Evsel elektrik ihtiyacının hibrit yenilenebilir enerji sistemleriyle karşılanması: Bursa örneği

Öz

Gündelik yaşamın vazgeçilmez bir öğesi olan enerjiye olan talep, teknolojik gelişmeler ve dünya nüfusuna paralel olarak artış göstermektedir. Ülkeler için önemli bir gelişmişlik göstergesi sayılan enerjinin kaliteli ve sürekli olarak temin edilmesi büyük önem taşımaktadır. Fosil tabanlı enerji kaynaklarının dünya üzerinde sınırlı olması ve çevre üzerinde oluşturduğu baskı, ülkeleri alternatif enerji kaynaklarından yararlanma konusunda teşvik etmektedir. Bu çalışmada, evsel elektrik ihtiyacının karşılanması amacıyla HOMER Pro programı kullanılarak müstakil bir konutun 2020 yılı elektrik tüketim verileri kullanılarak şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız hibrit yenilenebilir enerji sistemleri tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan enerji sistemlerinin kurulum ve işletim maliyeti hesaplanarak, sistemlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Şebekeden bağımsız sistem için toplam net bugünkü maliyet 75749,99 TL (9159,6 $) olarak hesaplanırken, şebekeye bağlı sistem için toplam net bugünkü maliyet 11304,57 TL (1366,9 $) olarak hesaplanmıştır. Şebekeye bağlı sistemin konut için en uygun sistem olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Yenilenebilir enerji
• Elektrik
• HOMER Pro
• Enerji sistemi tasarımı
• Konut elektriği

Providing domestic electricity need with hybrid renewable energy systems: Bursa case study

Öz

Demand for energy, which is an indispensable element of daily life, increases in parallel with technological developments and world population. Quality and continuous supply of energy, which is considered an important development indicator for countries, is of great importance. The limited fossil-based energy resources in the world and their pressure on the environment encourage countries to utilize alternative energy resources. In this study, grid-connected and off-grid hybrid renewable energy systems were designed using the HOMER Pro program to meet the domestic electricity need, using the electricity consumption data of 2020 for a detached house. The installation and operating costs of the designed energy systems were calculated and the systems were compared. The total net present cost for the system independent of the grid was calculated as 75749,99 TL (9159,6 $), while the total net present cost for the system connected to the grid was calculated as 11304,57 TL (1366,9 $). It has been determined that the system connected to the grid is the most suitable system for the house.

Anahtar Kelimeler

• Renewable energy
• Electricity
• HOMER Pro
• Energy system design
• Residential electricity

Kaynakça

1. S. Uçar ve N. Kokulu, Antalya bölgesinde yeni tasarlanacak binalarda güneş panellerinin kullanım potansiyelinin incelenmesi. 4. Ulusal Yapı Kongresi ve Sergisi, sayfa 377-386, Antalya, Türkiye, 6-8 Aralık 2018.
2. E. Keskin, Türkiye iklim koşullarında fotovoltaik güç sistemlerinin tasarımı ve maliyet analizi. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2012.
3. BP, Statistical review of world energy 2019. https://www.bp.com/content/, Accessed 10 March 2021.
4. IEA, Key world energy statistics 2019. https://webstore.iea.org/key-world-energy-statistics-20 19, Accessed 10 April 2021.
5. A.N. Çelik ve F. Koç, Polikristal tür bir fotovoltaik panelin I-V karakteristiğinin analitik modellenmesi ve deneysel doğrulanması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8, 2491-2515, 2020. https://doi.org/10.29130/dubited.789691
6. EÜAŞ, 2019 Yılı Elektrik Üretimi ve Ticareti Sektör Raporu. Strateji Geliştirme Dairesi Başkanlığı.
7. T. C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Dünya ve Türkiye Enerji ve Tabii Kaynaklar Görünümü Raporu, 1-83, 2017.
8. R. Kayabaşı ve M. Kaya, Fotovoltaik modüllerin atık ısılarından termoelektrik jeneratör ile elektrik üretimi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 16, 310-324, 2019. https://doi.org/10.31590/ejosat.562859

9. M. Oral, Solar energy potential of Turkey and evaluation of PV applications in local scale: case of Karabük province. International Journal of Geography and Geography Education (IGGE), 42, 482-503, 2020. https://doi.org/10.32003/igge.743513
10. E. F. Akyürek, K. Geliş ve M. Yoladı, Farklı gölgeleme durumlarının fotovoltaik panel karakteristiği üzerine etkisi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11 (1), 161-168, 2021. https://doi.org/10.17 714/gumusfenbil.766232
11. Anonim, Güneş. https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-ene rji-gunes , Accessed 4 April 2021.
12. M. Eremkere, Fotovoltaik tasarımların teknik, ekonomik ve çevresel açılardan analizi: Tekirdağ Bağcılık Araştırma Enstitüsü üzüm suyu işleme tesis çatısı örneği. Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2019.
13. E. Özgür, Türkiye’de güneş enerjisi. https://www.mmo.org.tr/sites, Accessed 5 April 2021.
14. TEİAŞ, Kurulu Güç Raporu- Aralık 2020. Yük Tevzi Dairesi Başkanlığı.
15. M. Güllü ve Z. Kartal, Türkiye’de yenilenebilir enerji kaynaklarının istihdam etkisi. Sakarya İktisat Dergisi, 10 (1), 36-65, 2021.
16. G. Bayrak ve M. Cebeci, Balık çiftlikleri için tasarlanan, şebekeden bağımsız, 1.1 kW’lık kurulu güce sahip PV sistemin performans analizi. 6th International Advanced Technologies Symposium, pp. 167-171, Elazığ, Türkiye, 16-18 May 2011.
17. M. Anbarcı, Ö. Giran ve İ.H. Demir, Uluslararası yeşil bina sertifika sistemleri ile Türkiye’deki bina enerji verimliliği uygulaması. e-Journal of New World Sciences Academy, 7 (1), 368-383, 2012. https://do i.org/10.12739/nwsaes.v7i1.5000066898
18. M. E. Çamlıbel, G. Alhanlıoğlu ve D. Uğurlu, Türkiye’de yeni yapılacak konut projelerinin enerji verimliliği ile elde edilecek tasarruf ve bu tasarrufun ulusal enerji ihtiyacını ne seviyede azaltacağının analizi. Journal of Istanbul Technical University Foundation, 65, 62-68, 2014.
19. U. Yılmaz, Gökçeada’da yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elektrik üretimi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2008.
20. A. Nayir ve R. Pecen, Yenilenebilir enerji sistemleri gözlemleme ve uygulama laboratuarı. Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Sempozyumu (FEEB 2011), sayfa 279-283, Elazığ, 2011.
21. M. Altın, (Fotovoltaik malzeme ile) elektrik üreten cepheler ve çatılar. http://www.solar-academy.com/ menuis/Elektrik-Ureten-Cepheler-ve-Catilar 020009.p df , Accessed 28 June 2021.
22. E. A. Yılmaz ve H. C. Öziç, Türkiye’nin yenilenebilir enerji potansiyeli ve gelecek hedefleri. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 8 (3), 525-535, 2018.
23. Z. Öztürk, S. Tosun ve A. Öztürk, Örnek bir hibrit yenilebilir enerji sisteminin HOMER ile modellenmesi, ekonomik ve teknik yönden analizleri. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2 (2), 286-299, 2019.
24. S. Türkdoğan, M.T. Mercan ve T. Çatal, Şebekeden bağımsız hibrit enerji sistemleri kullanılarak 40 hanelik bir topluluğun elektrik ve termal yük ihtiyacının karşılanması: teknik ve ekonomik analizleri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (18), 476-485, 2020. https://doi.org/10.31590/ejosat.688048
25. R. Behçet, H. Oral ve H. Gül, Adıyaman ilinin güneş enerjisi potansiyeli ve kullanımı. Batman Üniversitesi Yaşam Bilimleri Dergisi, 3 (2), 52-67, 2013.
26. E. Akyüz, M. Bayraktar ve Z. Oktay, Hibrid yenilenebilir enerji sistemlerinin endüstriyel tavukçuluk sektörü için ekonomik açıdan değerlendirilmesi: Bir uygulama. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11 (2), 44-54, 2009.
27. S. Türkdoğan, S. Dilber ve B. Çam, Hibrit enerji sistemlerinin şebekeden bağımsız bir çiftlik evinde uygulanabilirliğinin ekonomik ve teknik açıdan incelenmesi. Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 3 (2), 52-65, 2018. https://doi.org/10.33484/sinopfbd 382391
28. K. Özbay ve M. Sarıışık, Yatlarda kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi üzerine bir değerlendirme. Journal of Gastronomy Hospitality and Travel, 3 (2), 234-243, 2020. https ://doi.org/10.33083/joghat.2020.46
29. F. Yazıcı, M.E. Başoğlu ve B. Çakır, Akıllı şebeke bileşenleri ve yapısal analizi. EMO Bilimsel Dergi, 8(2), 121-126, 2018.
30. G. Singh,P. Baredar,A. Singh and D. Kurup, Optimal sizing and location of PV, wind and battery storage for electrification to an Island: A case study of Kavaratti, Lakshadweep. Journal of Energy Storage, 12, 78-86, 2017. https://doi.org/10.1016/j.est.2017.04.003
31. Anonim, Bursa 2020 nüfusu. https://www.nufusu.com/ il/bursa-nufusu , Accessed 11 March 2021.
32. T.C. Kültür ve Turizm Bakanlığı, Bursa ili genel bilgiler. Bursa İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü. https://bursa.ktb.gov.tr/TR-70228/bursa-ili-genel-bilgi ler.html , Accessed 11 March 2021.
33. R. Erkoç, Güneş enerji santrallerinin modellenmesi, ekonomik analizi ve değerlendirme: Almanya ve Türkiye uygulamaları. Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2019.
34. H. Zahboune, S. Zouggar, G. Krajacic, P.S. Varbanov, M. Elhafyani and E. Ziani, Optimal hybrid renewable energy design in autonomous system using modified electric system cascade analysis and homer software. EnergyConversion and Management, 126, 909-922, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/ j.enconman.2016 08. 061
35. Anonim, Bursa güneş enerjisi potansiyel atlası. https://gepa.enerji.gov.tr/MyCalculator/pages/16.aspx , Accessed 4 April 2021.
36. Anonim, Bursa akaryakıt fiyatları. https://www opet .com.tr/bursa-akaryakit-fiyatlari Accessed 22 April 2021.
37. Anonim, Dolar ne kadar? https://www.trthaber.com/ha ber/ekonomi/ , Accessed 22 April 2021.
38. Anonim, Devlete elektrik satış fiyatı 2020. https://www.powerenerji.com/devlete-elektrik-satis-fi yati-2020.html. , Accessed 22 April 2021.
39. S. Alkan, A. Öztürk, S. Zavrak, S. Tosun ve E. Avcı, Bir evin elektrik enerjisi ihtiyacını karşılayacak fotovoltaik sistemin kurulumu. Eleco 2014 Elektrik – Elektronik – Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, sayfa 78-82, Bursa, Türkiye, 27 – 29 Kasım 2014.