Elektrikli araçların entegre edildiği bir kampüs mikro şebekenin optimal tasarımı ve tekno-ekonomik analizi

Bu tez, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi (ESOGÜ) kampüs ölçeğinde, şebekeye bağlı hibrit bir mikro şebekenin fotovoltaik (FV) üretim sistemi, batarya enerji depolama sistemi ve elektrikli araç şarj entegrasyonuyla teknik-ekonomik yapılabilirliğini ve işletme performansını değerlendirmektedir. Hibrit yenilenebilirlerin optimizasyonu için kullanılan HOMER Grid modeliyle; FV gücünün 300–800 kW aralığında değiştiği, batarya enerji depolama sisteminin 200 kWh sabit tutulduğu, elektrikli araç bağlantı sürelerinin 3–6 saat arasında olduğu, anlık talebe dayalı ve ertelenebilir/akıllı şarj stratejilerinin karşılaştırıldığı ve tek zamanlı ile çok zamanlı şebeke tarifelerinin denendiği toplam yirmidört senaryo modellenmiştir. Performans, net bugünkü maliyet, birim enerji maliyeti, yenilenebilir payı ve hizmet güvenilirliği ölçütleriyle karşılaştırılmıştır. Senaryo grupları genelinde, daha yüksek FV gücü ve ertelenebilir şarj uygulamaları yenilenebilir payını sistematik biçimde artırmış, şebekeye bağımlılığı ve maliyetleri azaltmıştır; ancak 700–800 kW aralığından sonra azalan marjinal faydalar gözlenmiştir. Elektrikli araç bağlantı süresinin 3 saat olduğu durumda, en iyi yapılandırma olan senaryo 6; 800 kW FV, 200 kWh batarya enerji depolama sistemi ve tek zamanlı tarife altında çalışan 613 kW çift yönlü dönüştürücüden oluşmaktadır. Senaryo 6, 0,04765 $/kWh birim enerji maliyeti ve −13060,58 $ net bugünkü maliyet elde etmiş; yenilenebilir payı %73,4, şebekeden satın alım %25,50 ve şebekeye satış %40,30 olmuştur. Elektrikli araç hizmet kalitesi yıllık 10022 oturum, yıllık 534066 kWh enerji teslimi ve günde ortalama 2,50 kaçırılan oturum düzeyinde korunmuştur. Duyarlılık analizlerinde; FV bozunumu %0,8/0,9/1,0/yıl, tarife artış oranları %29,80/32,78/55,55/yıl, elektrikli araç şarj fiyat artışları %20/25/30/yıl ve kampüs yük artışı %0,5/1,0/yıl incelenmiştir. Uzun vadede artan FV bozunumu ve tarife artışları maliyetleri yükseltmiş, yenilenebilir payını %65,90'a düşürmüştür. Buna karşın hizmet güvenilirliğinin korunması, sürdürülebilirlik için tarife-duyarlı işletme, talep yönetimi ve kademeli kapasite artışının önemini göstermektedir.