Determination of the Minimization Coefficient of Renewable Energy Source Installation Power

Abstract

The world is confronted with more energy needs day by day. The energy that needed is largely derived from fossil fuels. In today's world, a great tendency towards alternative energy sources has started in recent years due to unpredictable price increases of fossil fuels, the possibility of extinction in the future and the lasting effects on the environment. In this area, solar energy, wind energy, wave energy, tidal energy etc. are examples of alternative energy sources. In particularly Solar and Wind energy are the leading energy types in the use of alternative energy sources in the world and in our country. There are also increases in the number of different sizes of wind and solar farms established in different regions of our country. Together with these, technological developments in developing world directly contribute to the energy sector as in many other areas. With developing technologies, the efficient use of alternative energies increases the interest in these energies. Technological developments especially in the world of automation and control have brought convenience in many areas. The emergence of Industry 4.0 brought the world of automation and control to a different dimension and to the point of indispensable in many areas. The use of PLC, SCADA, DCS systems in the field of renewable energies is also very important for the efficiency of energy management. The alternative energy obtained can be used more efficiently and economically owing to the automation systems. In this study, it is aimed to reduce the installation cost ratios with the integration of alternative energy source and automation systems. Solar energy is preferred for alternative energy sources and a 320 W prototype test system has been installed and experimental study was carried out in the laboratory. Owing to this study, it was observed the energy amount that needed is %40 less than the amount of expected energy needed and the coefficient was created for solar power installation power. In addition, it has been observed that the calculated installation power is reduced by ensuring that the energy is used in an efficient and controlled. The result obtained can be used for other alternative energy sources.

Keywords

• Solar energy
• PLC
• Automation

Yenilenebilir Enerji Kaynağı Kurulum Gücü Minimize Katsayısının Belirlenmesi

Öz

Dünyamız gün geçtikçe daha fazla enerji ihtiyacı ile karşı karşıya kalmaktadır. İhtiyaç duyduğu enerji miktarını büyük oranda fosil yakıtlardan elde etmektedir. Günümüz dünyasında Fosil yakıtlarının fiyatlarında önlenemeyen artışlar, gelecekte tükenme olasılığı ve çevreye bırakmış olduğu kalıcı etkiler sebebiyle son yıllarda alternatif enerji kaynaklarına büyük bir yönelim başlamıştır. Bu alanda Güneş enerjisi, Rüzgar enerjisi, Dalga enerjisi, Gelgit enerjisi vb. alternatif enerji kaynaklarına örnek olarak verilebilir.  Özellikle Güneş ve Rüzgar enerjisi dünyada ve ülkemizde alternatif enerji kaynaklarını kullanımında en önde gelen enerji türleridir. Ülkemizin farklı bölgelerinde kurulan değişik büyüklükte rüzgar ve güneş çiftliklerinin sayılarında da artışlar görülmektedir. Bunlarla birlikte gelişen dünyamızda yaşanan teknolojik gelişmeler, birçok alanda olduğu gibi enerji sektörüne de doğrudan katkı sağlamaktadır. Gelişen teknolojilerle birlikte alternatif enerjilerin verimli bir şekilde kullanılması bu enerjilere olan ilgiyi de arttırmaktadır.  Özellikle otomasyon ve kontrol dünyasında yaşanan teknolojik gelişmeler, birçok alanda kolaylıkları da beraberinde getirmiştir. Endüstri 4.0’ın doğması otomasyon ve kontrol dünyasını farklı bir boyuta ve bir çok alanda vazgeçilmezler noktasına getirmiştir. PLC, SCADA, DCS sistemlerinin yenilenebilir enerjiler alanında da kullanılması enerji yönetiminin verimliliği açısından oldukça önemlidir. Elde edilen alternatif enerji, otomasyon sistemleri sayesinde daha verimli ve tasarruflu kullanılabilmektedir. Bu çalışmada, alternatif enerji kaynağı ve otomasyon sistemlerinin birbirine entegrasyonuyla birlikte kurulum maliyet oranlarının düşürülmesi hedeflenmiştir. Çalışma için alternatif enerji kaynaklarından güneş enerjisi tercih edilmiş,  laboratuvar ortamında prototip test sistemi kurularak deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu çalışma sayesinde ihtiyaç duyulduğu düşünülen enerji miktarından daha az enerjiye ihtiyaç olduğu gözlemlenmiş, güneş enerjisi kurulum gücü için bir katsayı oluşturulmuştur. Elde edilen sonuç diğer alternatif enerji kaynakları içinde kullanılabilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Güneş enerjisi
• PLC
• Otomasyon

References

1. Alphonsus, E.R., & Abdullah, M.O. (2016). A review on the applications of programmable logic controllers (PLCs). Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 1185–1205.
2. Bulut, E., & Akçacı, T. (2017). Endüstri 4.0 ve inovasyon göstergeleri kapsamında Türkiye analizi. ASSAM Uluslararası Hakemli Dergi, 4(7), 50-72.
3. Dimitru, C.D., & A. Gligor, A. (2012). SCADA based software for renewable energy management system, Procedia Economics and Finance, 3, 262-267.
4. Eldem, M.O. (2017) Endüstri 4.0, TMMOB EMO Ankara Şubesi Haber Bülteni.
5. Georgescu, V.C. (2014). SCADA Software used in Dispatch Centre for Photovoltaic Parks, 6th Edition Electronics, Computers and Artificial Intelligence, Bucharest, Romania, 1-4.
6. Guozhen, H., Tao, C., Changsong, C. & Shanxu, D. (2009). Solutions for SCADA system Communication Reliability in Photovoltaic Power Plants, IEEE 6th International Power Electronics and Motion Control Conference, Wuhan, China, 2482- 2485.
7. Grozdev, M. (2010). Alternatif enerji kaynakları, Yüksek lisans Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul Üniversitesi, İstanbul, Türkiye.
8. Kılıç, S., & Alkan, R.M. (2018). Dördüncü sanayi devrimi Endüstri 4.0: Dünya ve Türkiye değerlendirmeleri, Girişimcilik İnovasyon ve Pazarlama Araştırmaları Dergisi, 2(3), 29-49.

9. Karamanav, M. (2007). Güneş enerjisi ve güneş pilleri, Yüksek lisans Tezi, Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Anabilim Dalı, Sakarya Üniversitesi, Sakarya, Türkiye.
10. Moghavvemi, M., Ismail, M.S., Murali, B., Yang, S.S., Attaran, A., & Moghavvemi, S. (2013). Development and optimization of a PV/diesel hybrid supply system for remote controlled commercial large scale FM transmitters, Energy Conversion and Management, 75, 542-551.
11. Pasc, P.C. & Dumitru, C.D. (2016). SCADA system for solar MPPT controller monitoring, Procedia Technology, 23, 803-807.
12. Saner, H.S. (2015). Türkiye'de güneş enerjisi santrallerinin yer seçimi ve çevresel etkileri: karapınar ve karaman enerji ihtisas endüstri bölgeleri örneklerinin değerlendirilmesi, Yüksek lisans Tezi, Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Anabilim Dalı, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye.
13. Shariff, F., Rahim N.A. & Ping, H.W. (2015). Zigbee-based data acquisition system for online monitoring of grid-connected photovoltaic system, Expert Systems with Applications, 42, 1730–1742.
14. Zapata, G., Salazar, A., Moreno, D., & García, R. (2016). Supervision of a Distributed Energy Resources Generation System Using IEC and ISA Standards,” IEEE Colombian Conference on Robotics and Automation, Bogota, Colombia.
15. Zhaoxia, X., Zhijun, G., Guerrero J.M., & Hongwei, F. (2017). SCADA System for Islanded DC Microgrids. 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Beijing-China, 2669-2674.