Güneş ve hidroelektrikten oluşan bir hibrit enerji sisteminin modellenmesi ve performans karşılaştırması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Muhammed Fatih SALTUK

Danışman: Mahir Dursun

Özet:

Yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilir özelliklerine karşın gün içi üretim dalgalanmaları ve kapasite kullanım oranlarındaki düşük oranlar, hibrit enerji kullanımını zorunlu hale getirmektedir. Güneş-Hidroelektrik (GHE), güneş ve hidroelektrik enerjisinin bir arada kullanılmasıyla oluşturulan bir hibrit enerji türüdür. Bu doktora tez çalışmasında, GHE hibrit yapısının modellemesi yapılmış, birlikte oluşturulan sistem için enerji yönetiminin sağlanması ve farklı yenilenebilir hibrit çiftleri ile performans karşılaştırmaları verilmiştir. Bu tez çalışması ile birlikte, enerji üretim ve şebeke kapasite kullanım verimliliğinin artırılması amaçlanmış olup, ayrıca GHE sistemi için en uygun güneş enerji tesisi kurulu güç elde edilmiştir. Modelleme çalışmalarında MATLAB Simulink kullanılmıştır. Biribirinden farklı özelliklere sahip, mevcutta çalışan ve yapılması planlanan nehir tipi hidroelektrik santraller için vaka çalışmaları yapılmıştır. Hibrit GHE sistem simülasyonu nehir tipi hidroelektrik santrallerinin temel parametreleri kullanılarak modellenmiştir. Çalışma kapsamında, ele alınan vaka çalışmaları için GHE hibrit yapısına en uygun güneş enerji tesisi kurulu güç tespiti yapılmıştır. Bu tespit yapılırken ilk etapta sistem parametreleri belirlenmiş, matematiksel model geliştirilmiş ve en uygun sistemi sağlayacak algoritma oluşturulmuştur. Matematiksel modelin en önemli parametrelerden biri güneş ışıma miktarıdır. Saatlik bazda güneş ışıma miktarını sağlayabilmek için literatür taranmış ve en yaygın olarak kullanılan iki model olan, ampirik model ile ekonometrik modeller algoritma içinde denenmiştir. Önerilen algoritma kapsamındaki tüm parametreler temin edilerek, vaka çalışmaları tamamlanmıştır. Sonuç olarak kurgulanan yapı en uygun sistem kurulu gücünün tespitini sağlamıştır. Oluşturulan algoritma sayesinde Türkiye’nin potansiyel GHE hibrit kurulu gücü tespit edilmiş olup, diğer yenilenebilir enerji tesisleri ile performans karşılaştırması yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler : GHE (Güneş-Hidroelektrik) sistemi, entegre hibrit sistem, güneş enerjisi, enerji yönetimi, hidroelektrik enerji