Developing optimum operation strategies for wind-hydro hybrid systems

Günümüz dünyasında enerji, uygarlıkların devamı için en önemli unsurlardan biridir. Geçtiğimiz yıllara kadar ülkelerin enerji talepleri çoğunlukla fosil yakıtlar tarafından karşılanmıştır. Ancak, fosil yakıtların enerji üretiminde kullanılmasının olumsuz etkileri, ilgiyi yenilenebilir enerji kaynaklarına kaydırmıştır. Buna ek olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının popülaritesini maliyetlerdeki düşüş ve verimlilikteki artış olumlu etkilemiştir. Bu nedenle, yenilenebilir enerji sistemlerinin elektrik şebekelerine entegrasyonu son yıllarda artış göstermiştir. Ancak, yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekli olmaması entegrasyonu zorlu bir hale getirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarındanki belirsizliğe ek olarak, elektrik spot piyasalarındaki belirsizlik, yenilenebilir enerji kaynaklarının yönetimindeki zorluğu arttırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının süreksizliği ile başa çıkmak için enerji depolama sistemlerinin uygulanması gerekmektedir. Pompaj depolamalı hidroelektrik santralleri şu anda büyük ölçekli enerji depolamanın en uygun şeklidir. Yenilenebilir enerji sislemlerinin pompaj depolamalı hidroelektrik santraller ile birlikte çalıştırılması hibrit sistemlerin verimliliğini arttırmaktadır. Bu çalışmada, bir rüzgar-hidro hibrit sistemi (RHHS) ele alınmış ve varsayımsal bir vaka çalışması için optimum çalışma stratejileri geliştirilmiştir. RHHS'nin gelirini artırmak için, gün öncesi spot elektrik piyasasındaki elektrik fiyatlarını tahmin etmek için uzun kısa vadeli hafıza (UKVH) ağı geliştirilmiştir. UKVH ağının yanı sıra, elektrik fiyatını ve mevcut rüzgar enerjisini girdi olarak kullanarak optimum çalışma programları sunan ve RHHS'nin maksimum gelirini elde eden bir optimizasyon modeli geliştirilmiştir. UKVH ağının ve optimizasyon modelinin etkilerini araştırmak için farklı senaryolar oluşturulmuş ve çalıştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, rüzgar türbinlerinin elektrik fiyatının başarısız tahmininden kaynaklanan kaybı telafi ettiği görülmektedir. Bu nedenle, rüzgar türbini sayısındaki artış, kaybın azalmasını sağlamaktadır. Ancak, bu çalışmada analiz edilen rüzgar türbin enerji aralığında (10 MW ile 500 MW arası), RHHS'deki pompa ve hidrolik türbinin operasyonel programlarının değişmediği görülmüştür. Rüzgar türbinleri tarafından üretilen enerji, suyu üst rezervuara pompalamak için kullanıldıktan sonra geriye kalanının doğrudan şebekeye satıldığı gözlemlenmiştir.