The impact of large-scale battery energy storage systems on greenhouse gas emissions in the energy market of Turkey
Türkiye enerji piyasalarında büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinin sera gazı emisyonlarına etkisi
- Tez No: 754611
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRKAN SOYKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kamu Yönetimi, Energy, Public Administration
- Anahtar Kelimeler: Depolama, Depolama sistemleri, Enerji, Enerji depolama, Enerji depolama sistemi, Enerji piyasası, Karbon emisyonu, Karbondioksit salınımı, Sera gazı, Storage, Storage systems, Energy, Energy storage, Energy storage system, Energy market, Carbon emission, Carbondioxide emission, Greenhouse gases
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İşletme (ingilizce) Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünya genelinde enerji talebinin ve küresel iklim ısınmasına dair endişelerin birlikte artmasından dolayı, geleneksel elektrik üretim metotlarının dışına çıkılması ve daha yenilikçi yenilebilir enerji çözümlerinin ortaya konması gerekmektedir. Fakat, yenilenebilir enerji santrallerinin kullanımları arttıkça, elektrik şebekesinde sebep oldukları gerilim dalgalanmalarının etkisi de artmakta ve sistem operatörlerinin işini zorlaştırmaktadır. Bundan dolayı, enerji depolama sistemine sahip santrallerin kullanılmasının yaygınlaşması enerji verimliliği ve sistem güvenliğinin sağlanması açısından elzemdir. Avrupa'da karbon emisyonlarının düşürülmesine dair verilen sözler neticesinde yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payının artacağı ve buna bağlı olarak da batarya depolama santrallerinin yaygınlaşacağı beklentisi bulunmaktadır. Bu beklenti neticesinde bu çalışmada, batarya depolama sistemine sahip santrallerin, verilen sözleri destekleyici şekilde karbon salımlarını düşürüp düşüremeyeceği 2018 yılı başından 2021 yılı sonuna kadar gerçek piyasa verileri ile dört farklı kullanım metodu incelenerek hesaplanmıştır. Birinci senaryoda batarya depolama sistemi sadece arbitraj yapacak şekilde çalıştırılmıştır. Gün içerisinde fiyat seviyelerindeki değişimlere göre çalışma kararı verilmiş ve buna göre karbon emisyon etkisi hesaplanmıştır. İkinci senaryoda, bir rüzgar çiftliğinin denge yönetimi görevini üstlenen batarya sistemi, rüzgar santralinin yükümlülüğünden fazla üretim yaptığı saatlerde depolanan enerjinin, yükümlülüğünün altında üretim yaptığı saatlerinde sisteme geri verecek şekilde çalışma profili oluşturuldu. Üçüncü senaryoda, rüzgar ve güneş santralinden oluşan hibrit yapıya dahil edilen bataryalı depolama sistemi, şebekeye verilebilecek maksimum güç olan lisans gücünün üzerinde üretim yapılması durumunda, üretilen fazla enerji depolanmış ve uygun olan ilk saatte sisteme verilmiştir. Dördüncü ve son senaryoda batarya sistemi üçüncü senaryo mantığı ile aynı şekilde çalıştırılmış, fakat bu sefer barajlı hidroelektrik santrali ve yüzer güneş panellerinden oluşan hibrit santrale dahil edilmiştir. Hesaplama sonunda ilk iki senaryoda pil depolama sistemlerinin kullanılmasının karbon salınımını olumlu yönde etkilemediği görülmüştür. Uzun vadede, talebin daha fazla yenilenebilir enerji ile karşılanmasını sağlayacağı için yenilenebilir enerji santrallerinin yaygınlaşmasına öncülük ederek faydalı olabilir
Özet (Çeviri)
As a result of increased energy demand and global warming issues, there is no doubt that innovative renewable energy solutions are needed to create a more sustainable world for our future. Wind and solar farms and such power plants are the results of this state of art step. Even though these plants are the key point for the future, power fluctuations resulting from renewable energy sources must be balanced to protect the grid. At this point, power plants with storage systems allow system operators to cope with these power oscillations. It is an undeniable fact that renewable energy plants will become widespread due to the benefit storage systems have provided to system operators. However, within the scope of the 2050 targets against global warming, the real contribution of the construction of battery storage systems and their use in the market is a question mark. In this study, due to this expectation, it has been examined whether the use of storage systems can reduce gas emissions in a way that supports these promises. In order to make this calculation, four different scenarios with real market data were used from the beginning of 2018 to the end of 2021. In the first scenario, the battery storage system was operated only by arbitrage. It was designed to according to the changes in price levels during the day and the carbon emission effect was calculated accordingly. In the second scenario, the battery system, which took on the task of balance management of a wind farm, worked in such a way that the energy stored during the hours when the wind farm was over-producing was returned to the system during the hours when the power plant was under-production . For both two scenarios, BSS had negative impact in terms of CO2 emissions. In the third scenario, the battery system, which was included in the hybrid structure consisting of wind and solar power plant, was operated in such a way that in case of production above the maximum power that can be supplied to the grid, the excess generated energy was stored and returned to the market at the first appropriate hour. At the end, after four- and half-year BSS had achieved net zero target. In the fourth and final scenario, the battery system was operated with the logic of the third scenario, this time included in the hybrid power plant consisting of a hydroelectric power plant with a dam and floating solar panels. After ten years, the BSS was able to eliminate the amount of CO2 released during its manufacture. At the end of the calculation, it was seen that the use of battery storage systems could not positively affect carbon emission in the first two scenarios. In the long run, it may be beneficial by leading the expansion of renewable power plants, as it will enable the demand to be met by more renewable energy.
Benzer Tezler
- Techno-economic feasibility analysis of a battery energy storage system assisted solar photovoltaic power plant: a case study
Batarya enerji depolama sistemi destekli fotovoltaik enerji santralinin tekno-ekonomik uygulanabilirlik analizi: Bir vaka çalışması
TÜRKER AŞKIN KABADAYI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiMühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÇELİK
- Politika-piyasa-simbiyoz üçgeninde batarya enerji depolama piyasası tasarımı
Battery energy storage market design in the policy-market-symbiosis triangle
MERVE BULUT
Doktora
Türkçe
2025
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EVRENCAN ÖZCAN
- Enerji depolamada yenilikçi karbon yapılı esnek yüzeylerin üretimi ve analizi
Production and analysis of novel carbon structured flexible surfaces for energy storage applications
ESRA ŞERİFE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Alparslan-1 hidroelektrik santrali'nin hibrit enerji üretim ve depolanması yönünden modellenmesi ve önerileri
Modeling and recommendations for hybrid energy generation and storage of Alparslan-1 hydroelectric power plant
CANAN ÖZNUR BABA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMuş Alparslan ÜniversitesiNükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH ÖZER
DOÇ. DR. ERDİNÇ VURAL
- Li-O2 pil laboratuvar AR-GE çalışmalarının çevresel etkisi ve optimizasyonu
Environmental impact and optimisation of Li-O2 battery laboratory R&D studies
NİSAN NASIF
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHSEN AKBULUT ULUDAĞ