Yenilenebilir hibrit enerji kaynakları ile beslenen konutlarda akıllı enerji depolama ve yönetim sistemi
Smart energy storage and management system in houses with renewable hybrid energy
Yazar: ATAKAN ALKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET ZEKİ BİLGİN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Batarya = Battery ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Günümüzde üretilen elektrik enerjisinin önemli miktarı konutlarda tüketilmektedir. Bu enerjinin büyük bölümü fosil yakıtlardan üretilmekte ve üretim aşamasında çevreye olumsuz etkileri olan gaz salınımları ortaya çıkmaktadır. Türkiye'de üretilen elektrik enerjisinin büyük oranda ithal doğalgaz ve kömüre bağlı olması, enerji üretimini dışa bağlı hale getirmesinin yanında üretim maliyetini de yükseltmektedir. Temiz ve ucuz elektrik enerjisi üretimi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ile mümkün olabilmektedir. Özellikle konutların ihtiyaçları olan elektrik enerjisini kendilerinin üretmesi hem konut sahibi hem de ülke için ekonomik faydalar getirmektedir. Tek bir yenilenebilir kaynaktan üretilen enerjinin sürekliliği olmayacağından farklı kaynaklara sahip hibrit sistemler kullanılmalı ve üretilen enerji depolanabilmelidir. Üretimin hibrit sistem ile yapılması durumunda, enerjinin kullanımı, depolanması ve şebekeye aktarımının kontrol edilmesi gereklidir. Bu sebeple tüm sistemi kontrol eden akıllı enerji yönetim algoritmasına da ihtiyaç vardır. Bu yüksek lisans tezinde, Kocaeli bölgesi için yenilenebilir güneş, rüzgar kaynakları ve yakıt hücresi ile beslenen, enerji depolama için batarya kullanan, gerektiğinde ihtiyaç fazlası enerjiyi şebekeye aktarabilen ve akıllı enerji yönetim sistemine sahip akıllı konut modeli önerilmiştir. Tüm kaynaklar Doğru Gerilime çevrilerek ortak barada toplanmış ve buradan yüklere dağıtılmıştır. Çalışmada, Kocaeli ili, Umuttepe bölgesi için bir yıllık güneş ve rüzgar enerjisi üretimi ölçüm değerleri analiz edilerek sonuçlar sunulmuştur. Önerilen akıllı konut modeli ve yönetim algoritması MATLAB/Simulink ortamında doğrulanarak benzetim sonuçları verilmiştir.

Abstract:
Nowadays, an important amount of energy is consumed in houses. This energy is largely produced from fossil fuels and emissions with negative effects on the environment occur during energy generation. Because the large amount of generation electricity in Turkey depends on imported natural gas and coal, not only generating energy depends on external sources but also the costs increase. Electricity generation in clean and cheap way is possible by the use of renewable energy sources. In particular, generating required electricity by themselves has economic benefits for the owners of houses and the country. Hybrid systems with different sources should be used and generated energy is able to store since generated energy from only one renewable source has no sustainability. When generating energy with hybrid system, It is necessary to control energy use, storage and energy transfer to the grid. Hence, it is required a smart energy management algorithm for controlling all the system. This master's thesis suggests for Kocaeli a smart house model has renewable solar, renewable wind, a fuel cell unit as sources and a battery unit for energy storage and a smart energy management system and the model enables transferring the excess energy to the grid. All sources are linked to the common bus by converting to Direct Current and distributed. In the study, the measurements of solar and wind energy generation of Umuttepe of Kocaeli for a year are analyzed and the results are presented. The proposed smart house model and management algorithm are verified in MATLAB/Simulink.