Elektrikli araçlarda enerji depolama ve araçtan şebekeye enerji aktarım uygulamaları
Energy storage in electric vehicles and vehicle-to-grid energy transfer applications
Yazar: İLKER ÇELENK
Danışman: PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Dünyada bulunan fosil yakıt kaynaklarının sınırlı olması, her geçen gün artan enerji talebi ve giderek hissedilen küresel ısınma ve sera gazı emisyonlarından dolayı elektrikli araçları önemli bir hale getirmiştir. Elektrikli araçların enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları ile entegre edilmesi durumunda küresel sera gazı emisyonlarını azaltacak ve daha sürdürülebilir bir gelecek vadedecektir. Bu çalışmanın ilk bölümünde elektrikli araçların tarihçesi ve çeşitleri hakkında bilgi verilmiştir. Elektrikli araçların güncel pazar durumu, beklentiler ve Türkiye'deki durum hakkında araştırmalar yapılmıştır. Elektrikli araçların mevcut yapıdaki en önemli ve çözülmesi gereken sorun depolama teknolojisi ve yöntemleridir. Enerjinin daha hızlı ve kolay depolanması elektrikli araçların menzil problemlerini ortadan kaldırabileceği gibi yenilebilir enerji kaynakları ile entegrasyonunu da artıracaktır. Gün geçtikçe artan elektrikli araç kapasitesi mevcut şebeke için de zorluklar ve enerji dağıtım problemleri ortaya çıkartmaktadır. Enerjinin etkin bir şekilde yönetilebilmesi için talep toplayıcı bir ara yüz sistem geliştirilmeli, araçlar hakkında bilgilerin alınarak şebekenin ihtiyaç duyduğu anda araçtan şebekeye enerji aktarımı sağlanarak şebekenin güvenirliğini ve kararlılığını artıracak aynı zamanda kullanıcılar için de bir gelir kapısı yaratacak imkanlar sunabilmektedir. Araçtan şebekeye enerji aktarabilen yapılar ile akıllı şebeke sistemlerinde araçlardaki enerji bir yedek jeneratör görevi görebilmektedir. Şebekeler için aktif yük depolama, mikro şebekeler için frekans desteği ve gerilim kontrolü, reaktif güç desteği, tepe güç düzenlenmesine olumlu etkileri bulunmaktadır. V2G sistemler enerji piyasasında kullanıcılar için daha uygun maliyetlerde enerji kullanımı ve kar elde etme olanağı da sunabilmektedir. V2G teknolojisi yeni bir kavram olmakla birlikte her geçen gün hızlı bir şekilde artan elektrikli araç sayılarıyla enerji depolama ve aktarımı konusunda etkili ve önemli bir fırsat sunmaktadır. Dünya'da ve Türkiye'de V2G deneme uygulamaları gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmada ayrıca MATLAB programında bir şebekeye bağlı bataryalı araç ile V2G ve G2V çalışma modları simülasyonu gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Limited fossil fuel resources in the world, increasing energy demand every day, and the increasingly felt global warming and greenhouse gas emissions have made electric vehicles an important solution. Integrating the energy of electric vehicles with renewable energy sources will reduce global greenhouse gas emissions and promise a more sustainable future. The first part of this study provides information on the history and types of electric vehicles. Research has been conducted on the current market status, expectations, and situation in Turkey regarding electric vehicles. The most important problem to be solved in the current structure of electric vehicles is storage technology and methods. Faster and easier energy storage will eliminate the range problems of electric vehicles and increase their integration with renewable energy. The increasing capacity of electric vehicles is creating challenges and energy distribution problems for the current grid. To effectively manage energy, a demand collector interface system should be developed to collect information about vehicles and transfer energy from vehicles to the grid when needed, thereby increasing the reliability and stability of the grid and creating income opportunities for users. In smart grid systems, energy in vehicles can serve as a backup generator. Active load storage, frequency support and voltage control for micro-grid systems, reactive power support, and peak power regulation have positive effects on grids. V2G systems can also offer users the opportunity to use energy at lower costs and earn profits in the energy market. Although V2G technology is a new concept, it provides an effective and important opportunity for energy storage and transfer with the rapidly increasing number of electric vehicles. V2G demo applications are being carried out in the world and in Turkey. In this thesis, a MATLAB simulation of the system, including V2G and grid-to-vehicle (G2V) modes, has been realized.