electric power generation from solar power, solar-photovoltaic energy systems, photovoltaic-based distributed generation (PVDG) and some of the fundamental problems encountered in integrating this production into traditional distribution networks. Information on harmonic distortion produced by PVDG units and the effects it causes have been shared. The maximum permitted penetration level of PVDG is also taken into account in distribution because problems and errors in the grid were observed to increase as PV penetration increased. Integrating PVDG into power systems has different challenges, including integrated system reliability. A balanced and controlled grid connection must be provided to ensure reliability, ensuring PVDG connectivity to or disconnection from the grid when desired. The amount of power generated by renewable energy-generated PVDG may not be fully consistent, so PVDG's high penetration of the grid may reduce the reliability of the power system network. İn general in this thesis; solar energy systems, solar cell cell and operating principle, integration of photovoltaic-based distributed manufacturing (PVDG) into the grid, some fundamental problems with integrations have been studied and matlab application analysis and integration simulation has been examined, along with optimal planning general procedures for PVDG placement and sizing Apart from the problems detected in the integration of a PVDG production into the grid, it is also concluded that there are great opportunities and benefits, such as technical, economic and environmental benefits.