Yalova ili Armutlu ilçesinde şebeke bağlantılı rüzgar-hidrojen hibrit enerji sisteminin teknik ve ekonomik modellenmesi

Dünyada giderek artan enerji talebi ve fosil enerji kaynaklarının tükenmeye başlaması, insanlığı temiz enerjiler üzerinde araştırmalar yapmaya zorlamaktadır. Enerji problemine çözüm olarak; yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş, rüzgar, hidrojen, yakıt pili, jeotermal v.b. üzerine çalışmalar yoğunlaşarak devam etmektedir. Hidrojen enerjisi de depolanabilirliği ve çeşitli kullanım alanları ile son yıllarda gelecek vadeden bir enerji taşıyıcısı olarak alternatif enerji kaynakları arasında yer almış durumdadır. Bu tez çalışması kapsamında elektrik enerjisinin, doğaya olumsuz etkileri olan klasik üretim yöntemlerinin dışında yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar ve hidrojen enerjisi ile üretilmesinin teknik ve ekonomik analizi yapılmıştır. Yalova ili Armutlu ilçesinde rüzgar santrali kurulum çalışmaları devam eden firmadan 2011 yılına ait rüzgar hızları ve ilgili enerji dağıtım şirketinden elektrik enerjisi tüketim değerleri referans alınarak ilçenin enerji ihtiyacının rüzgar ve hidrojen enerjisi ile karşılanabilmesi amacıyla şebeke bağlantılı rüzgar-hidrojen hibrit sistemi modellenmiştir. İlçenin ihtiyacı enerjinin karşılanabilmesi için beş farklı rüzgar türbininden biri seçilerek bir rüzgar santrali kurulması düşünülmüş ve santralden üretilen enerjinin ilçenin enerji ihtiyacından fazla olduğu durumlarda fazla olan enerjiden elektrolizör vasıtasıyla hidrojen üretimi yapılarak üretilen hidrojenin tanklarda depolanması planlanmıştır. Daha sonra santralden üretilen enerjinin ilçenin enerji ihtiyacını karşılamadığı durumlarda depolanan hidrojen yakıt piline gönderilerek enerji üretimi sağlanmış ve ilçenin enerji ihtiyacı karşılanmıştır. Rüzgar ve yakıt pilinden elde edilen enerjinin ihtiyaç için yetersiz olması durumunda şebekeden enerji alınması ve sistemden üretilen enerjinin ihtiyaçtan fazla olması durumunda şebekeye enerji verilmesi planlanmıştır. Ayrıca MS Excel programı kullanılarak yapılan modellemede; sistemin bileşenlerinden rüzgar türbini, elektrolizör, hidrojen tankı, yakıt pili maliyetleri ve yatırımın kredi kullanılarak yapılması durumunda farklı faiz oranları programa girilerek farklı durumlar için maliyet analizi yapılmış ve enerji birim maliyetleri incelenmiştir. Örneğin; 2000 kW gücünde Enercon E-82 türbini, 500 kW gücünde elektrolizör, 1240 kg depolama kapasitesine sahip 4 adet hidrojen tankı, 175 kW gücünde PEM yakıt pili ve kredi faiz oranı %5 seçilerek yapılan modellemede enerji birim maliyeti 0,056 €/kWh olarak hesaplanmıştır. Anahtar sözcükler: Rüzgar enerjisi, hidrojen enerjisi, enerji ekonomisi, rüzgar-hidrojen hibrit sistem, akıllı şebeke.