Yenilenebilir enerji sistemlerinin bulunduğu bir mikroşebekede enerji depolama sistemlerinin maliyet optimizasyonu

Abstract

Günümüzde elektrik enerjisi büyük çoğunlukla tükenmekte olan kaynaklardan elde edilmektedir. Ancak tükenmekte olan kaynakların sürdürülebilir olmadığı açıktır ve bu yüzden yenilenebilir enerji kaynakları gün geçtikçe görevi devralmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve uygulanması belirli problemleri beraberinde getirmiştir. Bunlardan başlıca olanı yenilenebilir enerji kaynaklarının stabil olmamasıdır. Tez kapsamında, öncelikle yenilenebilir enerji kaynaklarının ve enerji depolama sistemlerinin tanıtımı yapılmış ve optimizasyon yöntemleri kullanılarak yenilenebilir enerji kaynaklarının en optimum dalgalanma değerleri ile şebeke veya bir tesise entegrasyonu üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının önündeki en büyük engellerden birisi kararsız çalışmasıdır. Bu tez ile yenilenebilir enerji kaynaklarında üretilen enerjinin minimum dalgalanma ile şebekeye entegrasyonu ve enerji depolama sistemleri ile kararsız çalışmasının önüne geçilebilecek sistemler geliştirilecek ve öneriler sunulacaktır. Yenilenebilir enerjinin en büyük dezavantajı olarak tanımlayabileceğimiz kararsızlık probleminin aşılması ile kullanımının daha da yaygınlaşacağı düşünülmektedir. Mevcut elektrik üretim kaynakların ömrü kısıtlı olduğu için gelecekteki enerji ihtiyaçlarımızı karşılayabilmemiz için bunu yapmak zorundayız. Bu tez kapsamında ETAP programı ile 10 MW gücünde yükü besleyen 6 MW gücünde rüzgar ve 6 MW gücünde güneş santrali içeren bir hibrid şebeke kurulmuş, kurulan şebekeye eklenecek olan enerji depolama sistemlerinin boyutunun belirlenmesinde farklı optimizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Dolayısıyla, gerekli olan en uygun ve en az maliyetli sistem 4 MWh olarak belirlenemiştir.

Novadays, electrical energy is largely derived from sources that are running out. However, it is clear that the resources that are being exhausted are not sustainable, and therefore renewable energy sources are taking over the task day by day. The use and implementation of renewable energy sources has led to certain problems. The main thing is that renewable energy sources are unstable. The thesis primarily introduced renewable energy sources and energy storage systems, and has been studied using optimization methods to integrate renewable energy resources into the grid or a facility with the optimum fluctuations. One of the biggest obstacles to renewable energy sources is its unstable functioning. This thesis will develop and provide recommendations for the minimum fluctuation of energy generated in renewable energy sources, integration of energy into the grid, and the ability to prevent energy storage systems and instability. It is thought that the use of renewable energy will become even more common with the exceeding of the instability problem that we can define as the biggest disadvantage. Because the life of existing electricity production resources is limited, we have to do this so that we can meet our future energy needs. In this thesis, optimization methods were used to determine the size of energy storage systems that were installed and added to the gird that was installed with a hybrid grid. Therefore, the most appropriate and least cost-effective system required will be determined. Within this thesis, a hybrid grid with 6 MW wind power and 6 MW solar power power plant was established with the Etap program, which supplies a load of 10 MW. Three different optimization methods have been used to determine the size of energy storage systems that will be added to the installed grid. Therefore, the most appropriate and least cost-effective system required was not identified as 4 MWh.