Homer ile yenilenebilir enerji tabanlı hibrit mikro şebeke tasarımı ve enerji yönetimi

Bu tez çalışmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarına (YEK) dayalı hibrit mikro şebeke (MŞ) sistemlerinin, farklı tüketici gruplarının enerji ihtiyaçlarını karşılamadaki teknik ve ekonomik fizibilitesi değerlendirilmiştir. HOMER Pro yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada, biri şebekeden bağımsız (off-grid) kırsal alan için, diğeri ise şebekeye bağlı (on-grid) bir hastane için olmak üzere iki farklı MŞ uygulaması tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Kırsal uygulamada; fotovoltaik (FV) paneller, rüzgâr türbini (RT), yakıt hücresi (FC), batarya depolama sistemi (BDS), hidrojen tankı (HT), konvertör ve elektrolizör bileşenlerinden oluşan bir MŞ tasarımı yapılmıştır. Güneş ve rüzgâr potansiyeli dikkate alınarak optimize edilen sistemin yıllık elektrik üretimi 117.240 kWh, net bugünkü maliyeti (NPC) 361.922 $ ve seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE) 0,464 $/kWh olarak hesaplanmıştır. Hastane uygulamasında ise enerji tüketimi yanında oksijen ihtiyacını da karşılayan hibrit bir sistem tasarlanmıştır. Bu modelde elektrolizör ile üretilen hidrojen, FC'de elektrik üretiminde, eş zamanlı üretilen oksijen ise tıbbi gaz olarak değerlendirilmiştir. Uygulama kapsamında FV, RT, FC, BDS ve HT bileşenlerinden oluşan sistemin NPC değeri 1.342.409 $, LCOE değeri ise 0,09745 $/kWh olarak belirlenmiştir. Ayrıca sistem yılda 8.372 kg hidrojen ve yaklaşık 66.460 kg oksijen üretmiştir. Sonuçlar, YEK'lere dayalı hibrit MŞ sistemlerinin teknik olarak uygulanabilir ve uzun vadede ekonomik açıdan sürdürülebilir olduğunu göstermektedir. Hastane gibi kritik altyapılarda hem enerji hem de oksijen üretimini sağlayan bu tür entegre çözümler, dışa bağımlılığı azaltarak enerji güvenliğini artırabilir. Anahtar Kelimeler: Güneş, Rüzgâr, Hidrojen, Mikro şebeke, Oksijen, CO2, NPC, LCOE