Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 7 Sayı: 1, 141 - 152, 24.03.2019

Ahmet Aktaş Yağmur Kırçiçek Arif Şenol Şener

https://doi.org/10.29109/gujsc.452124

Cited By: 1

Öz

Rüzgâr ve deniz yüksek enerji potansiyeline sahip yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Deniz/okyanuslar rüzgâr, dalga, gelgit, akış gibi birden fazla enerji türüne sahiptir. Bu çalışmanın amacı birden çok enerji kaynağını elektriğe dönüştürecek bir sistem tasarlamaktır. Rüzgâr ve deniz akıntı enerjisinden yararlanan, yüksek potansiyelli hibrit güç üretim sistemi modeline sahip bir platform oluşturulmuştur. Fakat bu yenilenebilir enerji kaynaklarının çıkış karakteristiği doğa koşullarına bağlı olduğundan kesintili ve kararsız enerji üretimi gerçekleştirmektedir. Bu kaynakların kararsız çıkış gücünü düzenlemek için hibrit enerji depolama birimi eklenmiştir. Hibrit güç üretim sistemine, batarya ve ultrakapasitörden oluşan hibrit bir enerji depolama ünitesi eklenerek yük tarafına kaliteli ve sürekli enerji ihtiyacı sağlanmaktadır. Ayrıca hibrit enerji depolama biriminde bulunan ultrakapasitör gurubunun ani yük durumlarında sistemde bulunan bataryaya destek olarak derin deşarj olmasını ve gerilim çökmesini engellediği simülasyon çalışmalarıyla gösterilmektedir. Bu çalışmada hibrit enerji üretim sistemi ve hibrit enerji depolama sistemi MATLAB/Simulink programı kullanılarak tüm birimleri simüle edilmektedir. Sisteme özgün yazılan akıllı enerji yönetim algoritması, DA/DA dönüştürücünün ve evirici devrelerinin kontrolünü sağlayarak, tüm güç parametrelerini sürekli hesaplamaktadır. Bu makalede, talep edilen yükün hibrit güç üretim sistemi tarafından üretilen enerjiden yüksek olduğu çalışma durumu incelenerek akım, gerilim ve güç grafik sonuçları detaylı olarak incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda ultrakapasitörün ani yük durumunda bataryanın derin deşarj olmasını önleyecek sürede devreye girdiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Batarya, Deniz akıntı enerjisi, Hibrit enerji depolama, Rüzgâr enerjisi, Ultrakapasitör

Kaynakça

• Hemmati, R., Saboori, H., 2016. “Emergence of Hybrid Energy Storage Systems in Renewable Energy and Transport Applications - A Review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 65(1), 11-23.
• Khalid, M., Savkin, A., Agelidis, V., 2016. “A Method for Minimizing Energy Cost in a Microgrid With Hybrid Renewable Power Generation Using Controlled Battery Energy Storage”, Proceedings of the 35th Chinese Control Conference, 8596-8600.
• Borg, M., Wang, K., Collu, M., Moan, T., 2014. “A Comparison of Two Coupled Model of Dynamics for Offshore Floating Vertical Axis Wind Turbines (VAWT)”, 33rd International Conference on Ocean Proceedings of the ASME, 1-10.
• Borga, M., Collua, M., 2014. “A Comparison on The Dynamics of a Floating Vertical Axis Wind Turbine on Three Different Floating Support Structures”, Energy Procedia, 53 (1), 268-279.
• Bertram, V., 2015. “Advanced CFD Analyses for Offshore Wind Power Installations”, OCEANS, 1-5.
• Hand, B., Cashman, A., Kelly, G., 2015. “An Aerodynamic Modelling Methodology for an Offshore Floating Vertical Axis Wind Turbine”, International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 273-277.
• Jin, X., Zhao, G., Gao, K., Ju, W., 2015. “Darrieus Vertical Axis Wind Turbine: Basic Research Methods”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42 (1), 212-225.
• Shahariar, G. M., Hasan, M. R., 2014. “Design & Construction of a Vertical Axis Wind Turbine”, 9th International Forum on Strategic Technology (IFOST), 326-329.
• Triviino, P. G., Ramirez, L. M., Mena, A. J., Iborra, F., Vazquez, C. A., Jurado, F., 2016. “Optimized Operation Combining Costs, Efficiency and Lifetime of a Hybrid Renewable Energy System with Energy Storage by Battery and Hydrogen in Grid-Connected Applications”, International Journal of Hydrogen Energy, 41 (1), 23132-23144.
• Amrouche, S. O., Rekioua, D., Rekioua, T., Bacha, S., 2016. “Overview of Energy Storage in Renewable Energy Systems”, International Journal of Hydrogen Energy, 41 (1), 20914-20927.
• Amy, T., Kong, H., Auger, D., Offer, G., Longo, S., 2016. “Regularized MPC for Power Management of Hybrid Energy Storage Systems with Applications in Electric Vehicles”, ScienceDirect IFAC Papers OnLine, 49 (11), 265-270.
• Song, Z., Hou, J., Hofmann, H., Li, J., Ouyang, M., 2017. “Sliding-Mode and Lyapunov Function-Based Control for Battery/Supercapacitor Hybrid Energy Storage System Used in Electric Vehicles”, Energy, 122 (1), 601-612.
• Lee, S., Kim, J., 2017. “Implementation Methodology of Powertrain for Series-Hybrid Military Vehicles Applications Equipped with Hybrid Energy Storage”, Energy, 120 (1), 229-240.
• Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2016. “An optimal control strategy for standalone PV system with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System”, Journal of Power Sources, 331 (1), 553-565.
• Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2017. “Modelling and Simulation of Standalone PV Systems with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System for a Rural Household”, Energy Procedia, 107 (1) 232-236.