Yenilenebilir enerji destekli mikro şebeke tasarımı ve bölgesel bazda analizi: Kamu binası örneği

Günümüzde üretilen elektrik enerjisinin büyük bölümü fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil kaynaklardan üretilen elektrik enerjisi hava kirliliği ve küresel ısınmayla birlikte ekolojik sisteme zarar vermektedir. Fosil yakıtların tükenebilir nitelikte enerji kaynaklarından olması, yenilenebilir enerji kaynaklarının ise tükenme gibi bir sorununun olmaması, çevresel faktörlerde göz önünde bulundurulduğunda yenilenebilir enerjiyi popüler hale getirmiştir. Fakat yenilebilir enerji kaynaklarının doğasından kaynaklanan süreklilik probleminin giderilmesi amacıyla şebekeye bağlı ve ada modunda kullanılabilen hibrit yenilebilir enerji sistemleri kullanılmaktadır. Kamu binalarının tüm yaşam dönemi düşünüldüğünde, enerji tüketimi en büyük maliyete sahip kalemlerden biridir ve enerji kullanımında yapılacak iyileştirmeler binanın yaşam dönemi masraflarının da büyük ölçüde azalmasını sağlayarak ülke ekonomisine önemli katkılarda bulunacaktır. Bu çalışmada Bursa ilinde referans alınan ve enerji ihtiyacı enterkonnekte sistem vasıtasıyla konvansiyonel enerji kaynaklarından sağlanan Bursa Büyükşehir Belediyesi Ek Hizmet Binasının enerji ihtiyacının hibrit yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak karşılanması, mevcut enerji kaynaklarının potansiyelleri dikkate alınarak en uygun hibrit güç üretim sisteminin belirlenmesi üzerine çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada öncelikli olarak kamu binasının otomatik sayaç okuma sistemi (OSOS) üzerinden elektrik tüketimleri anlık bir şekilde reel olarak belirlenmiş ve kamu binasına ait yük profili hazırlanmıştır. Çalışma kapsamında kamu binası SketchUp programında üç boyutlu olarak modellenerek Skelion programı ile gölgelenme ve performans analizleri dikkate alınarak optimum PV panel yerleşimleri yapılmıştır. Bu çalışmada simülasyon, optimizasyon ve duyarlılık analizleri HOMER yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.İlk olarak, şebekeye enerji satışının yapılmadığı ve yalnızca öz tüketimin dikkate alındığı senaryolar analiz edilmiştir. İkinci olarak, üretilen fazla enerjinin şebekeye satıldığı, diğer bir ifadeyle mahsuplaşma yönteminin ele alındığı, bunun yanında farklı coğrafyalarda bulunan ve benzer özelliklere sahip kamu binaları için gerçekleştirilen analizler ile aylık ve yıllık mahsuplaşma gibi senaryolar değerlendirilmiştir. Üçüncü olarak, kamu binasına ait yük profiline elektrikli araç şarj istasyonlarının entegre edilmesi durumunda, enerji ihtiyacının hibrit yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılanması yönünde kapsamlı analizler yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda dağıtım şirketinden 1 kWh elektrik enerjisi alış bedelinin 0,127$ olduğu dikkate alındığında şebekeye enerji satışı yapılamayan kamu binalarında elektrik enerjisi birim fiyatının 0, 0748 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına % 41,10 daha ucuza elde edildiği, tasarlanan hibrit enerji sisteminde üretilen fazla elektriğin şebekeye geri satılması yönünde yapılan incelemede elektrik enerjisi birim fiyatının 0,0387 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına % 69,52 daha ucuza elde edildiği, ayrıca % 54,6 oranında daha temiz bir enerji elde edileceği, aynı özellikteki kamu binasının farklı coğrafyalarda yapılan analizlerde Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlasında (GEPA) verilen güneş ışınım değerleri ile uygun sonuçlar elde edildiği bölgeler arasında %50 oranında enerji birim fiyatında azalma olduğu, hibrit enerji sistemine dahil edilen elektrikli araç şarj istasyonları ile oluşturulan modelde elektrik enerjisi birim fiyatının 0,0440 $ olarak hesaplandığı ve elektrik enerjisinin kWh başına %65,35 daha ucuza elde edildiği görülmüştür