TECHNO-ECONOMIC ANALYSIS OF HYBRID RENEWABLE ENERGY SYSTEMS FOR THE OPTIMAL DESIGN OF A HYDROGEN REFUELLING STATION IN GERMANY
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BERNA BURCU KALYONCU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hasan Sadıkoğlu
Eş Danışman: Yavuz Kırım
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, Almanya'nın Schleswig-Holstein bölgesinde bir hidrojen dolum istasyonunda yeşil hidrojen üretimi için hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin (HRES) optimum konfigürasyonunu tasarlamak amaçlanmıştır. Çoklu Enerji Kaynakları Hibrit Optimizasyon (HOMER) Pro yazılımı, farklı konfigürasyonları modellemek ve tekno-ekonomik analizler gerçekleştirmek için kullanılmıştır. Birinci bölümde, fotovoltaik (PV), çeşitli rüzgar türbinleri (WT) ile %100 yenilenebilir oranında çalışan çeşitli HRES konfigürasyonları incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, XANT L-36 ve XANT L-36 & Vestas V47 rüzgar türbinleri içeren sistemlerin yıllık 700 tondan fazla karbondioksit (CO2) emisyonunu önleyebileceğini göstermiştir. Ayrıca, küresel yeşil hidrojen üretiminin ekonometrik analizi, doğrusal, ridge (RR), lasso (LR) ve elastic net regresyon (ENR) modelleri kullanılarak R programında (R) gerçekleştirilmiştir. Kök ortalama kare hatası (RMSE) ve belirleme katsayısı (R²) değerlerine göre RR modeli en iyi tahmin performansını göstermiştir. Nihai model, küresel hidrojen dolum istasyonlarının yeşil hidrojen üretimini en çok etkilediğini göstermiştir. İkinci bölümde, bir ısıl yük kontrolörü (TLC), kazan ve mikro gaz türbini (MGT) fazla elektriği kullanmak ve ısı elde etmek için sistemlere ilave edilmiştir. Sonuçlar, TLC ve kazan kullanılan sistemlerin ekonomik olarak uygun olmadığını, MGT entegrasyonunun ise atık ısı geri kazanımı sayesinde maliyetleri önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Optimum sistem; PV, XANT L-36, Vestas V47, elektrolizör, hidrojen depolama tankı, batarya, TLC, kazan ve MGT'den oluşmakta olup, $6.28 milyon net bugünkü maliyet (NPC), $0.249/kWh seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE) ve $2.14/kg seviyelendirilmiş hidrojen maliyeti (LCOH) değerlerine sahiptir. Üçüncü bölümde, biyokütle destekli HRES analiz edilmiştir. Konfigürasyonlar, saman yakıtlı bir biyokütle jeneratörünün PV ve rüzgar türbinleriyle birlikte kullanılmasını içermektedir. Sonuçlar, biyokütle jeneratörünün PV ve rüzgar türbinleriyle entegrasyonunun daha düşük NPC ve LCOH değerleri sağladığını ve fazla elektriği (EE) %1–2'nin altına indirdiğini göstermiştir.