Mesken elektrik aboneleri için enerji yönetimi sistemi kullanımı

Abstract

Çağımızda elektrik tüm toplumlar için önemli bir enerji kaynağıdır. Hayatımızın neredeyse her alanında bu enerjiye ihtiyaç duymaktayız. Bu denli ihtiyaç duyduğumuz enerji kaynağı günümüzde fosil yakıtlardan, yenilebilir enerji kaynaklarından ve nükleer enerjiden üretilebilmektedir. Fosil yakıtların kullanım oranı bu kaynaklar içerisinde dünya üzerinde %87'dir. Fosil yakıtların sınırlı olması, enerji maliyetleri ve kullanımı sonrası ortaya çıkan gazların çevreye vermiş olduğu zararlar düşünüldüğünde artan enerji talebini karşılamak adına ülkeler yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji kullanımına ve enerji kullanımında verimliliğe yönelik çalışmalarını hızlandırmaktalar. Bu hususta mesken elektrik kullanıcılarının enerji tüketimleri, maliyetlerin azaltılması ve enerji kullanımında verimlilik konuları ön plana çıkmaktadır. Dünya Ekonomik Forumu'na (DEF) göre, mesken ve ticari binalar küresel enerji tüketiminin %40'ından ve sera gazı emisyonlarının %33'ünden sorumludur. Türkiye'de de mesken elektrik kullanıcılarının tüketmiş olduğu elektrik, toplam tüketimin %29'unu oluşturmaktadır. Bu sebeple yenilebilir enerji kaynakları ve enerjinin verimli kullanılması mesken kullanıcılar için önem arz etmektedir. Bu noktada Enerji Yönetimi Sistemi (EYS) karşımıza çıkmaktadır. Mesken kullanıcılara dahil edilecek yenilebilir enerji kaynakları ve enerji depolama sistemleri (EDS) sayesinde temiz ve sürdürebilir enerji üretimi sağlanırken EYS sayesinde kullanıcının optimum verimle enerji kullanması sağlanacaktır. Bu sayede hem mesken kullanıcıların elektrik faturaları minimize edilecek hem de temiz ve devamlı enerji kullanımını mümkün kılacaktır. Belirtilen amaçlar doğrultusunda bu tez çalışmasında Türkiye'nin 7 farklı bölgesinde yer alan 14 ilde üç farklı yük profiline sahip mesken kullanıcı türü için üç analiz yapılmıştır. İlk olarak, PVsyst 7.4 programı kullanılarak çatı Güneş Enerjisi Sistemi (GES) tasarımı yapılmış ve tüm illerde aynı model kullanılarak bir yıllık süreçte aylık olarak enerji üretim tahminlemesi gerçekleştirilmiştir. İkinci olarak, mesken kullanıcıların aylık elektrik faturalarının düşürülmesi amaçlanarak Excel ortamında maliyet fonksiyonu çözdürülerek EYS tasarımı yapılmış ve Matlab programında uygulanmıştır. Bu tasarımlar üç mesken kullanıcı içinde (i) doğrudan şebekeye bağlı olduğu, (ii) çatı GES ile birlikte şebekeye bağlı olduğu, (iii) çatı GES ve EDS kullanılarak şebekeye bağlı olduğu senaryolarda 14 ilde aylık elektrik faturaları ve aylık net para akışları hesaplanmıştır. Son olarak ise her il için çatı GES ve EDS sisteminin ekonomik analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ilk olarak çatı GES üretim verileri incelendiğinde, en fazla üretimin Antalya ilinde gerçekleştiği görülmektedir. Tüm sonuçlara göre haritada kuzeyden güneye gidildikçe üretim artmaktadır. İkinci olarak senaryolarda illere ve mesken kullanıcılara göre elektrik faturaları incelendiğinde; tüm kullanıcılar için çatı GES ile birlikte faturalarında iyileşmeler görülmektedir. Kullanıcıya EDS dahil edildiğinde ise şebekeye satmış olduğu elektrikten elde ettiği kar artmaktadır. Mesken kullanıcı profilleri sonuçları incelendiğinde ise literatürde yer alan çalışmalarla da karşılaştırıldığında EYS, tanımlanan amaç doğrultusunda belirtilen kısıtlarla birlikte doğru çalıştığı ortaya çıkmıştır. Son olarak senaryolar da ekonomik analizler incelendiğinde; sadece çatı GES bağlı senaryoda PI değerleri Artvin, İstanbul ve Kastamonu illeri 1 değerinin altında sonuçlar vermekte ve uygulanabilirlik anlamında geride kalmaktadır. Uygulanabilirliği en yüksek il ise 1.31 değeri ile Antalya olarak karşımıza çıkmaktadır. Çatı GES ve EDS bağlı senaryoda değerler incelendiğinde PI değerleri 1 değerinin üzerinde hesaplanan ilimiz bulunmamaktadır. Sonuç olarak, EYS sistemi kullanımıyla mesken kullanıcılara çatı GES ve EDS dahil edilerek aylık elektrik faturalarında azalmaya hatta üretilen enerjinin şebekeye satılmasıyla mesken kullanıcılar karlı duruma geçmektedir. Ancak EDS dahil edildiği durumda artan maliyetler sebebiyle kullanıcının geri dönüş süreleri artmaktadır. Bu çalışma yüksek elektrik tüketimi olan veya çatı GES kurulumu imkanı olan elektrik aboneleri için bir örnek oluşturmaktadır. Elde edilen sonuçlara göre EYS'yle birlikte mesken kullanıcılara çatı GES sistemi kurulumunun yapılması önerilmektedir. Güneş enerji kurumlarının yaygınlaştırılarak sürdürülebilir bir dünya için verimli enerji kullanıma katkı sağlanmalıdır. EDS için ise maliyetlerin azaltılması ve kullanım ömürlerinin arttırılması gerekmektedir Böylelikle mesken kullanıcılarda kullanımı daha da arttırılabilir. Ülkeler, GES kurulması için aboneleri teşvik etmeli ve EDS kullanımlarının yaygınlaştırılması için imkan sunmalıdır.