Dağıtık enerji üretim sistemleri için enerji depolama sistem tasarımı, planlanması ve uygulaması

Bu çalışmada, hidrojen üretimini hızlandırmak için HCl destekli Kalay (Sn) ile Mısır Sapı işlenerek sentezlenen Mısır sapı-HCl-Kalay katalizörünün, aynı zamanda elektriği depolamak amacıyla aktif bir süper kapasitör malzemesi olacak şekilde çift görevli bir enerji destek birimi gibi kullanılması planlanmıştır. Üretilen prototiplerin galvanostatik şarj/deşarj (GCD), Döngüsel voltametri (CV) ve empedans spektroskopisi (EIS) eğrileri gibi elektrokimyasal bulgular sonucunda yapılan karşılaştırmalarda literatürdeki süper kapasitör eğrilerine büyük ölçüde benzediği, dikkate değer bir kapasitif değere sahip olduğu (146,253 F/g) ve literatürdeki katalizörlerde olduğu gibi katalizör etkisi göstererek hidrojen üretimini hızlandırdığı tespit edilmiştir. Tüm bu bilgiler ışığında, dağıtık üretim sistemlerini içeren şebekelerde enerji ihtiyacının anlık olarak tepe yaptığı durumlarda, yine PV sistemler gece üretim dışı kaldığında, tahmin edilemeyen bulutlanma ve meteorolojik koşullarda bu çift fonksiyonlu malzemeden üretilen prototip hibrit enerji destek kaynağı, şebekeden bağımsız sistemlerde yakıt pili (YP)/batarya depolama sistemlerinin tasarımında kullanılabilmesi amaçlanmıştır. Gerekli enerji miktarını sağlamak amacıyla üretilen prototip yığın şeklinde seri ve paralel bağlanarak geniş kapasiteli hibrit bir enerji kaynağı tasarlanmıştır. Tasarlanan bu enerji kaynağı Siirt ilinde Alkumru hidroelektrik santrali ve üzerinde 50 MW hidro-solar güneş enerji santrali ile yeni çift işlevli malzemeden tasarlanan süper kapasitör ve yakıt pillerini içeren hibrit bir enerji depolama sistemiyle birlikte bir mikro şebekede HOMER Pro yazılımı kullanılarak benzetimi gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda, önerilen hibrit kombinasyonun, mevcut seçeneğe (0,139 $/kWh, 983M $) kıyasla nispeten düşük enerji birim maliyeti (EBM), (0,138 $/kWh) ve net bugünkü değer (NBD), (984M $) nedeniyle tekno-ekonomik olarak daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. İncelenen iki güç sistem konfigürasyonunda tasarlanan YP'nin SC ile birlikte bulunduğu sistemde oluşan güç talebinin bir miktarının YP ile karşılandığı böylelikle olası güç kesintilerinin engellendiği bir tasarım ortaya konulmuştur. Ayrıca YP nin güç konfigürasyonunda olmaması durumunda SC içeren güç sisteminin işletme ve bakım maliyetlerinin arttığı analizler ile ortaya konulmuştur.