Bir Hibrid Enerji Sisteminin Modellenmesi Ve Analizi

Abstract

Günümüzde, devamlı artan elektrik enerjisi ihtiyacına paralel olarak fosil kökenli enerji kaynaklarının rezervlerinin sınırlı oluşu, bu enerji kaynaklarının kullanılmaları sonucunda çevre üzerinde yarattıkları olumsuz etkiler ve bu enerji kaynaklarının çeşitli krizler sebebiyle zaman zaman sahip oldukları elde edilememe problemi özellikle XX. yüzyılın son çeyreğinden itibaren yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi önemli bir ölçüde arttırmıştır. Hibrid enerji sistemleri, yenilenebilir enerji kaynaklarına artan bu ilginin bir sonucu ve enterkonnekte şebeke sisteminden uzak bölgelerde yer alan yükleri besleyebilmenin bir yolu olarak ortaya çıkmışlardır. Ayrıca, enterkonnekte şebeke sisteminin bulunduğu bölgelerde sürekli artan elektrik enerjisi birim maliyetinin düşürülmesi amacı ile de hibrid enerji sistemleri ortaya çıkmışlardır. Bu çalışmada, belirli bir bölgede bulunan belirli bir yükü ekonomik açıdan optimum şekilde besleyebilecek bir sistem konfigürasyonunu belirleyebilmek için şebeke bağlantısı olan rüzgar ve güneş tabanlı örnek bir hibrid enerji sistemi HOMER ile modellenmiş ve daha sonra HOMER ile bu örnek hibrid enerji sistemi üzerinde simülasyon, optimizasyon ve hassaslık analizi işlemleri gerçekleştirilmiştir. Örnek hibrid enerji sisteminin modellenmesi işlemi gerçekleştirilirken ise incelenen bölgenin sahip olduğu ortalama güneş ışınımı ve ortalama rüzgar hızı değerleri için hassaslık değerleri belirlenmiş yani bir bakıma bu işlemin gerçekleştirilmesi ile başka bölgeler de tanımlanarak bu farklı bölgelerde de aynı yükü ekonomik açıdan optimum şekilde besleyebilecek sistem konfigürasyonları belirlenmiştir. Bu işlemler ise örnek hibrid enerji sisteminin modellenmesi sırasında şebeke satış kapasitesi için de hassaslık değeri belirlenmesi ile örnek hibrid enerji sisteminin hem şebekeye elektrik satamayanı hem de şebekeye elektrik satabileni için gerçekleştirilmiştir.

Today, continuously increasing electrical energy demand correspondingly limited reserves of the fossil sources, negative effects on the environment that are created by the consumption of these sources, and the problem of unavailability that these sources have occasionally because of various crisis increase interest in renewable sources significantly especially since the last quarter of XXth century. Hybrid energy systems arised as a result of this increasing interest in renewable sources and a way of supplying power to loads that are located in remote places which have no interconnected grid system. Hybrid energy systems also arised for reducing continuously increasing cost per unit of electrical energy in places which have interconnected grid system. In this study, a sample grid-connected wind-solar hybrid system is modeled with HOMER and then realized simulation, optimization and sensitivity analysis with HOMER on this system to determine a system configuration that can supply a certain load that is in a certain place optimally in terms of economics. When modeling this system, sensitivity values are determined for solar radiation and wind speed that pertain to this certain place, namely different places are described by doing this process and so system configurations that can supply the same load optimally in terms of economics are also determined in these different places. These processes are realized for both sample hybrid system that cannot sell electricity to the grid and sample hybrid system that can sell electricity to the grid by determining a sensitivity value for grid sale capacity when modeling this system.