Wind energy
105 theses under this subject heading
indexedOpen AccessTRAkıllı şebekelerle uyumlu yenilenebilir enerji sistemleri için entegrasyon modeli
Enerji dönüşümü bağlamında, yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş ve rüzgâr enerjisinin elektrik şebekelerine giderek artan entegrasyonu; kararlılık, kesintililik yönetimi ve kaynak optimizasyonu açısından önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Bu zorluklar aynı anda kesintisiz beslemeyi, arz-talep dengesini ve akıllı şebeke gereksinimlerine uyumluluğu sağlayabilen entegrasyon modellerinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışma, akıllı şebekelerle uyumlu yenilenebilir enerji entegrasyonu için kural tabanlı kontrol (KTK) yöntemiyle çalışan ve enerji yönetim sistemi (EYS) tarafından yönetilen hibrit bir mikro-şebeke modeli önermektedir. Mikro-şebeke değiştir ve gözle algoritmalı maksimum güç noktası takibi (MGNT) yaklaşımıyla ilişkilendirilmiş 19.7 kW'lık bir fotovoltaik (FV) sistem, ortalama 6.2 kW güç üreten sabit mıknatıslı senkron generatörlü (SMSG) bir rüzgâr enerjisi sistemi, 100 Ah'lik bir batarya ve 700V DA bara üzerinde birbirine bağlı 8 kW'lık paralel RLC yükünden oluşmaktadır. Sistemin enerji akışı dinamiklerini ve bileşenler arasındaki etkileşimleri modellemek, simüle etmek ve analiz etmek amacıyla MATLAB/Simulink ortamında sistematik bir yaklaşım benimsenmiştir. Beş çalışma senaryosu incelenmiş olup, bu senaryolar güneş enerjisi modu, rüzgâr enerjisi modu, ada modu, aşırı yük modu ve batarya modu olarak tanımlanmıştır. Sonuçlar, güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi modlarında 8 kW'lık yükün elektrik talebinin tamamen karşılandığını ve fazla enerjinin bataryaya yönlendirildiğini göstermektedir. Ada modunda, şebeke bağlantısı kesilmesine rağmen besleme sürekliliği sağlanmış ve DA bara gerilimi 700V'ta kararlı kalmıştır. 100 kW'lık aşırı yük modunda ise KTK-EYS, elektrik talebini karşılamak için şebeke, rüzgâr, güneş ve deşarj modundaki bataryayı koordineli biçimde yönetmiştir. Bu sonuçlar önerilen modelin etkinliğini ve akıllı şebekelerin işlevsel gereksinimlerine uygunluğunu doğrulamaktadır.
Küçük güçlü bir otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile elektrik eldesi
Bu tezde, bir evin yıllık ortalama elektrik enerjisi tüketimi hesaplanmış olup; şebekenin ulaşamadığı bir yerde, ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin gücü ve depolama sisteminin belirlenmesi gibi hesaplamalar yapılmıştır. Bu amaçla en ekonomik türbin seçiminin belirlenmesi ve ihtiyacı karşılamak için gerekli türbin maliyetleri de değerlendirilerek; elde edilen elektrik enerjisi ile sistemin kendisini geri ödeme süresi hesaplanmıştır.Bir rüzgar türbininden elde edilebilecek enerjinin belirlenebilmesi için, rüzgarın temel parametreleri olan; rüzgar hızı, süresi ve yönünün belirlenmesi gerekir. İzmir ili için yapılan bu çalışmada, bölgenin 21 m deki 2006 yılının rüzgar ölçüm verileri temin edilmiş ve bu ölçüm verilerine dayanarak 30 m ve 40 m deki rüzgar hızları hesaplanmıştır. Elde edilen bu verilere dayanarak; 21 m, 30 m ve 40 m deki rüzgar potansiyeli ile, 2 kW, 3 kW ve 5 kW'lık türbinlerden elde edilecek teorik güç ve maksimum güç değerleri ayrı ayrı hesaplanmış ve bu değerlere göre rüzgar türbinlerinin verimleri belirlenmiştir. Türbinlerin maliyetleri de dikkate alınarak, şebekeden bağıntısız bir yerde bir evin elektrik enerji ihtiyacını otonom rüzgar enerjisi çevrim sistemi ile karşılayabilecek ekonomik türbin seçimi yapılmış ve kıyaslanan türbinlerin yıllık 21 m, 30 m ve 40 m yükseklikte üretecekleri enerji miktarları bulunmuştur.Çalışmalar sonucunda; İzmir bölgesindeki bir evin, belirlenen elektrik enerjisi ihtiyacının 3 kW'lık bir türbinle ekonomik olarak karşılanmasının uygun olduğu neticesine varılmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektrik Enerjisi, Otonom Çevrim Sistemi, Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Türbini
Güneydoğu Anadolu Bölgesinde rüzgâr karakteristiğinin belirlenmesi ve küçük rüzgâr türbinleri ile enerji üretim potansiyellerinin araştırılması
Dünyamızın ana enerji kaynağı güneştir. Sürekli devam eden doğal süreçte var olan enerji akışı dünyamızı ve varoluşu ayakta tutar. Güneşteki nükleer tepkimeler sonucunda oluşan güneş ışınlarının dünyamızla etkileşerek depolanmış ve dönüşmüş halleri farklı enerji kaynakları olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu enerji kaynakları arasında yenilenebilir enerji kaynakları ise, tükenme hızından daha hızlı kendini yenileyebilmesi ile tanımlanabilir. Bu yenilenebilir enerji kaynakları; güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerji, biokütle enerjisi ve benzeri olarak sıralanabilir. Stratejik olarak enerji kaynakları ne kadar çok çeşitlendirilir ve ne kadar çok yenilenebilir enerjilerle desteklenir ise insanlık o ölçüde gelecekteki refahını garanti altına almış olacaktır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında ise son 10 yıldaki sektör büyümesi ve yatırımlar ele alınacak olursa Rüzgâr Enerjisi ayrı bir önem kazanmaktadır. Bu çalışmanın amacı; Güneydoğu Anadolu Bölgesinde tarımsal amaçlı kullanım dikkate alınarak rüzgâr enerjisinin potansiyelini analiz etmek ve Güneydoğu Anadolu Bölgesi Rüzgâr Enerjisi Potansiyeli hakkında bilimsel kaynaklarda mevcut bilgi eksikliğini azaltmak için bir adım atmaktır. Çalışmada; Güneydoğu Anadolu Bölgesinde toplam 9 şehirdeki 24 adet meteoroloji istasyonuna ait veriler, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğüne ait Rüzgâr Enerjisi Potansiyel Atlası ve uydu görüntüleri eş zamanlı olarak incelenmiş, bölgeyle ilgili çeşitli bilgiler elde edilmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda öncelikle bölgenin rüzgâr karakteristikleri belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca bölgedeki rüzgâr karakteristikleri dikkate alınarak yatay ve dikey eksenli rüzgâr türbinlerinin muhtemel performansları irdelenmiş, elde edilecek güç ve enerji değerleri ortaya konulmuştur.
Design and implementation of a modular multilevel converter based wind energy conversion system
The modular multilevel converter (MMC) is an effective power electronic interface due to its modular structure for wind energy conversion system (WECS). Capacitor voltage balancing under nearest level modulation (NLM) method is a critical topic to hold the capacitor voltage of each submodule (SM) of MMC constant. In this thesis, new approaches are discovered by focusing on this topic. Accordingly, firstly, a detailed review on the circuit topology, control and applications of the MMC considering the recent improvements is presented. Secondly, a novel NLM method is proposed with increased output voltage quality for MMC. Thirdly, a generalized SM selection method using the formula of the number of states calculation incorporated into the capacitor voltage balancing scheme under NLM method is developed and sampling frequency analysis is performed. Fourthly, an efficient capacitor voltage balancing scheme under NLM method, DC-link voltage control scheme via hysteresis current control based PI controller and dq reference frame-based load voltage control technique at the point of common coupling are designed and developed for MMC based WECS. Simulation studies are carried out to verify the effectiveness of the proposed capacitor voltage balancing scheme and NLM method using various case studies. Ultimately, experimental studies are presented to demonstrate the applicability of the proposed capacitor voltage balancing scheme under NLM method for the MMC based WECS.
Deniz üstü rüzgar enerji santrallarının teknik ve ekonomik analizi
Enerji ihtiyacının her sene arttığı dünyamızda bu ihtiyaç yüzyıllar boyunca fosil yakıt kaynakları ile karşılanmış fakat bu yakıtların yarattığı çevre sorunları ve fosil yakıtların dünya genelindeki rezervlerinin azaldığı ancak birkaç on yıldır yetkili çevrelerin dikkatini çekmiştir. Ülkelerin çevre kirliliğini önleme, enerjide sürdürülebilirlik sağlama ve yakıt bakımından dışa bağlılığını azaltma amacıyla son on yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgilerini arttırdıkları bilinmektedir. Nispeten fakir ülkelerde fayda/maliyet oranının yüksek olması sebebiyle henüz fosil yakıtların egemenliği sorgulanmazken özellikle Avrupa ülkelerinde ve Amerika'da çeşitli yenilenebilir enerji kaynakları üzerine araştırmalar ve yatırımlar artarak devam etmektedir.Yenilenebilir enerji kaynaklarının dünya genelindeki potansiyeli ve günümüz teknolojisi ile bu potansiyelden yararlanma olanağı göz önüne alındığında rüzgar enerjisi ön plana çıkmaktadır. Diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla büyük ölçekte kullanılabilirliği daha yüksek olan rüzgar enerjisi çoğu gelişmiş ülkenin enerji planında önemli yer edinmiştir; öyle ki İngiltere, Almanya ve bazı İskandinav ülkeleri birkaç on yıl içerisinde enerji üretimlerinin %20'ye varan kısımlarını rüzgar enerjisinden elde etmeyi planlamaktadırlar.Rüzgar enerjisinin temelleri yel değirmeni benzeri kara üzerinde kurulan türbinlerle atılmasına ve günümüzde de kurulu rüzgar enerjisi kapasitesinin çok büyük bir bölümü kara üzerinde olmasına rağmen, türbinlerin deniz üzerinde kurulmasının da teknik ve çevresel avantajları vardır. Bu avantajların değerlendirilmesi sonucunda özellikle Baltık Denizi'nde son on yıl içerisinde oldukça büyük yatırımlar yapılmıştır. Bu çalışmada deniz üzerinde kurulan rüzgar enerjisi türbinlerinin teknik, çevresel ve ekonomik yönlerden incelemesi yapılacak ve hangi durumlarda kurulumlarının mantıklı olacağı konusunda fikir yürütülecektir.
Rüzgar türbini dökümlerinde hassas metalürjik değişkenlerin optimizasyonu
Enerji; insanoğlunun tarihsel gelişimi ile kendini göstermiş ve her geçen gün kendine olan ihtiyaç artmıştır. Teknolojini gelişmesiyle birlikte enerjiye duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Fakat enerjiyi karşılayan kaynaklar yeryüzünde sınırlı olduğu için yok olmaya doğru hızla ilerlemektedir.Enerji kaynaklarının tükeniyor olması insanoğlunu yeni arayışlara itmiştir. Böylece sınırlı kaynaklardan sınırsız kaynaklara yönelme olmuştur. Petrol, doğalgaz kömür gibi fosil yakıtlar önümüzdeki 50 yıl içerisinde tükenme seviyesine kadar düşecektir. Bu nedenle artan enerji ihtiyacını karşılayacak yeni arayışlar içerisine girilmiştir. Bu süreçte, sonsuz enerji kaynakları olarak güneş ve rüzgar enerjisini kullanmayı bilim adamları kendine hedef olarak belirlemiştir.Sonsuz enerji kaynaklarından birisi olan rüzgar enerjisi; fosil yakıtlar gibi çevresel kirliliğe yol açmadan temiz ve sonsuz bir enerji sunmaktadır. Türkiye'nin rüzgar kapasitesi incelendiğinde Ege ve Marmara bölgesinde yüksek verimli rüzgar enerjisi üretmenin mümkün olduğu belirlenmiştir. Ülkemizde 2000'li yılların başlangıcında rüzgar enerjisi kullanılmaya başlanmıştır. Rüzgar enerjisi kullanımı olarak yeni bir ülke olduğumuzdan dolayı dışa bağımlılık söz konusudur. Dışa bağımlı oluşumuz ilk yatırım maliyetini yükselterek daha ucuza enerji temin etmemizi engellemektedir.Bu çalışmada, rüzgar enerjisi kullanımının en verimli şekli olan rüzgar türbinlerinin hayati öneme sahip parçalarından rüzgar türbini pervane göbeğinin (HUB) üretimi ve özelliklerinin uluslar arası standartlara uygun hale getirilmesi amaçlanmıştır. Üretim metalürjisinde hassas metalürjik değişkenler olarak; kimyasal bileşim, aşılama, Mg işlemleri, küresellik parametreleri, soğuma hızı ve kesit kalınlığı belirlenmiştir. Üretim esnasında hassas metalürjik değişkenlerin optimizasyonu hedeflenmiş ve yapılan çalışmalarla birlikte standartlara uygun olarak üretimin gerçekleşmesinin yanında orijinal katkılarda sağlanmıştır.
Wind energy potential in some locations of Turkey
ABSTRACT M.Sc. THESIS THE WIND ENERGY POTENTIAL IN SOME LOCATIONS OF TURKEY MEHMET BİLGİLİ DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL APPLIED SCIENCES ÇUKUROVA UNIVERSITY Supervisor : Prof. Dr. Beşir ŞAHİN Year: 2003, Pages: 80 Jury : Prof. Dr. Beşir ŞAHİN Prof. Dr. RTuğrul O?ULATA Assoc. Prof. Dr. Orhan BÜYÜKAL AC A The aim of this study is to establish the meteorological basis for the assessment of wind energy resources in East Mediterranean Region of Turkey and provide suitable data for evaluating the potential wind power. For this purpose, hourly wind data which were observed between the years 1992 and 2001 at Antakya, İskenderun and Dörtyol Meteorological Stations were used. Calculations were made using appropriate computer programs which were prepared for study and a numerical model which is known as WASP (Wind Atlas Analysis and Application Program). The dominant prevailing wind directions, the mean values, the daily, monthly and annual variations and the frequency distributions were determined. Results were classified according to the height above ground level. Finally, the Wind Atlas of these regions, in the form of contours of constant wind speed and wind potential, were produced. Key Words: Wind energy, Frequency distribution, Wind Atlas, WASP
Şebekeden bağımsız çalışan hibrid enerji sistemlerinde risk değerlendirmesi
Hızla büyümekte olan güç sistemlerinde talep edilen enerji her geçen gün artmaktadır. Bu gelisme insanoglunu, fosil yakıtlı enerji üretim sistemlerinin yüksek maliyetlerini ve çevresel etkilerini de göz önüne alarak, yeni enerji kaynaklarını kullanma yoluna sürüklemistir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının güç sistemlerinde kullanılmaya baslanmasıyla birlikte hibrid enerji sistemleri olusmus ve günümüzde enerji üretim sistemlerinde önemli bir yer kazanmıstır. Hibrid enerji sistemleri, sebekeden bagımsız çalısarak yükleri besleyebildikleri gibi, enterkonnekte sisteme baglanarak sebekeye de enerji saglayabilmektedirler. Tüm bu avantajlarının yanında özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekliliklerinin bulunmamasından dolayı hibrid enerji sistemlerinde yüklerin tam olarak beslenemedikleri durumlarla karsılasılabilmektedir. Bu çalısmada sebekeden bagımsız çalısan, rüzgar türbini + günes panelleri + dizel generatörden olusan bir hibrid enerji sistemi üzerinde, rüzgar ve günes sistemlerinin sürekliligi incelenmis ve sistem için risk degerlendirmesi yapılmıstır. Uygulaması gerçeklestirilen sistem, 250kW gücündeki bir yükü karsılayacak sekilde farklı senaryolar (Dizel+Rüzgar+Günes enerjisi hibrid kombinasyonları) gelistirilerek incelenmis ve olası arıza durumlarına göre risk degerlendirmesi yapılmıstır. Sonuç olarak her bir senaryo için beslenemeyen yük miktarı, yükün beslenemedigi yıllık toplam saat sayısı, dizel generatöre ait yıllık toplam yakıt maliyeti ve optimum senaryoya ait ekonomik çıktılar elde edilmistir.
Yenilenebilir enerji santrallerinde yapay sinir ağları yöntemiyle enerji üretiminin modellenmesi ve planlanması
Yenilenebilir enerji santralleri arasında rüzgar santralleri uygulanabilirliği, verimliliği ve üretilen elektrik maliyetleri açılarından en önemli olanıdır. Ancak, rüzgar santrallerinin kontrolü tam anlamıyla doğanın elindedir. Diğer bir deyişle, rüzgarın ne zaman ne şiddette eseceği insanoğlunun kontrolü dışındadır. Tüm elektrik üreten yenilenebilir enerji santrallerinde planlama aşamasından üretime geçiş aşamasına kadar yaşanan başlıca sorun, santralin bulunduğu bölgedeki meteorolojik verilerin düzeyi, zamana bağlı değişimi ve verilerin gerçekçi bir modelde kullanılarak üretim düzeyinin belirlenmesidir. Karmaşık meteorolojik modeller ve zaman serileri ile yapılan model çalışmalarında istenen doğruluk ve esneklik elde edilememiştir. Bir yenilenebilir santralin üretim düzeyi meteorolojik verilere bağlı olarak doğru saptanamazsa, o santralin güvenilir kapasitesi, kullanılacak donanım kapasiteleri ve türleri yanlış seçilebilmekte; bunun sonucunda yatırım ve üretim maliyetleri hatalı hesaplanmaktadır. Ulusal bazda, elektrik enerjisi üretimi açısından bakıldığında, şebekeye verilecek olan elektrik enerjisindeki kesikli bağlantılar dalgalanmalara neden olmakta; ulusal şebeke genelinde teknik sorunlar yaratmakta, şebeke verimliliği ve etkinliği alanlarında önemli düşüşlere yol açmaktadır ki, bu istenmeyen bir durumdur. Bu çalışmada yukarıda anlatılan sorunlara özellikle yapay sinir ağları kullanılarak yeni yaklaşımlar getirilmiştir. Rüzgar, hidrolik debi ve güneşlenme verileri için kısa, orta ve uzun vadeli tahminler ve öngörüm modelleri üretilmiştir. Bu sayede yenilenebilir enerji santrallerinde enerji üretiminin kontrolü ve planlaması günlük, aylık ve yıllık olarak büyük bir hassasiyetle yapılabilecektir. Bu tezde yapılan çalışmalar sonucu rüzgar, su ve güneşe dayalı yenilenebilir enerji santralleri için akıllı sinir ağları ve bulanık mantık kullanarak kısa, orta ve uzun vadeli tahminleri yüksek bir hassasiyetle yapan bir özgün bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan model Türkiye'nin çeşitli yörelerinden elde edilen gerçek verilerle sınanmış ve uyumun çok yüksek olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: : Yenilenebilir enerji, rüzgar enerjisi, hidroelektrik enerji, bulanık mantık, yapay sinir ağları, enerji planlaması.
Rüzgar enerji sistemlerinin incelenmesi ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi
Rüzgar enerjisi, fosil yakıt kullanımına ihtiyaç duymadığından çevre dostu bir enerji biçimidir. Rüzgar türbinlerinin, termik santraller ya da dizel santraller gibi emisyonları yoktur. Bu tür emisyonlar, asit yağmurları ve küresel ısınmaya neden olan sera etkisine yol açmaktadır. Rüzgar enerjisinin en önemli özelliği, yenilenebilir enerji kaynağı olmasıdır. Bu sebepten fosil yakıtlar gibi tükenmesi söz konusu değildir.Rüzgar, günümüz yenilenebilir enerji kaynakları arasında en ekonomik çözüm olsa da, hali hazırda üretilen elektrik enerjisi ile rekabeti oldukça zordur. Ancak çok yüksek hızlarda, sürekli rüzgar alan bölgelerde kurulması rekabet gücünü arttırmaktadır. Kurulum maliyetleri fazla olsa da, bakım ve işletme giderleri azdır.Rüzgarın süreksizliği büyük bir problemdir. Bu yüzden şebekeden bağımsız çalışması, kesintilere ve dalgalanmalara neden olmaktadır. Genel olarak kararsız bir enerji kaynağıdır. Günümüzde, güç elektroniği uygulamalarının gelişimi ve ilerlemesi ile bu problemler azalmaktadır. Çift yönlü dönüştürücüler sayesinde değişken rüzgar hızlarında da sabit gerilim ve frekansta çıkış verilebilmektedir.Yaptığım bu tez çalışması kapsamında, öncelikli olarak rüzgar enerji sistemleri, elektrik makineleri ve güç elektroniği bakış açısıyla incelenmiş ve şebekeden bağımsız çalışabilen, kendinden uyarmalı kısa devre rotorlu asenkron makina kullanılarak bir uygulama devresi gerçekleştirilmiştir.
İstanbul'da rüzgar santrallerinin uygulanabilirliği ve ekonomikliği
Bu çalışmanın amacı; İstanbul' da ki yatırımları devam eden Rüzgar Enerji Santrallerinin uygulama ve mali etütlerinin araştırılmasıdır. Rüzgar enerjisi potansiyel haritalarının Elektrik İşleri Etüt İdaresi iletişim kanallarında yayımlanmıştır. Bu haritanın Marmara bölgesi sınırları içerisindeki İstanbul şehri değerlendirilmesine çalışılmıştır. İstanbul için istikrarlı altı noktasal bölgenin ve hattın fizibiliteye uygun ve rüzgar potansiyeli açısından İstanbul'un en zengin bölgeleri belirlenmiştir. Rüzgâr enerjisi potansiyel haritaları üzerindeki yoğunluk değerleri ve uygun bölgeler mikro ölçümleme ile incelenmiştir. İstanbul için yapılan analizde mevcut rüzgâr potansiyelinin kent ihtiyacının % 35' ini karşıladığı belirlenmiştir. Bu kapsamda arazinin enerji verimliliği noktasında İstanbul sınırları içerisinde altı stabil bölge belirlenmiştir. Rüzgâr enerjisi ile elektrik üretimi maliyeti hesaplama aşamasında; TOPLAM ENERJİ ÜRETİMİ MALİYETİ ile BİR DEĞERE GETİRİLMİŞ (Levelised Cost) MASRAFLAR METODU ile sermaye maliyeti hesaplanmış ve 10 MW gücündeki tesisin direk yatırım bedelinin 12.080.865 $ olacağı saptanmıştır. Farklı türbin güçlerine göre, ihtiyacı karşılayacak optimum türbin sayısı belirlenmiştir. Dünyadaki mevcut enerji senaryoları incelenerek yatırımların anlamlılığı, Avrupa Rüzgâr Türbin Standartları analizi ile de sistemin müdahale odakları deşifre edilmiştir. Yatırım projelerinin yol haritası niteliğindeki yatırımcı rehberi ile sürecin unsurları verilmiştir. Bu adımların tümünde Rüzgâr çiftliklerinin şebekeye bağlanacak değerlerinde artış amaçlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Rüzgar Türbinleri,Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Potansiyeli, İstanbul Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Analizi
Yenilenebilir enerji kaynaklı santrallerde enerji üretimi ve denetimi
Elektrik üreten yenilenebilir enerji santrallerinde planlama aşamasından üretime geçiş aşamasına kadar yaşanan başlıca sorunlar, santralin bulunduğu bölgedeki meteorolojik verilerin güvenilirliği, zamana bağlı değişimi ve verilerin gerçekçi bir modelde kullanılarak üretim düzeyinin belirlenmesidir. Bir yenilenebilir enerji santralinin üretim potansiyeli doğru saptanamazsa, güvenilir kapasite yanlış tespit edilebilmekte; bunun sonucunda yatırım ve üretim maliyetleri hatalı hesaplanabilmektedir. Elektrik şebekesi yöneticileri, rüzgâr santralleri tarafından şebekeye verilecek olan elektrik enerjisindeki kesikli bağlantıların dalgalanmalara neden olduğunu, ulusal şebekede teknik sorunlar yarattığını ve bunların verimlilik ve etkinlik alanlarında önemli düşüşlere sebep oluğunu düşünmektedirler. Türkiye'de rüzgâr santrallerinden bu güne kadar etkin bir biçimde yararlanılamamasının birinci nedeni budur. Bölgesel boyutta yapılacak rüzgâr enerjisi planlamasıyla, santraller arasındaki diversiteden yararlanılacak böylece şebekeye daha kararlı ve nitelikli elektrik enerjisi sağlanabilecektir.Bu sorunlara, Marmara ve Kuzey Ege Kıyısındaki bazı sahil bölgelerini temsil eden meteoroloji istasyonlarının rüzgâr ölçüm verileri kullanılarak gerçekleştirilen çeşitli istatistiksel çalışmalarla ve Yapay Sinir Ağları (YSA) metodu kullanılarak yapılan rüzgâr trendi ile ilgili yapılan tahminlerle yeni yaklaşımlar getirilmiştir. Rüzgâr tarlaları planlamasında kullanılmak üzere, incelenen bölgedeki rüzgâr ve diğer meteorolojik ölçüm verileri yardımı ile rüzgâr eğiliminin izlenmesi için detaylı istatistiksel kalıplar oluşturulmuştur.İstatistiksel çalışmalarda incelenen bölgedeki istasyonların temsil ettiği alanların rüzgâr hızı bakımından pik, zayıf ve referans ayları için eş zamanlı rüzgâr enerjisi üretimi irdelenerek, rüzgâr trendlerindeki farklılığın bölgede rüzgâr enerjisinden üretilen elektrik enerjisindeki dalgalanmaları azaltıcı etkisi gösterilmiştir. Oluşturulan iki yeni nesil YSA tahmin modeli ile rüzgâr hızı ve yönü tahminleri hassas olarak yapılabilecek ve eksik veya güvenilirliği az olan rüzgâr veriler de tamamlanabilecektir. Bu sayede, rüzgâr enerjisi santralleri için enerji üretiminin planlanması ve denetimi, kısa ve uzun vadede yeterince hassas olarak yapılabilecektir.YSA çalışmaları süresince oluşturulan modellere arasında daha başarılı olduğu bulunan 2. nesil model, Marmara ve Kuzey Ege Kıyısında bulunan bazı bölgelerdeki istasyonlardan elde edilen ölçüm verileriyle sınanmış ve yeterli uyumun yakalandığı görülmüştür.Anahtar kelimeler: Yenilenebilir enerji santralleri, rüzgâr enerjisi, yapay sinir ağları, enerji planlaması, Marmara ve Kuzey Ege Kıyısı.
Yenilenebilir enerji kaynaklarının Türkiye'de yaz ve kış klimasında uygulama alanlarının belirlenmesi
ÖZET Yenilenebilir enerji kaynakları, temiz olmalarından ve fosil yakıtların hızla tükenmekte olmasından dolayı günümüzde fosil yakıtlara bir alternatif oluşturmaktadırlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi, rüzgar enerjisi ve jeotermal enerjinin ısıtma ve soğutma sistemlerinde kullanılma alanları incelenmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının ülkemizdeki enerji potansiyelleri incelenmiş ve soğutma sistemlerinden özellikle absorbsiyonlu soğutma sistemi üzerinde durulmuş, LiBr-H20 sisteminin komponentleri incelenip logaritmik sıcaklık farkı metoduyla boyutlandırmaları yapılmıştır. PHP ve MySQL ile hazırlanan birinci program yardımıyla, güneş enerjili LiBr-H2O absorbsiyonlu sisteminin, her şehir için ihtiyaç duyulan soğutma yüküne karşılık gerekli olacak kollektör alanı ve girilecek çalışma şartları için soğutma tesir katsayısı ve komponentlerin alanları hesaplanır. İkinci programla, şehirlerin ısıtma veya soğutma durumlarında ihtiyaç duydukları enerjiyi karşılamak için gerekli olan kollektör alanı ve çatı alanının kollektöre yeterliliği belirlenir. Bu programlara "http://unal.kilavuz.net" adresinden ulaşıp uygulamalarınızda kullanmanız mümkündür. Bu programların dışında Bursa ili için 2000-2001 yılları verilerine göre absorbsiyonlu soğutma sisteminin ihtiyaç duyduğu deponun maliyet analizi yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, absorbsiyonlu soğutma
Design and control of three-phase power system with wind power using unifid power quality conditioner (UPQC)
The main focus of this thesis is on one of the new nowadays technologies for Power Quality (PQ) improvement. The Unified Power Quality Conditioner (UPQC) is one of the Custom Power devices (CP) and it mitigates both load current and supply voltage problems (voltage swells, sags, harmonics, etc.) simultaneously. Using CP getting more familiar with renewable energy high penetration on the electrical grid because of its intermitted nature, which causes power flection, also using power electronics devices and non-linear loads produces harmonics which affects the voltage and current waveform. In this thesis, UPQC will be used with a sensitive load that is connected to a grid (grid-wind turbine) power system. UPQC will operate under different disturbances such as phase-to-ground fault, non-linear load on the gird side, and non-linear load in parallel with the sensitive load. Using Pulse Width Modulation (PWM) and hysteresis as switching techniques. Simulation results using MATLAB/Simulink are used to compare the two pulsing generating techniques and show that electrical power is continuously fed to the load in all disturbances with Total Harmonic Distortion (THD) less than 5% for voltage and 4.5% for current.
Rüzgar türbinlerinde kullanılan çift beslemeli asenkron generatörlerin arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesinin akıllı kontrol yöntemleriyle geliştirilmesi
Tüm dünyada enerji ihtiyacının büyük bir bölümünün karşılandığı fosil yakıtların ömrü kısalmakta, maliyetleri ve çevreye verdikleri zararın boyutları da her geçen gün ciddi anlamda artmaktadır. Küresel ısınmanın yarattığı sorunlar son yıllarda hissedilir derecede etkisini göstermektedir. Dünyanın her bölgesinde, daha önce hiç görülmemiş sıklıkta doğa olayları ile karşılaşılmaktadır. Ayrıca dünya nüfusun artması ve paralelinde sanayileşmenin de artması, sürekli bir şekilde enerji ihtiyacını artırmaktadır. Bütün bu sebepler, ülkeleri enerji arzını karşılayabilecekleri yeni kaynaklara yönelmeye zorlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları en etkin ve çevre dostu alternatif olduğundan, yenilenebilir enerjiye olan ilgi tüm dünyada katlanarak artmaktadır. Bu kapsamda, ülkemizde de tüm dünyada olduğu gibi en çok rüzgar enerjisi kullanılmaktadır. Rüzgar enerji santrallerinin çevreye duyarlı olması, karbon salınımlarının bulunmaması, düşük arazi işgali sebebiyle doğada büyük tahribatlar oluşturmaması gibi olumlu yönleri bulunmakla birlikte, bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Rüzgarın net bir şekilde tahmin edilememesi, çevresel ve doğal koşullara göre değişmesi, enerjide sürekliliği ve güvenilirliği azaltmaktadır. Ayrıca bu santrallerdeki artış, şebeke geriliminde değişiklik olması ve arıza durumlarında santrallerin performansı konusunda da endişelere neden olmuştur. Bu nedenle ülkeler şebeke kodlarına yenilenebilir enerji santrallerini eklemişlerdir. Şebeke kodunda, arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesi (FRT), aktif güç kontrolü, reaktif güç kapasitesi, frekans tepkisi gibi birçok konu ele alınmaktadır. Arıza sonrası yeniden bağlanabilme kapasitesi konusu ise üç başlık altında toplanmaktadır. Bunlar; reaktif güç üretimine, koruma devrelerine ve yazılıma dayalı çözüm stratejileridir. Bu tez çalışmasında, çift beslemeli asenkron generatörlü (DFIG) rüzgar türbinlerine sahip bir santralin FRT kabiliyeti geliştirilmeye çalışılmıştır. Bu bağlamda, reaktif güç üretimi esasında çalışan statik senkron kompanzatör (Statcom) kullanılmıştır. Matlab/Simulink'te oluşturulan güç sisteminde faz-toprak kısa devresi, faz-faz kısa devresi ve 3 faz-toprak kısa devresi arızaları simüle edilmiştir. Arıza anında sistemde meydana gelen gerilim düşümleri iki ayrı ölçüm noktası referans alınarak incelenmiştir. Statcom'un kontrolünde ise geliştirilen oransal-integral (PI) kontrol yöntemi ve akıllı kontrol yöntemlerinden uyarlamalı sinirsel bulanık çıkarım sistemi (Anfis) tercih edilmiştir. DFIG'in FRT kabiliyetine, farklı kontrol yöntemlerine sahip Statcom'un etkisinin incelendiği bu çalışmada; Statcomsuz, PI kontrollü Statcomlu ve Anfis kontrollü Statcomlu olmak üzere üç ayrı durum çalışılmıştır. Arıza sonrası koşullar incelendiğinde, maksimum aşma ve yerleşme süresi değerlerinde en iyi performansı geliştirilen Anfis denetleyicili Statcom'lu sistemin verdiği görülmektedir. Geliştirilen akıllı yöntem ile rüzgar türbinlerinin FRT yeteneğinin geliştirilmesi konusunda farklı bir yaklaşım geliştirilerek, uygulamada karşılaşılabilecek ani gerilim yükselmesi gibi sistemi zorlayıcı etkilerin önüne geçilerek, çok daha kısa cevap süresine sahip, kararlı ve uygulamada da güvenle kullanılabilecek yeni bir yöntem önerilmiştir.
Renewable energy sources
At the end of 20th and the beginning of 21th century, energy demand has increased and scientists attempted to find solutions for compensating this energy demand. On the other hand, with the increase of energy demand and consumption, scientist had to face another issue that our World?s energy resources are very limited and increasing demand is consuming our limited resources and polluting our World. This challenged the scientists to find new solutions like renewable energy sources that compensate our world?s energy demand without polluting and consuming limited energy sources.In this dissertation, information on technologies of renewable energy resources is given. Wind and solar energy are emphasized but geothermal, hydropower, wave, tidal, biomass and hydrogen energies are also discussed. Current information and proposals on renewable energy applications, policies, laws, institutions and R&D studies in Turkey are given.
Deniz üstü ve kara tipi rüzgar santrallerinin çevresel etkilerini yaşam döngüsü analizi yöntemiyle karşılaştırılması: Türkiye örneği
Günümüzde artan enerji talepleri ile, yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi küresel çapta artmış bulunmaktadır. Bu kapsamda, rüzgâr enerjisi sistemleri yenilenebilir enerji kaynakları arasında verimliliği ve artan yatırım oranları ile öne çıkmaktadır. Küresel olarak rüzgâr enerjisi kurulumu, 2010 yılında yaklaşık 200 gigawatt (GW) iken 2023 itibarı ile 1000 GW'ı aşmış bulunmaktadır. Türkiye, üç tarafı denizlerle çevrili bir ülke olmasına ve kara tipi rüzgâr santrallerinin yaygınlığına ve işletilmesine karşın, kıyılarında henüz deniz üstü rüzgâr santrali yatırımı ve kurulumu bulunmamaktadır. Ancak Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, 2035 yılı için deniz üstü rüzgâr enerjisi yatırım hedefini 5 GW olarak belirlemiş olup, uygun bölgeler olarak Hoşköy, Bozcaada, Bandırma ve Karabiga belirlenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında da, kara tipi ve farklı derinliklerde bulunabilecek deniz üstü rüzgâr türbinlerinin çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) yöntemiyle değerlendirilip karşılaştırılmalı analizi yapılmıştır. Analiz, üretilen birim enerji megawatt/saat (MWh) temelinde farklı etki kategorilerinde yapılmıştır. Araştırma kapsamında, Marmara Denizi'ndeki Karabiga açıkları ve Karabiga karasını kapsayan ve bakanlıkça uygun ilan edilmiş olan bu alanlardaki rüzgâr santralleri yatırımı üzerine odaklanmıştır. Yaşam Döngüsü Analizi, orta nokta (midpoint) ve son nokta (endpoint) yöntemleriyle 3 MW ve 5 MW kara tipi, 5 MW sığ deniz üstü ve 6 MW derin deniz üstü rüzgâr türbinlerini içerecek şekilde uygulanmıştır. Çevresel etki kıyaslamaları sırasında, kara tipi ve deniz üstü rüzgâr santrallerinin bulundukları yer ve kullanılan ekipmanlarla ilişkili olarak çevresel etkileri oldukça farklılık göstermektedir. Ek olarak deniz üstü rüzgar santrallerinin farklı deniz derinliklerinde kıyaslanması ile farklılaşan çevresel etki sonuçlarını göz önüne sunmaktadır. Çalışmanın en genel sonucunda görünen, orta nokta ve son nokta çevresel etki analizine göre çevresel etkiler malzeme çıkarılması-işlenmesi, inşaat-taşıma ve işletme-bakım göz önünde bulundurulmuştur. Bu kapsamda orta nokta yaklaşımına göre, 6 MW derin deniz rüzgar türbininde yapılan analizlerde görünen en yüksek potansiyeller sırasıyla, küresel ısınma 1,63E+01 kg CO2 eq/MWh, karasal asitlendirme 3,05E-01 kg SO2 eq/MWh, tatlı su ötrofikasyonu 4,43E-02 kg P eq/MWh, deniz ötrofikasyonu 1,79E-02 kg N eq/MWh, insan toksisitesi 9,70E+01 kg 1,4 DB eq/MWh, fotokimyasal oksidan oluşumu 1,18E-01 kg NMVOC eq/MWh, partikül madde oluşumu 1,34E-01 kg PM10 eq/MWh, karasal ekotoksisite 1,02E-02 kg 1,4-DB eq/MWh, tatlı su ekotoksisite 2,01E+01 kg 1,4-DB eq/MWh, deniz ekotoksisitesi 1,73E+02 kg 1,4-DB eq/MWh, tarım arazisi işgali 5,61E-01 m2a eq/MWh, kentsel arazi işgali 6,64E-01 m2a eq/MWh, doğal arazi dönüşümü 3,75E-03 m2 eq/MWh, metal tükenmesi 4,09E+01 kg Fe eq/MWh, fosil tükenmesi 3,91E+00 kg oil eq/MWh şeklindedir. Diğer yüksek potansiyel değerler sırasıyla, 5 MW sığ deniz üstü rüzgar türbininde ozon tabakası incelmesi 7,72E-02 kg CFC eq/MWh, 5 MW kara tipi rüzgar türbininde iyonlaştırıcı radyasyon 3,46E+01 kg kBq U235 eq/MWh şeklindedir. Son nokta yaklaşımına göre normalizasyon uygulanan değerler ağırlıklandırıldığında ve tek indikatöre indirildiğinde en yüksek değerler 6 MW derin deniz üstü rüzgar türbini için sırasıyla, fotokimyasal oksidan oluşumu 8,98E-06 pt, iyonlaştırıcı radyasyon 8,78E-03 pt, karasal asitlenme 1,97E-03 pt, tatlı su ötrofikasyonu 4,76E-03 pt, karasal ekotoksisite 1,71E-02 pt, tatlı su ekotoksisitesi 1,46E-02 pt, deniz ekotoksisitesi 4,22E-02 pt, tarım arazisi işgali 1,87E-01 pt, kentsel arazi işgali 1,28E-02 pt, doğal arazi dönüşümü 6,05E-04 pt şeklindedir. Ek olarak 3 MW kara tipi rüzgar türbini için en yüksek değerler de sırasıyla, insan sağlığı küresel ısınma 4,16E-02 pt, ozon tabakasının incelmesi 4,52E-07 pt, insan toksisitesi 3,31E-03 pt, iklim değişikliği ekosistemleri 4,63E-03 pt ve fosil tükenmesi 4,37E-02 pt şeklindedir. Bir diğer en yüksek etki ise 5 MW kara tipi rüzgar türbininden kaynaklanan partikül madde oluşumu 1,59E-02 pt şeklindedir.
Design, simulation, and experimental implementation of pmsg based wind energy conversion system
In recent years, the increased installed capacity of wind energy has enhanced its share among renewable energy sources. In addition, the development of power electronics-based power converters has accelerated the integration of wind energy conversion systems into renewable energy systems. When the number of levels of multilevel inverters increases, the output voltage harmonics decrease. Moreover, they can operate at low switching frequency and high efficiency. In this study, a five and seven-levels PUC-type multilevel inverter is proposed for PMSG-based wind energy conversion systems. This proposed PUC multilevel inverter has more advantages compared to other multilevel inverters. The designed PMSG-based variable speed wind energy conversion system consists of five main components: three-phase PMSG, three-phase diode rectifier, DC-DC boost converter, PUC multilevel inverter, and load. The proposed PUC multilevel inverter type PMSG-based variable speed wind energy conversion system is designed and simulated. In addition, the design and experimental implementation of the proposed system are carried out in a laboratory environment. In the laboratory environment, the input voltage of the PUC7 and PUC5 type multilevel inverter is determined as 45 V. In addition, the experimental setup is prepared for both five and seven-levels using two different loads. The values obtained from different loads are analyzed and the results are compared electrically.
Kırsal alanda yaşayan bireylerin rüzgar enerji santralleri hakkındaki düşünceleri: Hatay ili örneği
Türkiye'de ki elektrik talebi her gün artmaktadır. Dolayısıyla, Türkiye dışarıdan elektrik enerjisini ithal etmek ya da yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmak zorunda kalmaktadır. Türkiye'nin hala kullanamadığı hali hazırda oldukça fazla yenilenebilir enerji kaynağı bulunmaktadır. Rüzgar enerjisi Türkiye'deki elektrik enerjisinin gelişimine yardımcı olabilecek alternatif enerji kaynaklarından biridir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına halkın katılımı ise başarı için önemlidir. Bu nedenle, bu çalışmada, Hatay'da yaşayan halkın rüzgar enerji santralleri hakkında ki düşüncüleri araştırılmıştır. Belen ve Samandağ ilçelerinde veri toplamak amacıyla 130 kişiyle yüz yüze görüşme yapılmıştır. Katılımcıların büyük çoğunluğu, yabancı enerji kaynaklarına bağımlılığı azaltmada ve toplumsal ekonomik faaliyet de rüzgar enerjisinin önemli olduğunu kabul etmişlerdir. Ama insanlar kuşları öldürme potansiyeli, yarasaları öldürme potansiyeli ve radar sinyallerini etkilemesi konularında oldukça endişe duymaktadırlar. İnsanların çoğunun kendi toplulukları içerisinde rüzgar enerji santrallerinin inşaatını destekledikleri ve rüzgar enerjisi hakkında olumlu bir tavır sergiledikleri tespit edilmiştir. Ve de katılımcıların yaklaşık %50'sinin rüzgar enerjisi için daha fazla ödemeye istekli oldukları saptanmıştır.
Rüzgar ve güneş enerjisi destekli kurutma sisteminin geliştirilmesi
Rüzgâr enerjisi kullanımı hızla artan yenilenebilir enerji kaynağı olup günümüzde en çok elektrik enerjisi üretiminde kullanılır. Kurutma ise öncelikle gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatmak için kullanılır. Bu çalışma kapsamında rüzgâr ve güneş enerjisi gibi iki farklı yenilenebilir enerji kaynağından elde edilen enerjinin kurutma işlemi için kullanılması sağlanmıştır. Çalışmayı literatürdeki çalışmalardan ayıran en temel fark ise rüzgâr enerjisinin ilk defa kurutma işlemi için kullanılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda güneş enerjisi destekli küçük kapasiteli bir kurutma ünitesi geliştirilmiştir. Rüzgâr enerjisi ise bir bataryaya elektrik enerjisi şeklinde depolanarak kurutma sisteminde elektrik enerjisinin tüketimine neden olan fanın çalıştırılması için kullanılmıştır. Ayrıca, sistemin rüzgâr ve güneş açısından verimli her alanda çalışmasını sağlamak amacıyla küçük ölçekli olması planlanmıştır. Öncelikli olarak kurutma işlemi için gereken elektrik enerjisinin üretilmesi amacıyla enerji tüketimine uygun olarak rüzgâr türbini seçilmiştir. Aynı zamanda rüzgâr enerjisinin elektrik enerjisi olarak depolandığı batarya kapasitesi de tespit edilmiştir. Bir sonraki adımda ise 1-2 kg ürün kurutma kapasitesine sahip kurutma ünitesinin dizaynı yapılmıştır. Kurutma ünitesinin dış kısmı paslanmaz çelik levha bükülerek yapılmıştır. Ara katmanda izolasyon malzemesi kullanılmıştır. İç kısımda ise paslanmaz çelik sac ile izolasyon malzemesi kaplanmıştır. Güneş kolektörü malzemesi olarak en alt katmandan en üst katmana doğru sırasıyla paslanmaz çelik sac, izolasyon malzemesi, siyah boya ile boyanmış alüminyum levha ve cam kullanılmıştır. Böylelikle kurutma işlemi için gereken enerjinin önemli bir kısmı yenilebilir enerji kaynakları kullanılarak elde edilmiştir. Dolayısıyla gerçekleştirilen bu çalışma ile meyve ve sebze kurutma alanında yüksek enerji verimliliğine sahip bir sistemin literatüre ve kurutma endüstrisine kazandırılması söz konusu olmuştur.
Design and implementation of a wind turbine parameter measurement, data logging and telemetry unit
Wind power potential varies from region to region due to the both topographic and climatic conditions. Hence, measurement of wind parameters accurately becomes very important. In this thesis, wind data measurement, logging and telemetry unit using arduino mega 2560 microcontroller has been designed and developed. From Atmel family arduino mega 2560 microcontroller based data logging unit has been developed in order to measure wind parameters of a region or a small scale wind turbine. This unit measures and stores wind parameters at specific time intervals into a sd card with time and date using real time clock. Furthermore, unit can monitor wind parameters by connecting to the personal computer using USB through serial port via written interface monitoring program that is coded with Microsoft Visual Studio.Net C# platform. In addition to this, unit can transmit data wirelessly to a remote site using radio frequency telemetry module. The developed unit can be used to analysis wind energy potential of any region. In this way, it can be make a decision that wind power potential is enough or not for the proposed site. Moreover, a small scale wind turbine can be controlled using wind speed, phase current and phase voltage information during operation with the help of this study and if needed, it can be interfered to operate safely.
Yenilenebilir enerji, ekonomik büyüme ve rüzgar enerjisine ilişkin bir inceleme: Seçilmiş OECD ülkeleri örneği
Ekonomik büyüme, rüzgar enerjisi tüketimi ve teknolojik gelişmeler birbirleriyle karmaşık ve dinamik bir etkileşim ağı oluşturur. Ekonomik büyüme, enerji tüketimini ve teknolojik gelişmeyi hızlandırırken, teknolojik ilerlemeler, rüzgar enerjisi tüketimini daha verimli ve ekonomik kılabilir. Aynı zamanda, rüzgar enerjisi tüketiminin artışı, ekonomik büyümeyi tetikleyebilir ve yeni teknolojik ilerlemelere yol açabilir. Bu makale, bu üç faktörün birbirleri üzerindeki etkilerini ve bu etkileşimin enerji politikalarına olan potansiyel etkilerini detaylı olarak incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışmamızın ülke seçimi; Ülkelerin yenilenebilir enerji yatırım ve dağıtım potansiyeline göre analizlerinin yer aldığı "Yenilenebilir Enerji Ülke Çekiciliği Endeksi (RECAI)" de bulunan ve rüzgar enerjisi verilerine ulaşılabilen; küresel yenilenebilir enerji rehberliğinin aktörlerinden olan Ekonomik Kalkınma ve İşbirliği Örgütü (OECD)' ye mensup ülkeler arasından seçilmiştir. Analizde kullanılan veriler yıllık bazda seçilmiştir ve çalışmada Türkiye' nin de yer alması planlandığından Türkiye' nin rüzgar enerjisi verilerine ulaşılabilen yıl başlangıç yılı olarak baz alınmış, Orta ve İleri Teknoloji Üretim Katma Değeri parametresi verileri' ne de en son ulaşılan yıl 2020 olmasından dolayı çalışmanın yıl çerçevesi 2008-2020 olarak belirlenmiştir. Kişi Başına Gayri Safi Yurtiçi Hasıla (GSYH) verileri ile Orta ve İleri Teknoloji Üretim Katma Değeri verileri Dünya Bankası veri tabanından, Rüzgar Enerjisi Tüketim Oranları ise BP Enerji İstatistikleri veri tabanından alınmıştır. Çalışmamızın analizinde, metodolojik bir yaklaşımla üç aşamalı bir süreç izlemiştir. İlk aşama, kullanılan modelin değişkenlerindeki yatay kesit bağımlılığı ve eğim parametresinin homojenliğinin kontrolüdür. Bu kontrol, 𝐶𝐷𝐿𝑀1, 𝐶𝐷𝐿𝑀2 ve 𝐶𝐷𝐿𝑀𝑎𝑑𝑗 testleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İkinci aşama, serilerin durağanlık hallerinin, Pesaran (2007)' nin ortaya koyduğu CADF birim kök testiyle belirlenmesidir. Sonrasında elde edilen bulgulardan hareketle, üçüncü aşama olarak Westerlund ve Edgerton (2007) eşbütünleşme analizlerinin uygulanmasıdır. Bu analizlerin ardından nedensellik ilişkisini belirlemek için ise Emirmahmutoğlu ve Köse (2011) nedensellik testi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar neticesinde, ekonomik büyüme ve rüzgar enerjisi tüketimi arasında %10 anlamlılık düzeyinde tek yönlü bir nedensellik ilişkisi olduğu ve bu ilişkinin yönünün ekonomik büyümeden rüzgar enerjisi tüketimine doğru gerçekleştiği tespit edilmiş olup seçilmiş OECD ülkeleri ekonomilerinde "koruma hipotezi" nin geçerli olduğu gözlemlenmiştir. Bu, rüzgar enerjisi kullanımının maliyetli olduğunun bir göstergesidir. Ayrıca panel bazında incelendiğinde, rüzgar enerjisi tüketimi ile orta ve ileri teknoloji üretim katma değeri arasında herhangi bir nedensel ilişkiye rastlanılmamış olup, "yansızlık hipotezi" yaklaşımı geçerlidir. Bunun nedeni, rüzgar enerjisi teknolojilerinin kullanım yaygınlığının yeni ve gelişme aşamasında olmasından kaynaklanmaktadır. Ülkeler bazında tek tek ele alındığında ise hem ekonomik büyüme ile rüzgar enerjisi tüketimi arasında hem de rüzgar enerjisi tüketimi ile orta ve ileri teknoloji üretim katma değeri arasında çeşitli nedensel ilişkiler olduğu tespit edilmiştir. Örneğin; Belçika'da rüzgar enerjisi tüketimi ile orta ve ileri teknoloji üretim katma değeri arasında çift taraflı nedensellik ilişkisine rastlanırken; Fransa, İrlanda, Portekiz ve Avustralya'da nedensellik, rüzgar enerjisi tüketiminden orta ve ileri teknoloji üretim katma değerine doğru gerçekleştiği tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, rüzgar enerjisi yatırımlarına yönelik politika belirleyicilere çeşitli bilgiler sunar ve yenilenebilir enerji sektörünün ilerlemesini teşvik etmek adına bir rehber niteliğindedir. Bürokratik engellerin ve altyapı eksikliklerinin giderilmesi, rüzgar enerjisi alanında yapılacak yatırımların önünü açabilir. Dahası, yenilenebilir enerji yatırımlarını teşvik edici politikaların uygulanması ve bireylerin bu konuda bilinçlendirilmesi, sürdürülebilir enerji kaynaklarının geniş çaplı kullanımına katkı sağlayabilir. Bu, özellikle teknolojik gelişimin, enerji sektöründe sürdürülebilir büyüme ve gelişme için kritik bir öneme sahip olduğu düşünüldüğünde, çok daha fazla anlam kazanır. Teknolojik ilerleme, özellikle yenilenebilir enerji sektöründe, kaynak verimliliğini artırmak, maliyetleri düşürmek ve enerji erişimini genişletmek için kilit bir rol oynamaktadır.
CBÜ Muradiye Yerleşkesi hibrit sistem varyasyonları: Durum çalışması
Artan enerji ihtiyaçlarına alternatif olarak sunulan temiz, sonsuz enerji kaynağı olarak bilinen yenilenebilir enerjinin önemi her geçen gün artmaktadır. Son zamanlarda yapılan büyük yatırımlar sınırlı kaynak olan petrol, doğalgaz üzerine değil yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerji santralleri ve rüzgâr santralleri üzerine yapılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekli olması için geliştirilen hibrit enerji sistemleri, bu yatırımlardan pay almaktadır. Bu tez çalışmasında Manisa Celal Bayar Üniversitesi Kampüse ait elektrik ihtiyacını karşılamak için rüzgâr ve güneş enerjilerinden oluşan hibrit sistem varyasyonları tasarlanmış ve varyasyonların maliyet analizi yapılmıştır. Yapılan hesaplamalarda kullanılan rüzgâr hızı ve güneş ışınımı verileri seçilen lokasyona aittir. Elektrik ihtiyacına ilişkin bilgi için Manisa Celal Bayar Üniversitesi yerleşkesindeki elektrik fatura bilgileri alınmıştır. Sonuç olarak, farklı kurulu güç ve maliyetlerle toplam 18 adet hibrit sistem varyasyonları tasarlanmıştır. Bu varyasyonlar karşılaştırılmış ve optimum varyasyon önerilmiştir. Optimum varyasyon önerisi yapılırken varyasyonların faydalı ömürleri ve ürettikleri enerji miktarı dikkate alınmıştır.
Güç sistemlerinde enerji yönetimi analizi ve uygulaması
Teknolojinin gelişmesi ve artan tüketici talebi neticesinde elektrik ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Bu artış ile birlikte üretim kaynaklarına olan gereksinim büyümektedir. Yeraltı kaynakların sınırlı olması, fosil kaynakların çevreye verdiği zararlar, enerji yakıt maliyetindeki artışlar ve taşınmasındaki zorluklar neticesinde bu kaynaklarının kullanımının azaltılması ve burada oluşan boşluğu yenilenebilir enerji kaynakları ile doldurulması gerekmektedir. Bu nedenle hem fosil kaynakların hem de yenilenebilir enerji kaynaklarının birlikte ve verimli şekilde kullanılması oldukça önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında karaya yakın bir ada grubu için yüksek yenilenebilir enerji kaynaklı bir hibrit güç sisteminin teknik, ekonomik ve çevresel uygulanabilirliği incelenerek optimal hibrit bir model değerlendirilmiştir. Ada bölgesinin konum bilgileri ışığında bölgedeki solar radyasyon ve rüzgâr hızı verileri analiz edilmiş ve bu analizler neticesinde sistem boyutlandırmasında rüzgâr türbinlerinin daha da ön plana çıktığı görülmüştür. Bölgedeki hibrit güç sisteminin modellenmesinde, Amerikan Ulusal Yenilebilir Enerji Laboratuvarında geliştirilmiş ve güvenilirliğini kanıtlamış olan HOMER PRO yazılımı kullanılmıştır. Optimizasyon sonuçları özellikle yük profili, yenilenebilir enerji kaynaklı santrallerin başlangıç maliyetleri ve teşvik paketlerinin kapsamının yüksek yenilenebilir enerji kaynaklı çözümlerin boyutunu belirlediği görülmüştür. Oluşturulan farklı penetrasyonlu senaryolarda %0-%20-%40 şebeke güç kısıtlarına bağlı olarak optimal yenilenebilir enerji sistemlerin %75-300 arasında penetrasyonlarının değiştiği belirlenmiştir. Belirlenen bu optimal senaryoların adalara optimal dağılım tahminleri Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması – Pandapower Güç Akış Çözümleyicisi yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen oranlar neticesinde farklı senaryolar altında her bir adaya yenilenebilir enerji dağılımları yapılmıştır. Her bir adanın optimal yenilenebilir enerji üretimlerinin, şebeke alış/satış durumlarının ve saatlik maliyet değişimlerinin analizleri Gurobi optimizasyon çözücüsü ile gerçekleştirilmiştir. Son bölümde ise belirlenen senaryolara dizel generatör ve üç farklı enerji depolama sistemleri dahil edilerek teknik, ekonomik ve çevresel analizler yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar yük profili, şebeke güç kısıtları ve teşvik paketlerine bağlı olarak şebeke altyapısı olan ada veya ada gruplarının enerjiye ihtiyacının yüksek yenilenebilir enerji sistemli enerji üretimi ile teknik, ekonomik ve çevresel hedefler ile uyumlu uygulanabilir çözümler üretebileceğini göstermiştir.