Çatı üstü fotovoltaik üretim tesislerini içeren mikro şebekelerin kooperatif temelli olarak modellenmesi ve optimizasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: UĞUR KILIÇ

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Bedri Kekezoğlu

Eş Danışman: Ali Durusu

Özet:

Çatı üzeri fotovoltaik (PV) enerji sistemleri tabanlı mikro şebekeler tüketim noktasında üretimin gerçekleşmesi nedeniyle hızla yaygınlaşmaktadır. Arzın talep noktasına taşınması ile bu sistemlerde enerjinin son kullacıya ulaştırma maliyetleri azalmaktadır, talep yenilenebilir kaynaklar ile karşılanarak çevreye verilen zararlar minimuma indirilmektedir, toplumlar için enerji arz güvenliği sağlanmaktadır, enerjide dışa bağımlı ülkelerde dışa bağımlılık azalmaktadır. Bu nedenle bu sistemlere yönelim hızlanmıştır. Çatı üzeri sistemlerin avantajlarının yanında yayılımını engelleyen kısıtlar da mevcuttur. Bu kısıtların başında kurulum yapılabilecek çatı alanlarının yetersizliği gelmektedir. Bu nedenle kısıtlı olan bu alanları optimal sekilde kullanmak gerekmektedir. Elbette alanı optimize ederken ekonomik parametreler, yenilenebilir odaklılık ve talebin doğru Şekilde karşılanması dikkate alınmalıdır. Bu çalışmada bu boyutlandırma sorununa çözüm önerisi geliştirilmiştir. Bu kapsamda 5 farklı tükeim noktasından alınan 1 yıllık gerçek tüketim değerleri ile mikro şebekeler oluşturulmuştur. Bu mikro şebekenin enerji talepleri çatı üzeri PV sistem ve hidro tabanlı depolama ünitesi kullanılarak karşılanmıştır. Kurulan bu sisteme yaşam boyu maliyet analizi yapılarak maliyet optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Minimum maliyet ile talebin tamamen yenilenebilir kaynaklardan karşılanması sağlanmıştır. Optimizasyon metodu olarak Parçacık Sürü Optimizasyonu tekniği kullanılmıştır. Optimizasyon Matlab ortamında gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda elde edilen optimizasyon sonuçları farklı durum çalışmalarında incelenerek sonuçlar elde edilmiştir. Önerilen sistemde kurulum yatırımları oluşturulan enerji kooperatifleri vasıtasıyla gerçekleştirilmiştir. Böylelikle ilk yatırım maliyetinin yatırımcıya olan yükü azaltılarak kollektif, tamamen yenilenebilir, şebeke ile minimum alışveriş içerisinde olan mikro şebeke modeli sunulmuş ve maliyet minimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Talebi karşılayacak optimal boyutlandırma sonuç olarak sunulmaktadır.