Yenilenebilir enerji kaynaklı mikro şebekelerde enerji yönetimi
Energy management in micro grids based on renewable energy resources
Yazar: BEHÇET KOCAMAN
Danışman: PROF. DR. NURETTİN ABUT
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde enerji tüketimi giderek artmakta, çevre koruma bilinci gelişmekte ve enerji arz piyasasındaki serbestleşme istikrarlı ilerlemektedir. Bunların yanında dünya üzerindeki geleneksel enerji kaynakları dağılımı homojen değildir. Bu sebepler, yenilenebilir enerji kaynaklarından yeni teknolojiler geliştirerek daha fazla yararlanmayı gerekli kılan politikalar üretmeye ve yakıt hücre tabanlı alternatif dağıtılmış üretim sistemlerine olan ilgiyi arttırmaktadır. Rüzgâr, fotovoltaik (FV), mikro hidroelektrik, hidrojen ve yakıt hücresi gibi enerji üretim sistemleri; umut verici en önemli yenilenebilir enerji teknolojileridir. Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynaklı rüzgâr, FV, mikro hidroelektrik ve yakıt hücresinden mikro şebekeyi oluşturan hibrit güç üretim sistemi bileşenleri hakkında ayrıntılı bilgiler verilmiştir. Ayrıca enerji dağıtım şebekelerinden veya yerleşim yerlerinden uzak tatil köyü gibi küçük yerleşim birimlerinin elektrik enerji ihtiyacını karşılamak amacıyla hibrit mikro şebekenin enerji yönetimi, Microsoft C Sharp (C#) programlama dilinde geliştirilen bilgisayar programıyla sağlanmıştır. Bu programda kullanılan veriler, bölgedeki geçmiş elektrik talep değerleri, şebekeden bağımsız kurulan hibrit güç üretim sistemlerinin uygulamaları, bu konuda yayınlanmış makaleler ve yapılmış tez çalışmaları incelenerek elde edilmiştir. Mikro şebekedeki üretim birimlerinden üretilen güç ile yükün talep gücü durumları incelenerek, güç talebinin fazla ve hibrit sistemden üretilen gücün az olması durumunda, yükün güç ihtiyacı, depolama birimi olarak kullanılan bataryadan veya yakıt hücresinden karşılanmıştır. Üretilen gücün fazla ve yük talebinin az olduğu durumlarda ise fazla güç, daha sonra kullanılmak üzere elektrolizörde hidrojen üretimi için kullanılmıştır. Geliştirilen enerji yönetim programıyla hibrit sistemle entegre bir enerji yönetim stratejisi belirlenmiş ve yük talebinin karşılanmasında, mikro şebekede bulunan birimlerin günlük, aylık ve yıllık değerleri kaydedilerek grafiklerle analiz edilmiştir. Ayrıca sistemin ekonomik analizi yapılmıştır.

Abstract:
Nowadays, energy consumption is increasing day by day, consciousness for the environment protection is developing and liberalization in the energy supply market is increasing stably. However, the spread of traditional energy resources in the world is not homogenous. Such reasons increase attention to produce policies that require benefitting from renewable energy resources more efficiently through developing new technologies and to the flow cell based alternative distributed generation systems. Energy generation systems such as wind, photovoltaic (PV), micro hydroelectric, hydrogen and fuel cell are the most promising renewable energy technologies. In this study; detailed information about the components of hybrid energy generation system setting up micro grid from wind based on renewable energy, PV, micro hydroelectric and fuel cell. Besides, in order to provide energy need of small settlements like holiday camps that are far away from settlements and energy distribution networks, energy management of a hybrid micro grid has been provided by the computer software developed by Microsoft C Sharp (C#) programming language. The data used in this program has been obtained by studying the former electricity demand values in the region, applications of hybrid power generation systems founded independently of network, published essays and academic dissertations on this subject. Through examining load demand power and the power produced from production units in networks, in the event that power demand is high and power produced from hybrid system is less, the power need of load has been met either from the battery used as storage unit or from fuel cell. In the event that the produced power is much and the load demand is less, the excess power has been used for hydrogen production in electrolyser in order to be used later. With the developed energy management system, an energy management strategy integrated to a hybrid system has been defined and in the case of the supply of load demand, the daily, monthly and annual values of units in micro grids have been reported and analysed through graphics. In addition, the economic analysis of the system has been carried out.