Akıllı Şebekelerde Enerji Yönetimi İçin Akıllı Priz Geliştirilmesi


Selamoğulları U. S., Uzunoğlu M.(Yürütücü), Vural B.

Sanayi Tezleri Projesi, 2013 - 2014

  • Proje Türü: Sanayi Tezleri Projesi
  • Başlama Tarihi: Eylül 2013
  • Bitiş Tarihi: Eylül 2014

Proje Özeti

Günümüzde elektrik enerjisinin daha verimli kullanımına yönelik çalışmalar, uygulamalar ve ürünler büyük önem kazanmaktadır. Bu çalışmalarda tüketicinin talebini dikkate alarak, enerjinin verimli ve ekonomik bir şekilde kullanımını sağlamak amaçlanmaktadır. Son yıllarda akıllı şebekeler kapsamında akıllı şehirler, akıllı binalar ve akıllı evler ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmalarda, akıllı şebekeler sayesinde evlerdeki elektrik enerjisi tüketim profillerine ait verilerin elde edilebileceği ve buna göre üretim tesisleri yönlendirilerek enerji akışının verimli bir şekilde gerçekleştirilebileceği belirtilmektedir. Akıllı şebekelerin en alt bileşeni olarak “akıllı evler” düşünülebilir. Bu evlerin yerel şebekedeki diğer tüketicilerle ve evlerde bulunan elektrikli cihazlarla haberleşmesi sayesinde elektrik sistemi daha verimli bir şekilde işletilebilir. Bunun en önemli nedeni tüketim değerlerinin mevcut enerji üretimine oldukça başarılı bir şekilde adapte edilebilmesidir. Bu amaca yönelik uygulamalardan biri de akıllı prizlerdir.

 

Akıllı priz başlığı ile sunulan farklı ürün ve uygulamalar olmasına karşın, genel olarak akıllı priz; tüketilen enerjiyi, güç parametrelerini uzaktan izleme ve açma/kapama işlevine olanak sağlayan cihaz olarak tanımlanmaktadır. Prizin uzaktan izlenmesi ve prize erişim yaygın olarak ZigBee, PLC (power line communication), Bluetooth ve Wi-Fi olmak üzere üç farklı haberleşme altyapısından biri ile gerçekleştirilmektedir. Yurt dışında akıllı prizler ticari olarak mevcuttur. Bu proje ile Türkiye’de yerli imkanlarla ZigBee harbeleşme altyapısına sahip özgün bir akıllı priz tasarımı ve üretimi yapılacaktır.

 

ZigBee kablosuz haberleşme için kullanılan ve IEEE 808.15.4 standardı ile tanımlanmış bir uluslar arası protoköldür. ZigBee diğer kablosuz haberleşme yöntemlerine kıyasla kısa mesafede düşük maliyetli ve az güç tüketen bir haberleşme imkanı sağlamaktadır. Bu yönüyle evsel uygulamalar/ürünler için uygun bir kablosuz haberleşme protokolüdür. Ancak ZigBee altyapısı iş ve alışveriş merkezleri gibi büyük yapılarda akıllı prizin izlenmesi ve kontrolü için tek başına yeterli değildir. Bu nedenle önerilen projede ZigBee protokolünü, bina otomasyon sistemlerinde çok yaygın olarak kullanılan KNX gibi kablolu bir haberleşme standardı ile birleştirilecektir.

 

KNX ve ZigBee protokollerinin birlikte kullanıldığı bir akıllı priz uygulamasında, ev/bina içerisindeki tüm prizler ZigBee altyapısına sahip olacak ve bu prizlerin hepsine ulaşımın sağlandığı bir ağ-geçidi (gate-way) kullanılacaktır. Kullanılacak olan ağ-geçidinin izleme ve kontrolü, merkez ile haberleşmesi ise KNX üzerinden yapılacaktır. Ayrıca geliştirilecek olan akıllı priz sıva üstü ve tak-çalıştır bir tasarım olacaktır. Bu yönüyle geliştirilecek olan akıllı priz sadece yeni yapılacak binalarda değil, mevcut binalarda ve meskenlerde de kullanıma uygun olacaktır.

 

Geliştirilecek olan akıllı prizin yurt dışında üretilen benzerlerine kıyasla önemli bir üstünlüğü olacaktır. Akıllı prize bağlanan cihazın özellikleri tanıtılarak, cihazın normal çalışma durumundan farklı bir şekilde çalışmasının tespit edilmesi sağlanacak ve böylece akıllı prize bağlı cihazın arızaya geçmeden önce durumu da tespit edilebilecektir. Bu özellikleri de düşünüldüğünde patent alınabilecek özgün bir tasarım ve uygulama olacaktır.

 

Geliştirilecek olan akıllı priz VİKO ve Yıldız Teknik Ünv. Elektrik Müh. Bölümü ortak tasarımı olacak ve VİKO’nun ürün gamında yer alacaktır. Ayrıca, geliştirilecek akıllı priz üniversitemiz bünyesinde mevcut olan, araştırma ve test altyapısına uygun akıllı evde test edilecektir. Bu proje çalışmasının sunacağı katkılar;

1.     Yukarıda belirtilen özelliklere sahip bir akıllı priz Türkiye’de ilk defa geliştirilecektir. Sahip olduğu özgünlüğe ek olarak ithal ikamesi sağlayarak ülke ekonomisine katkı sağlayacaktır.

2.     Akıllı evler, binalar ve akıllı şebekelere yönelik ileride geliştirilecek yeni ürünler için teknolojik bir altyapı oluşturacaktır.

3.     Bu alanda lisansüstü tez tamamlanarak uzman eleman/lar yetişmesi sağlanacaktır.