Assessment of renewable energy based micro-grids for small communities
Küçük topluluklar için yenilenebilir enerji temelli mikro-şebeke değerlendirmesi
- Tez No: 625860
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ Onur TAYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Odtü Kuzey Kıbrıs Kampusu (kktc-Güzelyurt)
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrik sağlamak için kurulan yenilenebilir enerji sistemleri, maliyet ve yenilenebilir enerji kaynaklarının değişkenlik göstermesi ile ilgili birçok zorlukla karşılaşmaktadırlar. Bu zorluklara karşı çözümlerden biri ise geleneksel elektrik üretim sistemlerini yenilenebilir enerji üretim sistemleri ile harmanlamak ve enerji depolama sistemlerini eklemektir. Bu çalışmada Akdeniz'deki bir adada bulunan kampüs ölçeğindeki bir topluluk için yenilenebilir enerji içeren mikro-şebeke olarak iki farklı elektrik üretme sisteminin fizibilite çalışması yapılmıştır. Bu iki sistem şu şekildedir: (i) fotovoltaik-akü/pil-pompajlı su depolama sistemi ve (ii) fotovoltaikrüzgâr türbini-akü/pil. Örnek incelenen ada, anakaraya bağlantısı olmayan bir şebekeye sahiptir ve fuel oil yakan buhar ve dizel santralleri ile şebekeye elektrik sağlamaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik güneş enerjisi sistemi, rüzgâr türbini, akü/pil ve pompajlı su depolama sistemine ait modeller; enerji üretimini, net bugünkü maliyeti (NPC) ve seviyelendirilmiş elektrik maliyetini (LCOE) tahmin etmek için verilmiştir. Örnek çalışma olarak, anlık ortalama elektrik tüketimi yaklaşık 1 MW olan Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kuzey Kıbrıs Kampusu (ODTÜ KKK) ele alınmıştır. Sistem (i) için yeni geliştirilmiş model ile fotovoltaik sistemleri ile bütünleşik kısa ve uzun vadeli depolama sistemlerinin ve Sistem (ii) için HOMER yazılımı ile yenilenebilir enerji içeren mikro-şebekenin bileşenlerinin boyutlandırması parametrik çalışma olarak yapılmıştır. Bütün modellerde saatlik veriler kullanılmıştır. Sistem (i) bileşenlerinden akü/pil kısa vadeli ve pompajlı su depolama sistemi ise uzun vadeli depolama sistemleri olarak ele alınmıştır. Çalışılan parametre aralığı için ve pompajlı su depolama sistemi için gerekli su kaynaklarını düşünülerek elde edilen sonuçlara göre en düşük NPC 40,65 milyon USD ile 2,7 MW'lık fotovoltaik sistemi, 0,3 MWh'lık akü/pil ve 2,5 MWh'lik pompajlı su depolama sisteminden oluşan tasarıma ait çıkmıştır. Sistem (ii) için incelenen bütün tasarımlar arasında iki alternatif sistem önerilmektedir. Bu sistemlerden birisinde depolama sistemi mevcuttur, diğerinde ise depolama sistemi yoktur. Her iki alternatifin de NPC değerleri yaklaşık 38,3 milyon USD olup üretilen enerjide yenilenebilir enerji oranı %36 ile %38 aralığındadır. Ayrıca bu alternatiflerin yıllık yaklaşık 4000 ton CO2 salınımı önlemesi öngörülmektedir. Depolama sistemi olmayan alternatif, 2 MW'lık fotovoltaik sistemi ile 3 MW'lık rüzgâr türbinlerinden oluşmaktadır. Depolama sistemi olan alternatif ise 2 MW'lık fotovoltaik sistemi, 3,75 MW'lık rüzgâr türbinleri ile 1 MWh'lik akü/pil depolama sisteminden oluşmaktadır. ODTÜ KKK için elektrik tarifesi yaklaşık 0,175 USD/kWh olup her iki alternatifin LCOE değeri 0,15 USD/kWh civarındadır.
Özet (Çeviri)
Deploying renewable energy systems to supply electricity faces many challenges related to cost and variability of the renewable resources. One possible solution to these challenges is to hybridize renewable energy systems with conventional power systems and include energy storage systems. In this study, the feasibility analysis of two cases for electricity generation systems as (i) photovoltaic (PV)-battery-pumped hydro system (PHS) and (ii) PV-wind-battery are presented as a Renewable Energy Micro-Grid (REMG) for a university campus-scale community on a Mediterranean island. The island has an isolated grid which generally utilizes fuel-oil based steam and diesel electric generators. Models for PV, wind turbine, battery and PHS systems are presented to estimate energy production, and net present cost (NPC) and levelized cost of electricity (LCOE) as economic metrics in the feasibility analysis. As a case study, Middle East Technical University Northern Cyprus Campus (METU NCC) with an average power demand of about 1 MW is considered. A parametric study is performed using a newly developed model for combining short-term and long-term energy storage systems integrated with PV systems for case (i) and HOMER software for case (ii) to determine the sizes of the components for the REMG. Both models are using hourly time-steps. In case (i), battery and PHS are considered as short- and long-term storage systems. For the studied ranges and considering the availability of water resources required for PHS, the lowest NPC of 40.65M USD is found for a configuration with 2.7 MW PV, 0.3 MWh battery and 2.5 MWh PHS. In case (ii), among all the configurations, two alternate configurations are proposed, one with storage and one without storage. Both configurations have identical NPCs of 38.3M USD, renewable energy fractions of 38% and 36%, respectively, and avoid approximately 4000 tons of CO2 emissions per year. The system without storage consists of a 2 MW PV plant and 3 MW wind power system, and the system with storage consists of a 2 MW PV system, 3.75 MW wind power system and a 1 MWh battery. In both cases, the resulting LCOE is approximately 0.15 USD/kWh whilst the electricity tariff for METU NCC is approximately 0.175 USD/kWh.
Benzer Tezler
- Mezo-mı̇kro ölçek model kuplesı̇ wrf-les ı̇le yüksek çözünürlüklü rüzgar alanının belı̇rlenmesı̇
High-resolution wind field determination with wrf-les through meso-micro scale model coupling
ERKAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2025
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
PROF. DR. GÖKHAN KİRKİL
- Derin öğrenme ve istatistiksel modellerle operasyonel rüzgar enerjisi tahmini: Batman içinn LSTM, ANN ve ARIMA uygulaması
Operational wind energy forecasting using deep learning and statistical models: An application of LSTM, ANN and ARIMA for Batman
İLAYDA KELKİTLİ BAŞARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KEMAL KAYMAK
- Samsun ilinde elektrikli araç şarj istasyonu konumlarının ahp yöntemi ile analiz edilmesi
Analysis of electric vehicle charging station locations in the province of Samsun using the ahp method
MUSTAFA YASİN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURTEN AKGÜN
- Türkiye'de kurulu güç dağılımı dengelemesiyle rüzgardan enerji üretiminin üniformlaştırılması
Uniformizing energy production from wind through installed capacity balancing in Turkey
CANSU ŞİMAL BAĞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK BARUTÇU
- İzole mikroşebekelerde frekans regülasyonu için gerçek zamanlı uyarlamalı kontrol stratejileri
Real-time adaptive control strategies for frequency regulation in isolated microgrids
SÜLEYMAN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT TEMEL ÖZDEMİR
DOÇ. DR. BURAK YILDIRIM