Fotovoltaik Sistemler ve Akıllı Şebeke Entegrasyonunun İncelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Bilimleri Ve Teknolojisi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Büşra CİN BAYTAR

Danışman: Nazile Yılankırkan

Özet:

Dünya genelinde, fosil kaynakların kısıtlı olmasından dolayı enerji ihtiyacının karşılanmasında yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmaktadır. Türkiye’de de fosil kaynaklar, ihtiyacı karşılamaya uzak olduğundan, enerji ihtiyacının önemli bir kısmı ithal edilmektedir. Bu nedenle de yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi ve gereksinim artmaya başlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinden çoğunlukla ısıtma amaçlı ve elektrik enerjisi üretmek amaçlı yararlanılmaktadır. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde edilen sistemler fotovoltaik sistemler olarak adlandırılmaktadır.

 

Yerli ve yenilenebilir bir kaynak olması, Türkiye’nin güneşlenme süresinin fotovoltaik sistemler için yeterli olması ve sürdürülebilir olması açılarından güneş enerjisi oldukça önemlidir. Fotovoltaik sistemlerle elde edilen elektrik enerjisinin şebekeden bağımsız kullanımının yanında günümüzde şebekeye bağlı olarak kullanımı da giderek yaygınlaşmaktadır. Elektronik ve haberleşme teknolojilerindeki gelişmeler kendini şebeke sistemlerinde de göstermeye başlamış ve akıllı şebekeler kavramı ve uygulamaları yaygınlaşmıştır. 

 

Bu çalışmada, enerji kayıp kaçak miktarlarının en aza indirilmesi ve enerji verimliliğinin sağlanması açısından günümüzde önemini artırmakta olan akıllı şebekelerle, fotovoltaik sistemlerin entegrasyonunun yerli kaynak olan güneş enerjisinden sağlanan faydayı nasıl artırabileceği üzerinde araştırmalar yapılmıştır.

 

Çalışma kapsamında Sivas ilinde 30 haneli bir köy tasarlanmış, köydeki her bir hanenin günlük enerji tüketiminden yola çıkılarak 30 hanenin günlük ihtiyaç duyacağı elektrik enerjisi miktarı hesaplanmıştır. Daha sonra bu ihtiyacı karşılayacak fotovoltaik sistem hesabı yapılmış ve 445 Wp’lik 48 adet panelden oluşacak bir santralin bu ihtiyacı karşılayacağı hesaplama neticesinde bulunmuştur. Bu köyün elektrik enerjisi ihtiyacının fotovoltaik sistemin yetersiz olduğu zamanlarda da karşılanabilmesi için şehir şebekesine entegre edilmiştir.

 

Çalışma kapsamında sisteme, kontrol teknolojileri eklenerek akıllı şebeke ve fotovoltaik entegrasyonu sağlanmış, bu entegrasyon Matlab/Simulink ile simule edilmiştir. Entegrasyonda fotovoltaik sistemin üretiminin yetersiz olduğu zamanlarda haberleşme bileşenlerinin yardımıyla köyün enerji ihtiyacının şebekeden karşılanması hedeflenmiştir.