Ardahan üniversitesi kampüs binaları için optimum hibrityenilenebilir enerji üretim sistemlerinin belirlenmesi
Determination of the optimum hybrid renewable powergenerating systems for campus buildings of Ardahan university
Yazar: KADİR AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN HÜSEYİN ÇOBAN
Ardahan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Nüfus artışı ve sanayileşmenin artması nedeniyle dünya enerji tüketimi
artmaktadır. Geleneksel enerji kaynakları, sera gazı emisyonu ve yüksek yaşam döngüsü
maliyetleri gibi zorlukları dikkate alarak bu gereksinimleri karşılayamaz durumdadır.
Fosil kaynaklı yakıtların hem tükenebilir olması hem de elektrik enerjisi üretim sürecinde
ortaya çıkan CO2'nin küresel anlamda ozon tabakasına zarar vermesi ve buna bağlı iklim
değişimlerine sebep olması ciddi sorun oluşturmaktadır. Bu nedenle yenilenebilir enerji
kaynaklarının kullanımı giderek daha popüler hale gelmiştir. Yenilenebilir enerji
kaynakları, özellikle elektrik sektöründe artan enerji tüketiminin karşılanmasında
geleneksel kaynaklara uygun alternatiflerdir. Son yıllarda artan enerji talebinin
karşılanması ve küresel ısınmayla mücadele amacıyla yenilenebilir enerji kullanım
oranının arttırılması ülkelerin önemli hedeflerinden biri haline gelmiştir. Yenilenebilir
enerji kaynaklarının depolama dışında geleneksel fosil bazlı kaynaklarla da entegre
edilmesi Hibrit Yenilenebilir Enerji Sistemlerini (HYES) ortaya çıkarmaktadır. Minimum
yatırım ve işletme maliyetlerine ulaşmak ve aynı zamanda teknik ve emisyon
kısıtlamalarını karşılamak için HYES ekipmanının optimal boyutu belirlenmelidir. Bu tez
çalışmasında, Ardahan üniversitesi kampüs içinde yer alan binaların elektrifikasyonu için
hibrit yenilenebilir enerji sistemleri tasarlanmış ve en iyi ekonomik ve çevresel sonuçlar
elde etmek için çıktılarının optimize edilmesi amacıyla Hybrid Optimization Model for
Electric Renewables (HOMER) programı kullanılmıştır. En ekonomik tasarım birim
enerji maliyeti 966.000$ ile sadece güneş enerjisi kullanan şebeke bağlantılı sistem
olurken, en uygun maliyetli tasarım ise yaklaşık 0,005 $/kWh ile güneş enerjisi ve
hidroelektrikten oluşan bağımsız sistem oldu. Çevre açısından ise tam tersine, şebekeli
sistemler daha az karbondioksit salınımına neden olurken, şebekeden bağımsız sistemler
daha fazla karbondioksit salınımına neden olmaktadır.

Abstract:
World energy consumption is increasing due to population growth and increased
industrialization. Conventional energy sources cannot meet requirements such as
greenhouse gas emissions and high life cycle costs. It is a serious problem that fossil
energy sources are both depletable and that the CO2 released during the electrical energy
generation process damages the global ozone layer and causes climate changes. For this
reason, the use of renewable energy sources has become increasingly popular. Renewable
energy sources are suitable alternatives to conventional sources to meet the increasing
energy consumption, especially in the electricity sector. In recent years, increasing the
use of renewable energy in order to meet the increasing energy demand and fight against
global warming has become one of the important goals of countries. Integrating
renewable energy resources with conventional fossil-based resources, creates Hybrid
Renewable Energy Systems (HYES). The optimal size of HYES equipment must be
determined to achieve minimum investment and operating costs and meet technical and
emission constraints. In this thesis, hybrid renewable energy systems were designed for
the electrification of buildings within the Ardahan University campus and the Hybrid
Optimization Model for Electric Renewables (HOMER) program was used to optimize
their outputs to obtain the best economic and environmental results. The most economical
design was the grid-connected system using only solar energy with a cost of $966,000,
while the most cost-effective design was the off-grid system consisting of solar energy
and hydroelectricity with approximately $0.005/kWh. In terms of the environment, on the
contrary, networked systems cause less CO2 emissions, while off-grid systems cause
more CO2 emissions.