Energy Production with Hybrid Systems: Case Study of MAKU-TBMYO, Turkey

Öz

These days, when considered together with the energy production, sustainability, economy and environmental issues, all authorities are gathered around the renewable energy sources. Decreasing of the costs and increasing of the efficiencies, thanks to the developing technologies, has rapidly increased the tendency towards renewable energy sources, especially solar and wind. Hybrid systems are gaining currency in order to make maximum use of the advantages of these systems and to minimize their disadvantages. In this study, the installation of hybrid systems formed with solar panels and wind turbines is evaluated on the campus of Burdur Mehmet Akif Ersoy University, Vocational School of Technical Sciences. System designs are carried out on the Homer Pro simulation program. The input of monthly energy consumption values of the campus has been supplied. As a result of the installation of pure solar, pure wind and with different combinations of hybrid power plant designs with 60 kW, 80 kW and 100 kW power capacities, the amount of purchased and sold energy values from the grid are calculated. Considering the initial installation costs and maintenance costs of the solar, wind and hybrid power plants, the amortisation periods of the systems and the profit amounts at the end of 10 and 25 years have been calculated. The obtained results were evaluated by examination in detail. It is obtained that the energy received from the grid is the least in the case of a 100 kW hybrid system is installed with a 50 kW solar panel and a 50 kW wind turbine. In case of the system is installed with a solar panel, continuous increase in the amount of generated energy is observed.

Anahtar Kelimeler

• Energy
• solar panel
• hybrid system
• wind turbine
• renewable energy

Hibrit Sistemler ile Enerji Üretimi: MAKU-TBMYO Örneği

Öz

Günümüzde enerji üretimi, sürdürülebilirlik, ekonomi ve çevre konuları ile birlikte düşünüldüğünde bütün odaklar yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde toplanmaktadır. Gelişen teknolojilere bağlı olarak maliyetlerin düşmesi ve verimliliklerin artması, başta güneş ve rüzgâr olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarına olan yönelimi hızla arttırmaktadır. Bu sistemlerin avantajlarından maksimum oranda faydalanmak ve dezavantajlarını minimuma indirmek amacı ile hibrit sistemler gündeme gelmektedir. Bu çalışmada, güneş panelleri ve rüzgâr türbinleri ile oluşturulan hibrit sistemlerin, Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu yerleşkesine kurulumu değerlendirilmiştir. Sistem tasarımları Homer Pro simülasyon programı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Yerleşkeye ait aylık enerji tüketim değerlerinin girdisi sağlanmıştır. 60 kW, 80 kW ve 100 kW güç kapasitelerinde sadece güneş, sadece rüzgâr ve farklı kombinasyonlarda hibrit santrallerin kurulması sonucunda şebekeden alınan ve satılan enerji miktarı hesaplanmıştır. Güneş, rüzgar ve hibrit santrallerin ilk kurulum ve bakım maliyetleri de dikkate alınarak sistemlere ait amortisman süresi, 10 yıl sonunda ve 25 yıl sonunda elde edilen kar miktarları hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar detaylı olarak incelenerek değerlendirmesi yapılmıştır. 100 kW güce sahip hibrit sistemin 50 kW güneş paneli ve 50 kW rüzgâr türbini ile kurulması durumunda, şebekeden alınan enerjinin en az olduğu sonucu elde edilmiştir. Sistemin güneş paneli ile kurulması durumunda üretilen enerji miktarında sürekli artış izlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Enerji
• güneş paneli
• hibrit sistem
• rüzgar türbini
• yenilenebilir enerji

Kaynakça

1. Aydın, İ. (2013). Balikesir’de Rüzgâr Enerjisi. Doğu Coğrafya Dergisi, 18(29): 29-50.
2. Benney, T.M. (2019). Varieties of capitalism and renewable energy in emerging and developing economies. Journal of Economic Policy Reform, 1-26.
3. Çifci A., Kırbaş İ., İşyarlar B. (2014). Güneş Pili Kullanılarak Burdur’da Bir Evin Ortalama Elektrik İhtiyacının Karşılanması. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5 (1):14-17.
4. Elibüyük, U., Üçgül, İ. (2014). Rüzgâr Türbinleri, Çeşitleri ve Rüzgâr Enerjisi Depolama Yöntemleri. Yekarum e-Dergi, 2(3):1-14.
5. Herzog, A.V., Lipman, T.E., Kammen, D.M. (2001). Renewable energy sources. Encyclopedia of life support systems (EOLSS). Forerunner Volume-‘Perspectives and overview of life support systems and sustainable development, Part 4C: 76.
6. Hossain, J., Mahmud, A. (Eds.). (2014). Renewable Energy Integration: Challenges and Solutions. Springer Science & Business Media.
7. Kabul, A., Yaşar, E. (2017). Fotovoltaik/Termal (PV/T) Hibrit Sistemlerin Soğutma Tekniklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. SDU International Journal of Technological Science, 9(1): 17-32.
8. Karakaya, H., Avcı, A.S., Ercan, U., Kallioğlu, M.A. (2019). Şanlıurfa ilinde yatay yüzeye gelen anlık global güneş ışınımının modellenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 10(1): 147-155.

9. Kırbaş İ., Çifci A. (2019). Feasibility Study of a Solar Power Plant Installation: A Case Study of Lake Burdur, Turkey. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 6(3):830-835.
10. Kırbaş İ., Çifci A., İşyarlar B. (2013). Burdur İli Güneşlenme Oranı ve Güneş Enerjisi Potansiyeli. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4 (2): 20-23.
11. Kuik, O., Branger, F., Quirion, P. (2019). Competitive advantage in the renewable energy industry: Evidence from a gravity model. Renewable energy, 131: 472-481.
12. Mamur, H., Yakar, M.C., Zerafet, A. (2019). Bir Kamu Binası İçin Hibrit Enerji Sistemi Fizibilitesi. International Journal of Technological Sciences, 11(1): 51-58.
13. Panwar, N.L., Kaushik, S.C., Kothari, S. (2011). Role of renewable energy sources in environmental protection: A review. Renewable and sustainable energy reviews, 15(3): 1513-1524.
14. Østergaard, P.A., Duic, N., Noorollahi, Y., Mikulcic, H., Kalogirou, S. (2020). Sustainable development using renewable energy technology. Renewable Energy, 146: 2430-2437.
15. Sinsel, S.R., Riemke, R.L., Hoffmann, V.H. (2020). Challenges and solution technologies for the integration of variable renewable energy sources-a review. Renewable Energy, 145: 2271-2285.
16. Taylan, O. (2019). Fotovoltaik ve Rüzgâr Enerjisi Sistem Kapasitelerinin Tekno-Ekonomik Analizle Belirlenmesi: İndirim Oranı ve Satış Tarifesinin Etkileri. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 21(63): 879-895.
17. Topal, M., Topal, E.I.A. (2012). Elazığ İli biyokütle enerji potansiyeli üzerine: 2000-2010. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(2): 21-30.
18. Türkdoğan, S, Di̇lber, S, Çam, B. (2018). Hibrit Enerji Sistemlerinin Şebekeden Bağımsız Bir Çiftlik Evinde Uygulanabilirliğinin Ekonomik ve Teknik Açıdan İncelenmesi. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 3(2): 52-65.
19. Türkdoğan, S, Mercan, M, Çatal, T. (2020). Şebekeden Bağımsız Hibrit Enerji Sistemleri Kullanılarak 40 Hanelik Bir Topluluğun Elektrik ve Termal Yük İhtiyacının Karşılanması: Teknik ve Ekonomik Analizleri . Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (18): 476-485.
20. URL-1 (2021). Best Research-Cell Efficiency Chart. https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html (Erişim Tarihi: 31.01.2021)
21. URL-2 (2021). Burdur ili GES potansiyeli. https://www.enerjiatlasi.com/gunes-enerjisi-haritasi/burdur (Erişim Tarihi: 30.01.2021)
22. URL-3 (2021). HALBES 100 kW rüzgâr türbini. https://halbes.com.tr/100kw-r%C3%BCzgar-T%C3%BCrbini (Erişim Tarihi: 01.03.2021)
23. Xu, M., Buyya, R. (2020). Managing renewable energy and carbon footprint in multi-cloud computing environments. Journal of Parallel and Distributed Computing, 135: 191-202.
24. Yavuz, İ. Özbay, H. (2020). Rüzgâr Türbinlerinde Kurulum ve Bakım Süreçleri: Bandırma Örneği. Mühendislik Bilimleri ve Araştırmaları Dergisi, 2(2): 58-68. Yılmaz, U, Demirören, A, Zeynelgil, H. (2010). Gökçeada’da Yenilenebilir Enerji Kaynakları ile Elektrik Enerjisi Üretim Potansiyelinin Araştırılması. Politeknik Dergisi, 13(3): 215-223.