Değişik ölçekteki elektrik araç sayısı ve yenilenebilir enerji kapasitesi senaryoları dikkate alınarak bir konut bölgesinin farklı amaç fonksiyonları doğrultusunda işletildiği bir enerji yönetimi yaklaşımı
An energy management approach in which a residential neighbourhood is operated for different purpose functions, taking into account different scenarios for the number of electric vehicles and renewable energy capacity at different scales
Yazar: Zaimoğlu, Aslı; İşcan, Edanur; Şafak, Burak; Çiçek, Alper
Dergi: Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 15 No. 3, 2025
Anahtar kelimeler: Electrical Energy Storage ; Elektrik Enerjisi Depolama ; Photovoltaic Power Systems ; Fotovoltaik Güç Sistemleri ; Electrical Engineering (Other) ; Elektrik Mühendisliği (Diğer) ; Elektrikli araçlar,Ekonomik işletim,Konut bölgesi,Yenilebilir enerji,Yük faktörü maksimizasyonu ; Electric vehicles,Economical operation,Residential area,Renewable energy,Maximization of load factor

Önümüzdeki yıllarda elektrik talebinin sürekli artması beklenmektedir. Bu yükseliş, fosil yakıtlara olan büyük bağımlılık nedeniyle, enerji sistemlerinin karbondan arındırılmasının önünde ciddi bir engel teşkil etmektedir. Ayrıca, dünya genelinde toplam elektrik tüketiminin ve karbon emisyonlarının önemli bir yüzdesi konutlar tarafından karşılanmaktadır. Bu durum göz önüne alındığında, konutlarda hem yenilenebilir enerji kullanımını artırmak hem de etkin enerji yönetimi gerçekleştirmek, sürdürülebilirlik adına iyi bir çözüm sunmaktadır. Özellikle bir konut bölgesindeki farklı sayılardaki elektrikli araçların varlığı ve çeşitli kapasitelerdeki yenilenebilir enerji kaynakları da enerji yönetimi stratejilerinde muhakkak dikkate alınmalıdır. Bu çalışma, farklı sayılardaki elektrikli araçları ve farklı kapasitelerdeki yenilenebilir enerji kaynaklarını göz önünde bulundurarak bir konut bölgesi için optimum bir enerji yönetim modeli oluşturmayı hedeflemektedir. Modelin, konut bölgesinin ekonomik işletimini sağlaması, güneş enerjisi kullanımını maksimize etmesi ve yük faktörünü en üst düzeye çıkarması gibi amaçlar doğrultusunda çalıştırılabildiği ifade edilmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen güç hem doğrudan konut bölgesinde değerlendirilebilirken hem de fazla üretim durumunda elektrik şebekesine satılabilmektedir. Benzer şekilde, elektrikli araç bataryalarının deşarj edilmesiyle sağlanan güç de elektrik şebekesine satılabilir veya konut bölgesinde kullanılabilir. Bu enerji yönetim stratejisi, karışık tamsayılı doğrusal programlama yöntemiyle modellenmiştir. Çalışma kapsamında, farklı elektrikli araç sayıları ve çeşitli yenilenebilir enerji kapasiteleri dikkate alınarak detaylı durum analizleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Test çalışmaları için, Edirne ilinde bulunan bir konut bölgesinin gerçek yük verileri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen modelin kâr ve yük faktörü maksimizasyonu hedefleri doğrultusunda istenen performansı başarılı bir şekilde sağladığını göstermektedir.

In the coming years, electricity demand is expected to continuously increase. This rise poses a significant obstacle to the decarbonization of energy systems due to the heavy reliance on fossil fuels. Furthermore, residences account for a considerable percentage of global electricity consumption and carbon emissions. Given this, enhancing renewable energy utilization and implementing effective energy management in residential areas offer a promising solution for sustainability. Specifically, the varying numbers of electric vehicles (EVs) and diverse capacities of renewable energy sources (RES) within a residential area must also be meticulously considered in energy management strategies. This study aims to develop an optimal energy management model for a residential area, taking into account different numbers of electric vehicles and various capacities of renewable energy sources. The model is designed to ensure the economic operation of the residential area, maximize solar energy utilization, and optimize the load factor. Power generated from renewable energy sources can be directly utilized within the residential area, or, in instances of surplus production, sold to the electricity grid. Similarly, power supplied by discharging electric vehicle batteries can also be sold to the electricity grid or used within the residential area. This optimization strategy is modeled using a mixed-integer linear programming (MILP) approach. Within the scope of this study, detailed case analyses were conducted considering different numbers of electric vehicles and various renewable energy capacities, and the obtained results were compared. For test cases, real load data from a residential area in Edirne, Türkiye, were utilized. The results demonstrate that the developed model successfully achieves the desired performance in terms of profit and load factor maximization objectives.