Türkiye'deki Bir Hane İçin Tüm Enerji İhtiyaçlarını Karşılayabilecek Sıfır Emisyonlu Şebekeden Bağımsız Hibrit Enerji Sisteminin Uygulanabilirlik Çalışması

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yalova Üniversitesi, Lisanüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tez Danışmanı: Doç.Dr.Sunay Türkdoğan

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Elektrik üretimindeki fosil yakıt kullanımı nedeniyle atmosfere yayılan sera gazları, küresel ısınmaya sebep olarak, çevresel zararlara yol açmaktadır. Ayrıca, fosil yakıtların tükenmekte olan kaynaklar olması, bu kaynakların enerji ihtiyaçlarını karşılama açısından sürdürülebilir bir çözüm olmadığını göstermektedir. Bu nedenle birçok ülke, yenilenebilir enerji sistemlerine (YES) yönelmektedir. Türkiye’de de YES’e verilen önem, her geçen gün artmaktadır. Ayrıca, Türkiye, imzaladığı Paris İklim Antlaşması gereği, atmosfere yaydığı sera gazı miktarını azaltma taahhüdünde bulunmuştur. Türkiye’nin YES’e yönelmesindeki diğer bir neden de elektrikte dışa bağımlılığın önüne geçmektir. Enerji sektörü dışında, fosil yakıt kullanımının fazla olduğu bir diğer sektör de ulaşım sektörüdür. Bu nedenle son yıllarda, geleneksel taşıtlar yerine, elektrikli taşıtlar tercih edilmeye başlanmıştır. Tüm bu nedenler, atmosfere sera gazı yaymayan YES’in ve çevre dostu olan elektrikli taşıtların önemini her geçen gün artırmaktadır. YES’lerde enerji kaynağı olarak güneş, rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) kullanılmaktadır. Bu kaynakların dezavantajları, sürekli enerji üretememeleridir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, birden fazla YEK ve depolama ünitesi içeren hibrit enerji sistemleri kullanılmaktadır.

Bu çalışma, Marmara Bölgesi’nde yer alan Yalova ilindeki müstakil bir evde yaşayan 4 kişilik bir ailenin gerçek enerji tüketim verilerini temel alarak yapılmıştır. Bu ailenin, elektrik ve termal yük taleplerini, sıfır emisyonlu, şebekeden bağımsız bir hibrit enerji sistemi (HES) ile karşılamasının teknik ve ekonomik açıdan uygunluğu, HOMER programı kullanılarak araştırılmıştır. Enerji kaynağı olarak rüzgâr ve güneş enerjisi tercih edilmiştir. Çalışma ilk olarak, sadece elektrik yüklerinin dikkate alındığı bir senaryo için yapılmıştır. Elektrik yükü olarak, ev içindeki elektrik tüketimi ile ailenin kullandığı varsayılan bir elektrikli taşıtın şarj olması için gereken enerji miktarı, hesaba katılmıştır. Elektrikli taşıtın günlük ve haftalık şarj edildiği iki farklı senaryo incelenmiş ve taşıtın günlük şarj edilmesinin maliyet açısından daha avantajlı olduğu sonucuna varılmıştır. Bu senaryo için önerilen en uygun maliyetli sistemin net şimdiki fiyatı 29.813 $ olarak bulunmuştur. Daha sonra, termal yük talebi de dikkate alınarak, termal yük talebinin üç farklı şekilde karşılandığı üç farklı senaryo dikkate alınarak çalışma tekrarlanmış ve sonuçlar karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, sadece elektrik yük taleplerinin sıfır emisyonlu bir sistemle karşılanabileceği, ancak termal yük talebinin sıfır emisyonlu bir HES ile karşılanmasının teknik ve ekonomik açıdan uygun olmayacağı sonucuna varılmıştır. Ayrıca çalışmada, Sketchup, Skelion ve PVGIS kullanılarak, önerilen en uygun maliyetli sistem için solar sistem analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma, Türkiye’deki her coğrafi bölgeden seçilen bir il için, sadece elektrik yüklerinin dikkate alındığı senaryo ile tekrarlanmış ve sonuçlar karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda, en düşük net şimdiki fiyata sahip olan ilin İzmir (22.378 $) olduğu, en yüksek net şimdiki fiyat değerinin ise Yalova ilinde kaydedildiği belirlenmiştir