Sezgisel optimizasyon algoritması kullanılarak hibrit (fotovoltaik-rüzgar) enerji sistemi için boyut optimizasyonu

Son yıllarda artan enerji ihtiyacıyla birlikte yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim giderek artmıştır. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde yapılan araştırmalar da bu ilgiyle birlikte artış göstermektedir. Mikro ölçekli enerji üretimi için rüzgar türbinlerinin ve fotovoltaik panellerin uygulanabilirliğinin (kurulum ve enerji kaynağı potansiyeli gibi) diğerlerine göre kolay olması sebebiyle bu sistemlerin kullandığı yenilenebilir enerji kaynakları çalışmada esas ilgi alanı olarak dikkate alınmıştır. Bu tür güç üretim sistemleri tek başlarına kullanılabildikleri gibi rüzgar enerjisi ve güneş enerjisinin aralıklı ya da kesintili olmasından dolayı birlikte de kullanılmaktadırlar. Hibrit enerji sistemi iki ya da daha fazla güç üretim sisteminden, depolama birimlerinden ve kontrol elemanlarından oluşmaktadır. Hibrit enerji sisteminin boyutunun belirlenmesi, farklı kriterleri göz önünde bulundurarak çözülmesi gereken bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemlerinin boyut optimizasyonu için analitik yöntemler, dinamik programlama ve sezgisel algoritmalar gibi bir çok teknik kullanılmaktadır. Bu tez çalışması, hibrit fotovoltaik/rüzgar güç üretim sisteminin boyutunun, sezgisel optimizasyon algoritması olan Yapay Arı Kolonisi algoritması yardımı ile bulunmasını önermektedir. Çalışma alanı olarak Pınarhisar Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (PMTAL) seçilmiştir. Bu bağlamda bölgenin rüzgar hızı ve güneş radyasyon verileri Meteoroloji Genel Müdürlüğü TUMAS veri tabanından alınmıştır. Elde edilen bu verilerle, PMTAL' nin güç talebini karşılayabilecek hibrit Fotovoltaik/Rüzgar enerji sisteminin toplam maliyetini minimize edecek boyut optimizasyonu, nesne tabanlı programlama dilinde geliştirilmiştir. Güç talebini karşılayacak sistemin güvenilirlik analizi, güç kaynağı kaybı olasılığı (LPSP) yöntemi ile yapılmıştır. Bu yöntemde LPSP değerleri %0, %0.2, %1 ve %3 olarak belirlenmiş ve sistemin yük talebini karşılamak için yeterli güce sahip olması sağlanmıştır. Belirlenen LPSP değerlerine göre hibrit Fotovoltaik/Rüzgar enerji sisteminin yıllık toplam maliyeti en aza indirgenerek optimum rüzgar türbini, güneş paneli ve akü sayısı Yapay Arı Kolonisi optimizasyon algoritması ile belirlenmiştir. Ayrıca, sadece fotovoltaik panel ve sadece rüzgar türbininden oluşan tekil enerji sistemlerinin de boyut optimizasyonu aynı yöntem ile hesaplanarak elde edilen sonuçlar hibrit sistem ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu çalışmada, Yapay Arı Kolonisi optimizasyon algoritması ile yenilenebilir enerji kaynağının boyutunun belirlenmesi için karar verme süreci hızlandırılmış ve bununla birlikte karar kalitesinin de artırılması ile etkin ve doğru çözüme ulaşılmıştır.