Akademik Veri Yönetim Sistemi
Aktaş A. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2018 - 2020
Günümüzde Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının (YEK) önemi ve enerji ihtiyaç talebindeki payı giderek artmaktadır. YEK alanlarından olan deniz veya okyanusun hem üzerinde, hem yüzeyinde hem de altında potansiyel bir doğa enerjisi bulunmaktadır. Deniz üzerinde rüzgâr, yüzeyinde dalga, altında ise akıntı ve gel-git enerjisi bulunan bu doğal enerji potansiyel kaynağının her biriminden yararlanmak akılcı olacaktır. Bu projede, hem açık deniz rüzgâr hem de akıntı enerjisinden faydalanılarak bir platform ile iki doğa enerjisinden yararlanılıp yüksek potansiyelli bir güç üretim sistemi kurulması önerilmektedir. Böylece açık deniz rüzgâr ve akıntı enerjisi kullanılarak Hibrit Güç Üretim Sistemi (HGÜS) kurulacaktır. Ayrıca YEK’lerin doğası gereği kesintili ve kararsız olan bu enerji çeşitlerinin sürekliliğini sağlamak için önerilen HGÜS’ne batarya ve ultrakapasitörden oluşan Hibrit Enerji Depolama Sistemi (HEDS) eklenecektir. Bu projenin amacı, HGÜS’ye HEDS’yi eklenerek akıllı enerji yönetim algoritmasıyla talep tarafındaki ihtiyacı sürekli olarak karşılamak ve kaliteli elektrik üretmektir.
Deniz ve okyanusun üzerine kurulan açık deniz rüzgâr (offshore wind) enerjisi olarak bilinen güç üretim sistemleri YEK çeşitlerinden biri olmakla birlikte bu sistemler yüzer bir platform üzerine kurulmaktadır. Denizin altında da potansiyel enerji bulunduğundan alt kısmındaki akıntı enerjisinden elektrik elde edilebilir. Ülkemizin üç tarafı denizlerle çevrili coğrafya yapısından dolayı ve büyük bir enerji potansiyeline sahip bu doğa olaylarından yararlanmak için bu çalışma konusu seçilmiştir. Hibrit güç üretim sistemine, hibrit enerji depolama sistemi entegre edilerek sürekli ve kaliteli enerji ihtiyacı sağlayan bir güç üretim sistemiyle YEK’lerin bu problemine çözüm getirilmektedir. Proje kapsamında, HGÜS ile HEDS birbirine entegrasyonu ve bu birimlerin enerji yönetim algoritması projenin özgünlüğünü oluşturan en önemli noktadır.
Proje kapsamında önerilen yüzer platform üzerinde bulunan HGÜS hedeflenen amaçlara ulaşmak için uygun fiziksel ve elektriksel hesaplamaları gerçekleştirilecektir. HGÜS toplam üretim kapasitesi 2kW olacaktır. Bu toplam gücün 1kW’ını açık deniz rüzgâr enerjisiyle, kalan 1kW’ı ise akıntı enerjisiyle elde edilecektir. Bu güç değerlerine göre her iki üretim sistemi için kanat tasarımı yapılarak simülasyon programı üzerinde sonuçlar elde edilecektir. Açık deniz rüzgâr türbininde H tipi Darrieus kanat tipi, akıntı türbininde ise Savonius kanat tipi kullanılacaktır. Tasarlanan kanat tipleri ayrı ayrı redüktörlerle generatörlere iletilerek Doğru Akım (DA) elektrik enerjisine dönüştürülecektir. Her bir generatör DA/DA yükseltici dönüştürücüsü ile tek bir DA barada 100V olacak şekilde toplanacaktır. HEDS kapasitesi 4kWh olacaktır ve lityum bataryalar ve ultrakapasitörler ile depolama işlemi gerçekleştirilecektir. Batarya ve ultrakapasitörler de DA/DA çift yönlü dönüştürücülerle DA baraya bağlanarak bütün birimlerin tek bir DA barada toplanması sağlanacaktır. Tek bir barada toplanan DA elektrik enerjisi, tek fazlı evirici ile Alternatif Akıma (AA) dönüştürülerek son kullanıcıya ulaştırılacaktır. Bütün bu dönüştürücü birimleri geliştirilecek özgün akıllı enerji yönetim algoritmasıyla kontrol edilecektir. Projenin özgün değerinden bir diğeri de bu özgün enerji yönetim algoritmasıdır. Laboratuarda üretilen sistemin deneysel çalışmaları gerçekleştirilerek sonuçlar elde edilecektir.
Proje kapsamında önerilen HGÜS ve HEDS entegrasyonu sağlanarak birimlerin akıllı enerji yönetim algoritmasıyla kontrolü gözlenecek ve farklı rüzgâr ve akıntı hızlarında sistemin dinamik davranışı incelenmesi ulaşılmak istenen hedeflerden biridir. Ayrıca önerilen sistemin geliştirilmesi ve uygulanması sırasında birçok akademik çalışmalar yapılacaktır. Bu çalışmanın, ülkemizdeki ve uluslararası akademik literatüre hem bilimsel ve hem pratik olarak önemli katkı sağlayacağı açıkça görülmektedir. Teknolojik açıdan, geliştirilecek kanat tasarımı, özel devre kartları, HEDS’ye HGÜS’nin entegrasyonu ve özgün akıllı enerji yönetim algoritmasıyla birçok yenilik olarak katkı sağlayacaktır. Sosyo-ekonomik açıdan, HGÜS’nin dinamik davranışının incelenmesi çalışmasıyla ülkemizin dışa bağımlı durumda olduğu enerji üretim ve depolama sistemlerinin ülkemizde üretimi gerçekleştirilebilir ve geliştirilecek HEDS’nin yeni ve özgün yetenekleri sayesinde uluslararası pazarda rekabetçi bir ürün oluşturulabilecektir. Ayrıca bu sistemlerin ülkemizde uygulanmasıyla maliyetleri ciddi oranda azalacağından son kullanıcılar tarafından kullanımı artacaktır.