Enerji depolama sistemlerinin modellenmesi ve analizi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, Türkiye'de Çanakkale bölgesindeki rüzgar hızına göre bir rüzgar türbini sistemi seçilip, bu rüzgar türbini ile bir evin enerji ihtiyacının şebekeden bağımsız bir şekilde giderilmesidir. Bunun yanı sıra rüzgar hızındaki düşüşler sebebiyle oluşabilecek enerji kesintilerini batarya grubu ve dizel jeneratör ile yılın rüzgar hızının yüksek olduğu dönemlerinde depolanarak telafi edilmek istenmiştir.Tezin giriş bölümünde genel olarak enerji sistemlerinden bahsedilmiştir. Fosil yakıtlar ve yenilenebilir enerji sistemleri anlatılmıştır. Bu enerji sistemlerinin avantajları ve dezavantajlarından bahsedilmiştir.Gelişme bölümünde rüzgar enerjisi ile ilgili detaylı bilgiler verilmiştir. Rüzgar enerjisinin tarihçesi, kullanılan farklı rüzgar türbinleri ve nasıl enerji elde edildiği anlatılmıştır. Rüzgar hızı ve çıkış gücü arasındaki bağlantı açıklanmış ve rüzgar türbinleri ile beraber kullanılan jeneratörlerden bahsedilmiştir.Simülasyonda kullanılacak tekrar şarj edilebilen bataryalar ile ilgili bataryaların tarihçesi ve devir sayıları, ömürleri, çalışma prensibi gibi teknik bilgiler verilmiştir. Başlıca kurşun asit, vanadyum redoks, sodyum sülfür, lityum iyon ve nikel bataryalar bu bölümde anlatılmıştır.Bataryaların yetersiz olduğu ve rüzgar hızının enerji üretemeyecek seviyelere düştüğü kritik anlar tespit edilmiştir. Bu süre zarfında dizel jeneratör kullanılması düşünülmüştür.Ekonomik analizi yapabilmek için bir değere indirgenmiş enerji maliyeti metodu tercih edilmiş ve uygulanmıştır. Bu metot ile ilgili kullanılan formüller açıklanmış ve simülasyonda kullanılmıştır.Tekrar şarj edilebilir bataryalar teknik özelliklerine göre analiz edilmiş ve sisteme en uygun bataryanın seçilmesi amaçlanmıştır. Ekonomik açıdan bataryalar ve farklı modeldeki rüzgar türbinleri karşılaştırılmış maliyet açısından en uygun olanı tercih edilmiştir. Bunu yapabilmek için matlab programı kullanılmış sonuçlar sayısal uygulama bölümünde paylaşılmıştır. Sonuçlar ve öneriler kısmında ise yapılan analizler yorumlanmış ve yapılabilecek çalışmalardan bahsedilmiştir.