Otonom ve şebeke bağlantılı fotovoltaik ve yakıt hücresi kaynaklı hibrid bir mikrokojenerasyon sisteminin optimizasyonu ve kontrolü
Optimisation and control of a grid connected and an off-grid microcogeneration system based on a fuel cell and PV hybrid system
Yazar: MEHMET KAPUSUZ
Danışman: DOÇ. DR. MÜMİN KÜÇÜK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Fotovoltaik = Photovoltaic ; Tasarım optimizasyonu = Design optimization

Özet:
Bu tez ile enerji verimliliğini esas alan, depolama ile kendi kendine yetebilecek ve gerektiğinde şebekeyi de besleyebilecek bir konutta uygulanabilecek sistemlerin kontrolü ve optimizasyonu çalışılmıştır. Konutun tasarımında kullanılan tüm cihazlar için azami enerji verimliliğini ilk planda gözetecek çalışmalara odaklanılmıştır.
Konutun ısı ve elektrik ihtiyaçlarını desteklemek için bir mikrokojenerasyon uygulaması gerçekleştirilmiştir ve iklim verileri ile konut içerisinde farklı enerji kaynaklarının yıl içerisindeki etkileşimleri farklı yazılımlarla hesaplanmıştır. Daha sonra bu hesaplar ayrıca geliştirilen bir fizibilite modeline makro ve mikroekonomik tüm koşullarla birlikte girilerek sonuçlar bulunmuştur. Nihayetinde bu sonuçlarla optimum sistem üzerinde çalışılmıştır. Yanısıra kurulacak sistemin teknik olarak uygulanabileceği kontrol sistemleri geliştirilmiştir.
Optimum bir sistem kurmak için azami enerji verimliliği, asgari maliyet, mümkün mertebe temiz enerji kaynakları, şebekeden bağımsız çalışabilme, şebekeye elektrik satabilme gibi kriterler hep birlikte değerlendirilmiş ve sonuç olarak bugünkü finansal koşullarda konutun kendi kendine yetecek şekilde dizayn edilmesinin bir avantaj sağlamadığı, şebekeden destek alacak bir sistemin ekonomik açıdan daha mantıklı olduğu sonucuna ulaşılmış, kendi kendine yetebilecek sistemlerin ilave teşviklerle mümkün olabileceği koşullar değerlendirilmiştir.

Abstract:
Optimisation and control of an energy efficient system has been developed in this thesis. The system is so designed that it can either operate standalone using a battery or can feed in the grid. Calculations focused on energy efficiency at all particular equipment chosen for this study as well as at the house the system is installed.
A microcogeneration system has been installed in the house. Interaction of various energy sources within the house throughout the year has been calculated and simulated using climatic data. Thereafter all the results of these simulations –along with macro -and microeconomic parameters– were used as an input to the feasibility model developed specifically for the study. Control systems have also been developed proving the technical applicability of the hybrid system as well. Finally an optimum system has been studied.
Maximum energy efficiency, lowest investment, using preferaby clean energy sources, on grid and standalone operation possibilities were sought as the particular criteria in designing the optimum hybrid system. As a consequence fully standalone system has not been found to be economical in terms of present financial conditions. An optimum hybrid system could be so designed that it can sell the generated excess electricity back to the grid or store the power from the grid in case hybrid system fails to cover the consumption. It has been concluded that standalone microcogeneration systems could well be established through substantial subsidies.