Şebekeden bağımsız fotovoltaik güneş enerji sistemlerinin batarya otonomu ve sistemin ekonomik analizi
Battery autonomous of photo voltaic off-grid solar energy systems and economic analysis of system
Yazar: SERBÜLENT GÜR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZELİHA ÜSTÜN ARGON
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Batarya değişim istasyonları = Battery swappi̇ng stations ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Otonom araçlar = Autonomous vehicles ; Sistem analizi = System analysis

Özet:
Off-Grid güneş enerji santralleri, güneşten elde edilen enerjiyi fotovoltaik paneller vasıtasıyla gerekli olduğunda kullanılmak üzere bir batarya grubuna depolayan sistemlerdir. Herhangi bir bölgede bireysel ya da ortak kullanılacak off-grid bir santral kurmak yüksek maliyetler gerektirmekte dolayısı ile bu tür sistemlerde ilk yatırım masraflarının geri kazanılması ve sistemin mümkün olduğunca kısa sürede kârlı duruma geçmesi öncelikli olarak beklenilmektedir. Bu sistemlerde, bataryalar bir süre düzenli çalıştıktan sonra enerji depolama verimlerini yitirmekte ve kullanıcılar bu süreçten ekonomik olarak olumsuz etkilenmektedir. Mevcut çalışmada bahsedilen sorunlara çözüm bulabilmek amacı ile, standart bir sistem ile batarya otonomu içeren bir sistemin batarya ömürleri karşılaştırılmış ve PV off-grid bir güneş enerji santralinin batarya otonomunu sağlayacak sistemin deneysel olarak tasarımı yapılmıştır. Çalışma sonunda elde edilen veriler kullanılarak sistemin ekonomik analizi gerçekleştirilmiştir. Bu değerler ışığında standart bir batarya sisteminin ekonomik anlamda sürekli zarar ettiği, batarya otonomu içeren bir sistemin ise aksine daha verimli çalıştığı ve kısa sürede kendini amorti ettiği görülmüştür. Ayrıca temel seviyede bir yazılım ve donanım eklemesi ile sistem verimliliğinin artırılabileceği de tespit edilmiştir. Sonuç olarak geliştirilen sistemin batarya kullanılan en basit elektrikli araçlardan en karmaşık santrallere kadar farklı uygulamalarda tercih edilebileceği ve sistemsel geri kazanım sürelerinin de önemli ölçüde azaltılabileceği görülmektedir.

Abstract:
Off-Grid solar power plants store the energy obtained from the sun via photovoltaic panels in a battery group. The stored energy is used when there is no sun. Installing an off-grid power plant to be used individually or jointly in any place requires high costs. In such systems, the main expectation is to recover the initial investment costs of the system and to make the system profitable. However, after the systems work regularly for a while, the batteries lose their energy storage capacity. In this case, the installed system negatively affects the users economically. In this study, the battery lifespans of a standard system and a system with battery autonomy were compared, and the system that would provide battery autonomy of a PV off-grid solar power plant was experimentally designed. The economic analysis values of the system were calculated with the data obtained at the end of the study. In the light of these values, it has been seen that a system with battery autonomy works more efficiently and pays for itself in a short time, although a standard system is constantly losing. In addition, it has been determined that system efficiency can be increased by adding a basic level of software and hardware. As a result, it has been seen that the developed system can be used in different applications from the simplest electric vehicles using batteries to the most complex power plants, and the recovery times can be significantly reduced.