Enerji kojenerasyon sistemlerinde yük planlaması ile üretim planlaması entegrasyonu

Sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve enerji kullanım verimliliğinin arttırılması, enerji ithal eden ülkeler için kritik önem taşımaktadır. 2012 BP raporuna göre elektrik ve doğal kullanımının %48'i endüstriyel kullanım kaynaklıdır. Endüstriyel kullanımlar dikkate alındığında, kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin kurulumu önem kazanmaktadır. Bu sistemler elektrik ve ısı tüketiminin yüksek olduğu sektörlerde hem enerji maliyeti hem de üretim kalitesi açısından avantaj sağlamaktadır. Avrupa Birliği Enerji Verimliliği 2012 raporuna göre, kojenerasyon sistemlerinin dünya enerji ihtiyacının yalnızca %9'unu karşılamaktadır. Ayrıca, aynı raporda kojenerasyon kullanımının, elektrik ve ısıyı ayrı ayrı üretilmesi durumundaki maliyetlerin %30 ile %50 oranında azalttığı vurgulanmaktadır. Bu sayılar incelendiğinde kojenerasyon kullanımının özendirilmesi sürdürülebilirlik açısından zorunlu görülmektedir Yakın dönemde, birçok araştırmacı kojenerasyon sistemlerin çizelgelenmesi yöntemlerini araştırmıştır. Geçmiş çalışmalara göre, türbinlerin ihtiyaçlarının belirlenmesi ve buna bağlı olarak türbinlerin kapasite kullanımlarının planlanması önemli faydalar sağlamaktadır. Aynı zamanda, şebekeye satılacak enerji miktarının doğru belirlenebilmesi ekonomik kazanç sağlayacaktır. Literatürde kojenerasyon planlanması için farklı yöntemlere rastlanmaktadır. Bu yöntemlerden karma tamsayılı programlama, doğrusal ve doğrusal olmayan programla ve genetik algoritma sıkça kullanılan yöntemlerdendir. Bu modeller ekserjetik, çevresel ve ekonomik kısıtları dikkate alan çalışmalar olarak gruplanabilir. Bu çalışmada, toplam enerji maliyetinin en küçüklenmesi karma tam sayılı programlama yöntemi ile modellenecektedir. Önerilen model hem kojenerasyon kullanarak enerji üretimini hem de üretim sisteminin çalışma parametrelerini belirlemede kullanılacaktır. Çalışma, üretim ve enerji planlamasını birlikte alarak yeni bir model ortaya koymayı hedeflemektedir. Enerji piyasası değişimleri karar vermeyi doğrudan etkileyecektir. Oluşturulan model, enerji piyasası dinamiklerini dikkate alarak ısı ve elektrik maliyetlerini azaltırken, enerji kullanım verimliliğini arttıracak, üretim maliyetlerini azaltacaktır. Çalışma sonucunda elde edilecek modelin uygulanması ile enerji maliyetlerinin %8 ile %15 arasında azaltılması öngörülmektedir. Ayrıca, şebekeye elektrik satışı kararları alınırken model yol gösterici olacaktır. Böylece gün öncesi satış fiyatları tahminine göre şebekeye satılması en olurlu olan miktar belirlenebilecektir. Sistem ihtiyaçları dikkate alınarak kojenerasyon planlaması yapıldığında, şebekeye aktarılabilecek miktarlar kısıtlı kapasite altında belirlendiği için cezai durumların önüne geçilecektir.