Şebekeden bağımsız yenilenebilir hibrit enerji sistemlerinin boyutlandırmasında yük modelinin etkisi

Enerjideki arz talep dengesi yeni kaynak arayışlarına neden olmakta, yenilenebilir enerji sistemlerine olan ilgi ve ihtiyaca paralel olarak bu alanda yapılan çalışmalar da artmaktadır. Bu tez kapsamında şebekeden bağımsız yenilenebilir enerji sistemleri üzerinde çalışılmış, rüzgar ve güneş kaynaklarının aynı anda kullanıldığı bir sistemin boyutlandırılması incelenmiştir. İhtiyaç duyulan husus, enerjinin yenilenebilir kaynaklarla temini olduğundan, öncelikle yük olarak tanımlanan bu enerjinin vasfı konusundaki soruların cevaplanması gerekir. Bu tezde yük hakkındaki, yeni soruların da eklenerek cevapların bulunması hedeflenmektedir. Yük modelinin elde edilmesi çeşitli yöntemlerle yapılabilmektedir. Şebeke dağıtım firmalarının veritabanlarından bu bilgi talep edilebileceği gibi, yaklaşık bir kurulu güç tahmini ile yük profili kestirilebilmektedir. Güneş panelleri ve rüzgar türbinlerinin fiyatları göz önüne alındığında boyutlandırmada aşırı parametrelendirme, maliyete önemli ölçüde etki eder; yetersiz parametrelendirme ise şebekeye bağlı bir sistemde kullanım farkı oluşturmasa da şebekeden bağımsız bir yapıda enerji kesintilerine neden olur. Özellikle şebekeden bağımsız olma durumunda enerji depolama etkili bir parametre olarak denkleme katılır ve boyutlandırma daha da önem kazanır. Kullanıcı alışkanlıklarının takibi sistem boyutlandırmasındaki doğruluğu artırabilir. Şebekeye bağlı bir sistemde bu takip alternatif yollarla yapılabilir. Şebekeden bağımsız bir sistem söz konusu olduğunda ise ölçüm yoluyla bu bilginin elde edilmesi uygulanabilir değildir ve bu ölçüm ihtiyacı bir paradoksa neden olur. Ölçüm yapılabilmesi için enerji kullanımı gerekmektedir; enerji kulanımı için de boyutlandırılmış bir sistem gerekir. İlk kez enerji verilecek bir sistem için öncelikle boyutlandırma yapılması gerekmekte, bunun için de bir yük modeline ihtiyaç duyulmaktadır. Kullanıcıların mevcut enerji tüketim alışkanlıkları ölçülerek ve/veya beyanlarına bağlı olarak enerji tüketimleri hesaplanarak yükün modellenmesinin avantajları ve dezavantajları tez kapsamında incelenmiştir. İncelemede referans olarak kullanılan veri, Kocaeli İzmit ilçe merkezinde bulunan bir hanenin 6 ay boyunca 1 dakikalık periyotla ortalama gücün ölçülmesi sonucu elde edilmiştir. Elde edilen bu ham verinin dakikalara, günlere, haftalara ve aylara bağlı analizlerinin yapılabilmesi ve simülasyonda kullanılmaya uygun hale gelmesi için kapsamlı bir düzenleme işlemi yapılmıştır. Düzenlenmiş bu veri çeşitli senaryolar ile yıllık tüketim profillerine çevrilmiştir. Simülasyon için enerji maliyetini optimize eden HOMER PRO yazılımı kullanılmıştır. Simülasyon programı yardımıyla, bu yük modellerinin farklı çözünürlüklerde incelenmesi planlanmakta, yük modelinin boyutlandırmaya etkisi ve en verimli modelin elde edilme yönteminin bulunması hedeflenmektedir. Yıl içinde farklı zamanlarda ölçüm verisinin alınmasının sistem boyutlandırmasına etkisi 9 farklı senaryo üzerinden incelenmiştir. Herbir senaryonun, 1 dakikalık ölçümlerin kullanılması halinde, 10 dakikalık ortalama değerlerin kullanılması halinde ve 60 dakikalık ortalama değerlerin kullanılması halinde boyutlandırmaya etkisi araştırılmıştır. Beyan edilen kullanım alışkanlıklarının boyutlandırmaya etkisi incelenerek esnek kullanım kavramı üzerinde durulmuş ve optimize yük modelleri oluşturulmuştur. Optimize yük modelleri oluşturulurken sadece yük kaydırma yöntemi kullanılmış, herhangi bir yük iptali yapılmamıştır. Sonuç olarak bu optimize yük modelleri ile daha ekonomik sistemlerin kurulup kurulamayacağı incelenmiştir