Küçük organize sanayi bölgesinde hibrit enerji tesisi ve batarya kullanım önerisi

Enerji kullanımının her geçen gün arttığı günümüzde, enerjiye olan ihtiyaç daha çok belirgin hale gelmiştir. Bu ihtiyaç ülkeler arasındaki rekabeti arttırmış ve bu rekabet enerji ürünlerinin fiyatlarını da etkilemektedir. Şu anda en çok kullanılan enerji kaynakları kıt kaynaklardır. Dünya'da kıt kaynakların tüketim alanları oldukça fazladır ve bu kaynaklara son yıllarda kullanım ömürleri biçilmiştir. Ayrıca bu kaynakların çevrede oluşturduğu zararlar oldukça fazladır. Bu gibi nedenlerle ülkeler ve uluslararası firmalar çalışmalarını ve enerji kullanımlarını başka arayışlara yönlendirmişlerdir. Bu arayışlardan en önemlisi sürdürülebilir bir enerji alanı olan yenilenebilir enerji kaynakları gelmektedir. Bu çalışmalarda en yaygın kullanılan ve en önemli olanları güneş, rüzgâr, hidroelektriktir. Bunların dışında Türkiye'de pek yaygın olmasa da biyokütle atıklarından enerji eldesi gelmektedir. Bu enerji kaynakları sürdürülebilirdir ve Türkiye'nin bu enerji alanlarındaki potansiyeli oldukça fazladır. Türkiye'de genellikle yenilenebilir enerji denildiğinde akla rüzgâr ve güneş enerjisi gelmektedir. Bunlara ek olarak, biyokütle enerjisini de eklemek mümkündür. Zira biyokütle enerjisi rüzgâr veya güneş gibi doğa olaylarına bağlı değişiklik gösteren bir süreç değildir. Bu nedenle sürekli bir enerji kaynağı elde edilebilir. Bu çalışmada, Türkiye'de referans olarak seçilen Çankırı ilinin Şabanözü ilçesindeki evsel, hayvansal ve bitkisel atıklardan oluşan potansiyelin belirlenerek enerji üretmesi planlanan enerji santralinin potansiyelinin hesaplanması yapılmıştır. Biyokütleye ek olarak, ülkedeki teşvik ve yardımları en iyi şekilde kullanarak rüzgâr ve güneş enerji santrallerinden eklenmesiyle birlikte bir hibrit yenilenebilir enerji tesisinin planlanması yapılmıştır. Güneş ve rüzgâr için bölgenin potansiyeli hesaplanmış ve bu potansiyele göre saatlik güç çıktıları belirlenmiştir. Buradaki enerji üretimini gene aynı ilçede bulunan Şabanözü Organize Sanayi'nin elektrik enerjisi talebini karşılaması düşünülmektedir. Bölgenin genellikle kırsal alan olması nedeniyle evsel elektrik ihtiyacı, sanayi bölgesine nazaran oldukça azdır. Şabanözü'nün bulunduğu bölgeye yakın bir yerde kurulacak olan ve bölgenin potansiyeli ile birlikte yatırım teşviklerini de göz önünde bulundurarak 2,5 MWh gücünde biyogaz, 1 MWh gücünde güneş ve 1 MWh gücünde rüzgâr enerji santralinin bulunduğu varsayımı kullanılmıştır. Şabanözü Organize Sanayi'nin elektrik talebindeki dalgalanmalara cevap vermek ve enerji çıktısını sürekli kılabilmek için sisteme ek olarak enerji depolama sistemi eklenmesi için de çalışma yapılmıştır. Bunun için bir MIP model oluşturulmuş ve bu model MATLAB programı kullanılarak sınanmıştır. Çeşitli senaryolara göre oluşturulan modelin batarya miktarı çıktıları elde edilmiş ve oluşacak yıllık maliyetler belirlenmiştir. Burada toplamda 3 senaryo planlanmıştır. Bu senaryoların ilkinde, herhangi bir güç kısıtının ve batarya şarj veya deşarj durumunun olmadığı zamanki durum planlanmıştır. İkinci senaryoda ise modele güç kısıtı eklenmiştir. Üçünde senaryoda ise hem güç kısıtının hem de batarya şarj ve deşarj kısıtının eklenmesi durumundaki model kullanılmıştır. Bu 3 senaryo ile çalıştırılan modelin depolama birimi miktarı çıktıları ve maliyetleri modelden çıktı olarak istenmiştir. Sonuç kısmında ilk senaryonun diğerlerine nazaran daha düşük sonuç verdiği görülmüştür. Ancak bu senaryodaki kapasite kısıtı eksikliği büyük bir problemdir. Diğer iki senaryoda ise ilk senaryodan daha yüksek ve birbiriyle aynı sonuçlar çıkmıştır. Bu duruma neden olarak ise sistemin şarj ve deşarj durumuna geçeceği zamanların neredeyse öngörülebilir olmasının yattığı düşünülmektedir. Maliyetlerin ve miktarların belirlenmesinin ardından modelin eksiklerinden bahsedilmiş ve ileride modeli daha gerçekçi kılmak için stokastik modeler, sezgisel çalışmalar veya yapay zekânın eklenmesinin faydalı olacağı ön görülmüştür.