Konut dışı bir binada rüzgâr ve güneş enerjili hibrit güç sistemi tasarımı
Hybrid solar and wind energy power system design for a non-residential building
Yazar: BURHAN BAYHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN ARSLAN
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif enerji = Alternative energy ; Alternatif enerji kaynakları = Alternative energy resources ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Hibrit enerji = Hybrid energy ; Isıtma enerjisi = Heating energy ; Soğutma enerjisi = Cooling energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, Mersin ilinde yer alan konut dışı bir binada rüzgâr ve güneş enerji teknolojilerinin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Konut dışı bina olarak kamuya ait bir poliklinik incelenmiştir. Rüzgâr ve güneş enerji teknolojilerini incelemek amacıyla Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nden veriler temin edilmiştir. Mersin'de bulunan Mersin istasyonuna ait olan bu veriler istatiksel olarak incelenmiştir. Bu bölgede 0,9 kW gücünde rüzgâr türbini kullanılarak yılda 2223,5 kWh ve %20 panel verimine ve toplamda 15 m2 alana sahip fotovoltaik paneller (toplam güç = 5kW) kullanılarak yılda 4240 kWh elektrik enerjisinin üretilebileceği hesaplanmıştır. Bu hesaplamalar için Matlab programında kod hazırlanmıştır. EnergyPlus benzetim programı kullanılarak polikliniğin yıllık enerji tüketimi 26107,52 kWh olarak hesaplanmıştır. Konut dışı binanın ısıtma ve soğutma yüklerini karşılamak amacıyla hava kaynaklı ısı pompası kullanılmıştır. Konut dışı binanın ihtiyaç duyduğu enerjinin % 8,51'ini rüzgâr türbininden ve % 16,24'ünü fotovoltaik panellerden karşılanabileceği hesaplanmıştır. Kullanılan teknolojilerin maliyet analizi yapılarak; incelenen bölgenin rüzgâr enerji potansiyelinin düşük olması, rüzgâr türbini fiyatının yüksek olması ve amortisman süresinin sistemde kullanılan bileşenlerin kullanım ömrüne yakın olmasından ötürü kurulması düşünülen rüzgâr-güneş hibrit sistemin incelenen bölge için yapılabilir olmadığı sonucuna varılmıştır. Diğer yandan, elektrik üretimi için sadece fotovoltaik panel sisteminin kullanılmasıyla amortisman süresinin 17 yıldan 11 yıla düşeceği hesaplanmıştır. Bu sonuca dayanarak, bu sistemin uygulanabilir olduğu bulunmuştur.

Abstract:
In this study, applicability of wind and solar energy technologies in a nonresidential building located in Mersin is investigated. As non-residential building, a publicly owned polyclinic was examined. Meteorological data was obtained from Turkish State Meteorological Service to investigate the solar and wind energy technologies. The data was examined statistically. By using wind turbine with 0.9 kW rated power 2223,5 kWh electricity energy was generated similarly PV panel (total power = 5kW) with 20 % panel efficiency and 15 m2 surface area 4240 kWh electricity energy is generated. Matlab code for this calculation was prepared. EnergyPlus simulation program was used to calculate the annual energy consumption (26107,52 kWh) of the polyclinic. To meet heating and cooling loads of the non-residential building, the air source heat pump was prefered. Wind energy potential of the region is low and only 8.51 % of the total demand can be supplied from wind turbine. Solar energy potential of the region is high when compared with the other region of the Turkey. However, only 16.24 % of the total demand can be supplied by PV panel. As a result of cost analysis, the low of the wind energy potential of the region investigated, the high price of the wind turbine and the proximity to the lifetime of the components utilized within the system of the depreciation period the establishment of a proposed wind-solar hybrid system for investigated region is not feasible. On the other hand, by using only photovoltaic panel system to generate electricity, it was determined that depreciation period will decrease from 17 to 11 years. Based on this result, that the system applicability was found.