Fotovoltaik enerji sistemlerinin elektrik dağıtım şebekesine entegrasyonunun analiz edilmesi

Elektrik dağıtım sistemlerinin tasarım süreci sırasında fotovoltaik (FV) sistemlerin dağıtım şebekesine entegre edilmesinden kaynaklanabilecek potansiyel sorunları ve operasyonel zorlukları dikkatle değerlendirmek önemlidir. Elektrik dağıtım şebekesinin güvenilir şekilde çalışmasını sağlamak için zorunlu düzenlemelerin oluşturulması ve kapsamlı planların geliştirilmesi gerekmektedir. FV enerji sistemlerin dağıtım şebekesine entegre edilmesiyle gerilim regülasyonu, harmonik sorunlar, bakım ve işletme topraklama yapısındaki değişiklikler, anlık kısa devre akım değerlerindeki artış, arıza sırasında veya arıza sonrasındaki davranışlar ve dağıtım şebekesinin gerilim ve frekans dalgalanmalarına verdiği tepkiler yer almaktadır. Bunun yanında jeneratörlerin karakteristiği, statik yükler ve tüketicilerin gereksinimleri dağıtım şebekesinin karakteristiğini etkilemektedir. Bu kapsamda, bu tez çalışmasında bir FV enerji santralinin dağıtım şebekesine entegrasyonu ile yük akış analizi, kısa devre akımı, röle koordinasyon kontrolü ve FV tabanlı dönüştürücü ve/veya statik yük harmoniklerinin etkileri araştırılmış ve incelenmiştir. Röle koordinasyon kontrolü ile arıza akımına en yakın yerden elektrik kesilerek elektrik kesintisi birçok noktada hissedilmeden arıza bölgesi koruma altına alınmaktadır. Kısa devre arıza akımına karşı röle koordinasyon kontrolü ile aşırı akım önlenerek ve arıza akımının devam etmesi durumunda ise kesici ile şebekenin enerjisi kesilmektedir. Ayrıca enerji depolama ünitelerinin sisteme entegre edilmesi ile FV enerji sisteminin ürettiği fazla gücü bataryalara aktarılarak yük akış dengesi sağlanmış, güneş enerjisinin sınırlamaları aşılmış, şebeke istikrarı arttırılmış ve enerji kullanımı optimize edilerek sürdürülebilir bir enerji sağlanmıştır. Bunun yanında, statik yüklerinin ve FV enerji sistemlerinin neden olduğu harmonikler analiz edilerek IEEE-519 standartlarına göre azaltılmıştır. FV santralinin elektrik dağıtım şebekesine entegrasyonu ETAP yazılım programı ortamında incelenmiş ve analiz edilmiştir.