Akıllı kampüs uygulaması kapsamında güneş enerjisi santralinin elektrik şebekesine entegrasyonu /
Yazar: GÜLHAN ŞAHİN ÖZYALÇIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA BETÜL ÜNSAL ÇELİMLİ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Elektrifikasyon = Electrification ; Elektrik = Electricity ; Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Elektrik sektörü = Electricity sector ; Enerji kaynakları = Energy resources ; Enerji sektörü = Energy sector ; Güneş = Solar ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant

Özet:
Dünya ve Türkiye' de yenilenebilir enerji görünümü, mevzuat düzenlemeleri ve bu alanda yapılan çalışmaların katkılarına dair yapılan araştırmalar sonucunda, son yıllarda özellikle Türkiye' de kamu yatırımlarının fizibilite güvenilirliğinin artırılması gerektiği, mevcut kullanılan simülasyon programlarının tahmini elektrik üretim verilerinin gerçek üretime daha yakın sonuçlar verecek şekilde optimize edilmesi gerekliliği tespit edilmiştir. Bu tez çalışması kapsamında, gerçek zamanlı üretim değerlerine en yakın sonuca ulaşmak ve yüksek hatalı hesaplamalardan kaynaklanan maliyetleri azaltabilmek için kamu yatırımları fizibiliteleri hazırlanırken kullanılan programlarda iyileştirmeler yapılması hedeflenmiştir. Ek olarak, literatürde, gerçek zamanlı üretim verileri ile modelleme verilerinin kıyaslanmasında yoğunlukla, tek bir modelleme aracı ile kısa süreli zaman aralıklarının kullanıldığı tespit edildiğinden, çalışmanın farklı modelleme araçlarının hata yüzdelerini kıyaslamasıyla, literatürdeki boşluğu doldurması, özellikle bu alanda yapılacak çalışmalar için bir rehber niteliğinde olması amaçlanmıştır. Çalışmada 15 ay boyunca takip edilen, 2242,80 kWp gücünde bir güneş enerjisi santralinin gerçek zamanlı üretim değerleri alınmış, kamu yatırımları özelinde kullanılan 3 farklı modelleme aracı ile üretim değerleri tahmin edilmiş, modellemelere farklı iklim veri tabanları kıyaslaması da eklenerek en doğru sonuç için karşılaştırmalı sonuçlar elde edilmiştir. En verimli olduğu tespit edilen simülasyon programı ile bir başka gerçek zamanlı uygulama çalışması, Türkiye ortalaması üretim ve iklim potansiyeline sahip olan Sivas ili
ix
özelinde modellenmiştir. Alınan sonuçlar, Türkiye genelinde güneş enerjisi tesisi modellemesinde kullanabilecek simülasyon programını ve iklim veri tabanını belirlemiştir. Bu sayede bu tez çalışmasında, kamu yatırımları için hata oranı daha düşük uygulamalarla, kurulum maliyetini optimize etmek ve ülkemiz yatırımlarına katkıda bulunmak hedefi de gerçekleştirilmiştir. Doğruluğu kanıtlanan program ile yapılan ikinci uygulamada ise, akıllı kampüs hedefi doğrultusunda, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi kampüsü için bir güneş enerjisi sistemi tasarlanmıştır. Böylece, kamu yatırımı özelinde akıllı kampüs uygulaması dahilinde yenilenebilir enerji kaynaklı kampüs içi güneş enerjisi üretimi için yapılan modellemenin gerçek üretim değerlerine en yakın sonucu vermesi sağlanmış ve maliyeti optimize edilmiş bir kamu yatırımı modelinin de gerçekleştirilmesi sağlanmıştır.
Anahtar kelimeler: Güneş Enerjisi, Akıllı Kampüs, GES Modellemesi, GES Gerçek Zamanlı Veri Analizi.

Abstract:
The reliability of the feasibility of public investments must be enhanced, and the existing simulation programs must be optimised to provide estimated electricity production data that are closer to actual production, as a result of research on the outlook of renewable energy in the world and Turkey, regulatory frameworks, and the contributions of studies in this field. This has been confirmed in recent years, particularly in Turkey. The objective of this thesis is to enhance the programs utilised to conduct feasibility studies for public investments in order to obtain results that are as close to real-time production values as possible and to mitigate the costs associated with high calculation errors. Furthermore, the study endeavours to address the gap in the literature by comparing the error rates of various modelling tools, thereby serving as a guide for future research in this field, as it was observed that real-time production data and modelling data are primarily compared using a single modelling tool with short time intervals. The study acquired real-time production values for a solar power plant with a capacity of 2242.80 kWp, which were monitored over a 15-month period. Three distinct modelling tools were employed to estimate production values with a particular emphasis on public investments. The most precise results were obtained by incorporating a comparison of various climate databases into the models. A simulation program that was determined to be the most efficient, in conjunction with another real-time application study, has been designed specifically for the province of Sivas, which has an average production and climate potential in Turkey.
xi
The simulation program and climate database that can be employed to model solar energy facilities throughout Turkey have been identified by the results obtained. This thesis has also succeeded in its objective of reducing installation costs through the use of applications with a reduced error rate for public investments and thereby contributing to our country's investments. In accordance with the objective of a smart campus, a solar energy system was developed for the Sivas Cumhuriyet University campus in the second application of the established initiative. Therefore, the modelling of on-campus solar energy production from renewable energy sources has been ensured to produce results that are as close to the actual production values as possible within the context of the smart campus application for public investment. Additionally, a public investment model with optimised costs has been implemented.
Key Words: Solar Energy, Smart Campus, Photovoltaics Modeling, Solar Power Plant Real-time Data Analysis.