Yenilenebilir Hibrit Enerji Sisteminin Güvenilirlik Karakteristikleri

Abstract

Yenilenebilir enerji doğa dostu olması, sürdürülebilir olması, düşük maliyetle enerji sağlaması, kullanım alanlarının genişliği sebepleriyle modern dünyanın yükselen trendlerindendir. En önemli dezavantajı olan kesintisiz enerji sağlayamaması, dünyayı hibrit yenilenebilir enerji sistemlerine yönlendirmiştir. Bu sistemler, birbirlerini tamamlayan ve birbirlerinin zayıf yönlerini kapatmayı hedefleyen iki veya daha fazla yenilenebilir enerji bileşenlerinden oluşmaktadır. Bu tez çalışmasında; rüzgar türbini (WT), güneş paneli (PV) ve proton değişim membranlı yakıt hücresi (PEMFC) içeren bir model geliştirilmiş ve güvenilirlik açısından analiz edilmiştir. Bu amaçla, öncelikle rüzgar türbinleri ve güneş panelleri tarafından üretilen toplam gücün olasılık dağılımı teorik olarak türetilmiştir. Uygulama kısmında ise Atılım Üniversitesi İncek Kampüsüne kurulan meteoroloji istasyonundan rüzgar hızı ve güneş ışınımı verileri toplanmıştır. Tezin en önemli bölümlerinden biri güç sistemlerinin güvenilirliğe dayalı değerlendirmeleridir. Söz konusu hibrit sistemler için Yük Kaybı Olasılığı (LOLP), Beklenen Yük Kaybı (LOLE), Sağlanamaması Beklenen Enerji (EENS), Güvenilirlik Enerji İndeksi (EIR) gibi güvenilirlik indekslerinin hesaplamaları yapılmıştır.

Renewable energy is one of the rising trends of the modern world due to its eco-friendly nature, its inexhaustibility, low-cost energy supply, and wide usage areas. The most important disadvantage, the inability to provide uninterrupted energy, has led the world to hybrid renewable energy systems. These systems are composed of two or more renewable energy components that complement each other and aim to close each other's weaknesses. In this thesis, a model including wind turbine (WT), solar panel (PV) and Proton-Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) was developed and analyzed in reliability point of view. To this end, first the probability distribution of the aggregate power produced by wind turbines and solar panels was derived theoretically. In the application part, wind speed and solar irradiation data were collected from the meteorology station established at Atilim University İncek Campus. One of the most essential part of the thesis is reliability based evaluations of power systems. Loss of Load Probability (LOLP), Loss of Load Expectation (LOLE), Energy Expected Not Supplied (EENS), and Energy Index of Reliability (EIR) were calculated for the hybrid system under concern.