Yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanan hibrit santral için model oluşturma
Hybrid power plant for use of renewable energy resources model creation
Yazar: İHSAN HAYRİ AYTAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RIFAT HACIOĞLU
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yakın geçmişte yenilenebilir enerji kaynaklarının bölgesel olarak değerlendirilmesi araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Özellikle herhangi bir bölgedeki enerji yoğunluğunun ve sürekliliğinin belirlenmesi amacı ile yapılan çalışmalarda sadece tek bir enerji kaynağına bağlı kalmadan rüzgar ve güneş enerjisinin birlikte kullanması gibi birden fazla kaynağa bağlı hibrit sistemler ön plana çıkmaktadır. Hibrit sistemlerin oluşturulması öncelikle bölgenin enerji üretimine uygunluğu ile değerlendirilebilir. Bu çalışmada bölgesel enerji potansiyelinin belirlenmesi üzerine yenilenebilir rüzgar ve güneş enerjilerine dayalı bir model oluşturulması hedeflenmiştir.Yapılan çalışmada yenilenebilir enerji kaynakları, rüzgar ve güneş enerjisine yönelik değişkenler (rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık-nem-basınç, güneşlenme ve süresi) gerçek zamanlı ölçülerek veri analizi yapılmıştır. Ayrıca rüzgar türbini ve güneş panellerinden gelen enerji bilgileri de gerçek zamanlı toplanmıştır. Ölçülen verilere bağlı olarak değişkenler arasındaki ilişki incelenerek uygun model oluşturulmuş ve modelin geçerliliği incelenmiştir. Rüzgar hızı ile rüzgar türbininden elde ile rüzgar türbininden elde edilen enerji arasındaki ilişki hem türbin verilerine dayalı edilen enerji arasındaki ilişki hem türbin verilerine dayalı olarak bulunan statik yapı hem de anlık değerlere bağlı olarak bulunan doğrusal olmayan dinamik Hammerstein blok yapısı ile modellenmiştir. Ayrıca güneş panelleri özelliklerine bağlı olarak güneşlenme ve sıcaklık değişimini ile üretilen enerji ilişkisi modellenmiş ve ölçülen enerji verileri ile kıyaslanmıştır.Bu çalışmada bir yıldan fazla bir süre için bölgesel rüzgar ve güneş enerji üretim modeli incelenmektedir. Kış aylarında rüzgar potansiyelinin arttığı gözlemlenmekteyken yaz aylarında da güneş potansiyelinin arttığı görülmektedir. Buna bağlı olarak her iki kaynaktan üretilen enerji birbirini dengelerken sürekliliği olmayan kaynakların tek başına kullanımı yerine birlikte hibrit olarak kullanımının gerekliliğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
In recent years, it has been attracted by many researchers to evaluate regional renewable energy resources. Especially, due to the determination of wherever the regional energy density and continuity without depending only on one energy resource, hybrid systems in previous works have been attracted depend on more than one source such as using together of wind and solar energies. Development of the hybrid system can be evaluated via suitability of the regional energy resources. In this study, building a model based on wind and solar energies has been targeted in order to determine regional renewable energy potential.In this work, renewable energy resources, wind and PV energy variables (wind speed and direction, temperature-humidity-pressure, solar energy and duration) were measured in real-time and data analysis was conducted. In addition to that, the energy information from the wind turbine and solar panels were also collected in real time. Based on the measured data, an appropriate models were builted by examining the relationship between variables and the validity of these models were examined. The relationship between the wind speed and theobtained energy from wind turbine, was modeled in the static structure depending on turbine data as well as modeled by nonlinear dynamic Hammerstein block structure depending on theinstantaneous values. In addition, the relationship of the solar radiation and the temperature changes with produced energy was modeled based on the features of solar panels and it has been compared with the measured energy.In this study, regional wind and solar energy model was examined for more than one year period. While wind potential increased was observed during winter months, sun potential increased was observed during the summer months of the same year. According to this, while produced energy from two sources balances each other, rather than using discontinuous resources alone it is emphasized using together as hybrid.