Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi

Ayşe Selin Kocaman

doi:10.17341/gazimmfd.416461

Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi

Öz

Fosil yakıtların elektrik üretimindeki payını azaltmak için yenilenebilir enerji kaynakları içeren enerji modellerine ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak, yenilenebilir enerji kaynakları genellikle düzenli olmayan ve aralıklı enerji kaynaklarıdır ve kesin olarak tahmin edilemezler. Alternatif kaynakların ortak kullanımını mümkün kılan hibrid sistemler tasarlamak ve enerji deposu kullanmak, bu kaynakların kullanımıyla ilgili güçlükleri azaltmak ve hem maliyet hem de güvenilirlik açısından etkin sistemler tasarlamak için kullanılan yöntemlerdendir. Dünyada özellikle büyük ölçekli sistemlerde en yaygın olarak kullanılan depolama biçimi, enerjinin pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerde (PHES) suyun potansiyel enerjisi formunda depolanmasıdır. PHES’ler, sisteme dışarıdan su girişi olması durumunda karışık, olmaması durumunda ise saf sistemler olarak tasarlanabilirler. Bu çalışma, her iki tip PHES sisteminin kaynaklardaki ve talepteki belirsizlikleri de göz önüne alacak şeklide iki-aşamalı stokastik programlama modelini sunmaktadır. Bu çalışma ile literatürde ilk kez, belirli bir elektrik talebini karşılamak için kurulabilecek güneş enerjisi üretim tesisinin ayrı ayrı saf PHES ve karışık PHES ile desteklendiği hibrid sistemler ele alınmış ve sonuçlar şu an hiç PHES sistemi olmayan ve yenilenebilir enerji kaynaklarının yüksek potansiyeline rağmen enerji üretimi yüksek oranda fosil yakıtlara dayanan Türkiye için bir vaka analizi şeklinde sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

yenilenebilir enerji,pompaj depolamalı hidroelektrik santraller; hibrid enerji sistemleri; iki aşamalı stokastik programlama

Kaynakça

Kocaman A.S., Essays on infrastructure design and planning for clean energy systems. 2014.
Belfkira R., Zhang L., Barakat G., Optimal sizing study of hybrid wind/PV/diesel power generation unit. Solar Energy, 85 (1), 100-10, 2011.
Kaabeche A., Ibtiouen R., Techno-economic optimization of hybrid photovoltaic/wind/diesel/battery generation in a stand-alone power system, Solar Energy, 103, 171-82, 2014.
Yang H., Wei Z., Chengzhi L., Optimal design and techno-economic analysis of a hybrid solar–wind power generation system, Applied Energy, 86 (2), 163-169, 2009.
Zhao B., Zhang X., Li P., Wang K., Xue M., Wang C., Optimal sizing, operating strategy and operational experience of a stand-alone microgrid on Dongfushan Island, Applied Energy, 113, 1656-1666, 2014.
González A., Riba J.R., Rius A., Puig R., Optimal sizing of a hybrid grid-connected photovoltaic and wind power system, Applied Energy, 154, 752-762, 2015.
Senjyu T., Hayashi D., Yona A., Urasaki N., Funabashi T., Optimal configuration of power generating systems in isolated island with renewable energy, Renewable Energy, 32 (11), 1917-1933, 2007.
Sharafi M., ElMekkawy T.Y., Stochastic optimization of hybrid renewable energy systems using sampling average method, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 52, 1668-1679, 2015.

Powell W.B., George A., Simao H., Scott W., Lamont A., Stewart J., Smart: a stochastic multiscale model for the analysis of energy resources, technology, and policy, INFORMS Journal on Computing, 24 (4), 665-682, 2012.
Ekren O., Ekren B.Y., Size optimization of a PV/wind hybrid energy conversion system with battery storage using response surface methodology, Applied Energy, 85 (11), 1086-1101, 2008.
Ekren O., Ekren B.Y., Size optimization of a PV/wind hybrid energy conversion system with battery storage using simulated annealing, Applied Energy, 87 (2), 592-598, 2010.
Arun P., Banerjee R., Bandyopadhyay S., Optimum sizing of photovoltaic battery systems incorporating uncertainty through design space approach, Solar Energy, 83 (7),1013-1025, 2009.
Roy A., Kedare S.B., Bandyopadhyay S., Optimum sizing of wind-battery systems incorporating resource uncertainty, Applied Energy, 87 (8), 2712-2727, 2010.
Kuznia L., Zeng B., Centeno G., Miao Z., Stochastic optimization for power system configuration with renewable energy in remote areas, Annals of Operations Research, 210 (1), 411-432, 2013.
Kocaman A.S., Abad C., Troy T.J., Huh W.T., Modi V., A stochastic model for a macroscale hybrid renewable energy system, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 688-703, 2016.
Kocaman A.S., Modi V., Value of Pumped-Hydro Storage in a Hybrid Energy Generation and Allocation System, Preprint, http://www.optimization-online.org/DB_HTML/2017/04/5979.html, 2017.
Díaz-González F., Sumper A., Gomis-Bellmunt O., Villafáfila-Robles R., A review of energy storage technologies for wind power applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews. 16 (4), 2154-2171, 2012.
Pérez-Díaz J.I., Chazarra M., García-González J., Cavazzini G., Stoppato A., Trends and challenges in the operation of pumped-storage hydropower plants, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, 767-784, 2015.
Deane J.P., Gallachóir B.Ó., McKeogh E.J., Techno-economic review of existing and new pumped hydro energy storage plant, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (4), 1293-1302, 2010.
Sertkaya A.A., Saraç M., Omar M.A., Pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin Türkiye için önemi, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1 (3), 2016.
Rehman S., Al-Hadhrami L.M., Alam M.M., Pumped hydro energy storage system: A technological review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, 586-598, 2015.
Kapsali M., Anagnostopoulos J.S., Kaldellis J.K., Wind powered pumped-hydro storage systems for remote islands: a complete sensitivity analysis based on economic perspectives, Applied energy, 99, 430-444, 2012.
Katsaprakakis D.A., Christakis D.G., Pavlopoylos K., Stamataki S., Dimitrelou I., Stefanakis I., Spanos P., Introduction of a wind powered pumped storage system in the isolated insular power system of Karpathos–Kasos, Applied Energy, 97, 38-48, 2012.
Brown P.D., Lopes J.P., Matos M.A., Optimization of pumped storage capacity in an isolated power system with large renewable penetration, IEEE Transactions on Power systems, 23(2), 523-531, 2008.
Ma T., Yang H., Lu L., Peng J., Pumped storage-based standalone photovoltaic power generation system: Modeling and techno-economic optimization, Applied energy, 137, 649-659, 2015.
http://www.eie.gov.tr/yenilenebilir/h_hidrolik_nedir.aspx. Erişim Tarihi: 24/2/2017.
Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü İlk Etüt Raporları, 2008.
Kocaman A.S., Abad C., Troy T.J., Huh W.T., Modi V., A stochastic model for a macroscale hybrid renewable energy system, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 688-703, 2016.
H. Energy, “Hybrid renewable and distributed generation system design software.” http://www.homerenergy.com/. Erişim Tarihi:Temmuz 2016.
http://www.epdk.org.tr/TR/Dokumanlar/Elektrik/DagitimSirketleriProfiller. Erişim Tarihi: Temmuz 2016.
http://www-01.ibm.com/software/info/ilog/. Erişim Tarihi: Mart 2014.
Lempérière F., Dam design and construction, reservoirs and balancing lakes. http://www.hydrocoop.org. Yayın tarihi Temmuz 2012. Erişim Tarihi: Mart 2014.
Keller A. A., Sakthivadivel R., Seckler D. W.,Water scarcity and the role of storage in development, 39, 2000.
OpenEI Transparent Cost Database. Erişim Tarihi: Mart 2014.
World Energy Perspective, Cost of Energy Technologies, World Energy, 2013.
http://www.windustry.org/how_much_do_wind_turbines_cost. Erişim Tarihi: Mart 2014.
Khan, M. J., Iqbal, M. T., Pre-feasibility study of stand-alone hybrid energy systems for applications in Newfoundland, Renewable energy, 30 (6), 835-854, 2005.
http://www.epdk.org.tr/TR/Dokumanlar/Elektrik/DagitimSirketleriProfiller. Erişim Tarihi: Haziran 2016.
http://www-01.ibm.com/software/info/ilog/. Erişim Tarihi: Mart 2014.
http://www.enerjiatlasi.com/hidroelektrik/oymapinar-baraji.html. Erişim Tarihi: Kasım 2016.
Kumar A., T. Schei, A. Ahenkorah, R. Caceres Rodriguez, J.-M. Devernay, M. Freitas, D. Hall, Å. Killingtveit, Z. Liu, 2011: Hydropower. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [O. Edenhofer, R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, K. Seyboth, P. Matschoss, S. Kadner, T. Zwickel, P. Eickemeier, G. Hansen, S. Schlömer, C. von Stechow (eds)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü İlk Etüt Raporları, 2008.
http://www.enerjiatlasi.com/hidroelektrik/oymapinar-baraji.html. Erişim Tarihi: 24/2/2017.
http://www.enerjiatlasi.com/hidroelektrik/manavgat-baraji.html. Erişim Tarihi: 24/2/2017.
http://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/17634_33_28.pdf . Erişim Tarihi: 24/2/2017.
http://insaat.balikesir.edu.tr/dokumanlar/suyapilari/barajlar.pdf . Erişim Tarihi: 24/2/2017.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

-

Yazarlar

Ayşe Selin Kocaman
0000-0001-8345-5999

Yayımlanma Tarihi

26 Mart 2019

Gönderilme Tarihi

28 Nisan 2017

Kabul Tarihi

-

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2019 Cilt: 34 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416461

IZ

https://izlik.org/JA62CM29ZN

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Kocaman, A. S. (2019). Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(1), 53-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416461

AMA

1.Kocaman AS. Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. GUMMFD. 2019;34(1):53-68. doi:10.17341/gazimmfd.416461

Chicago

Kocaman, Ayşe Selin. 2019. “Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34 (1): 53-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416461.

EndNote

Kocaman AS (01 Mart 2019) Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34 1 53–68.

IEEE

[1]A. S. Kocaman, “Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi”, GUMMFD, c. 34, sy 1, ss. 53–68, Mar. 2019, doi: 10.17341/gazimmfd.416461.

ISNAD

Kocaman, Ayşe Selin. “Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/1 (01 Mart 2019): 53-68. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416461.

JAMA

1.Kocaman AS. Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. GUMMFD. 2019;34:53–68.

MLA

Kocaman, Ayşe Selin. “Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 34, sy 1, Mart 2019, ss. 53-68, doi:10.17341/gazimmfd.416461.

Vancouver

1.Ayşe Selin Kocaman. Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. GUMMFD. 01 Mart 2019;34(1):53-68. doi:10.17341/gazimmfd.416461

Cited By

POMPAJ DEPOLAMALI HİDROELEKTRİK SANTRALLERİN OPTİMİZASYONUNDA KARLILIK ANALİZİ VE ÇALIŞMA SÜRESİ TAYİNİ

Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi

https://doi.org/10.21923/jesd.929615