Akıllı yapılarda yenilenebilir enerji kaynakları tabanlı elektrik üretimi ve kullanımının teknik ve ekonomik analizi

Abstract

AKILLI YAPILARDA YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI TABANLI ELEKTRİK ÜRETİMİ VE KULLANIMININ TEKNİK VE EKONOMİK ANALİZİ Dünya üzerinde elektrik enerjisinin kullanım alanının artması ve fosil yakıtlarının gün geçtikçe azalması gibi nedenler yüzünden, mevcut enerji kaynakları istenilen enerji talebini karşılayamaz duruma gelmiş ve enerji maliyet gün geçtikçe artmıştır. Dünyada kullanılmakta olan enerjilerin %90’ı fosil tabanlı dönüşümsüz enerji kaynaklarıdır. Fosil yakıtların sınırlı oluşu ve ithal enerji kaynaklarına karşı gittikçe artan bağımlılık dünya genelinde Yenilenebilir Enerji Kaynakları(YEK) kullanmayı zorunlu hale getirmiştir. Günümüzde yapılarda kullanılan enerjinin toplam enerji içerisindeki payı %50’lere yaklaşmıştır. 1970’lerden itibaren yaşanan enerji krizi nedeniyle günümüzde daha az enerji harcayan akıllı yapılar inşa etmek çok önemli bir konu haline gelmiştir. Yapılarda enerji korunumu ve üretimini sağlamanın etkili yöntemlerinden biri de, sınırlı kaynaklar yerine YEK’ den elde edilen enerjiyi kullanmaktır. Bilindiği gibi YEK ile üretilen enerjinin en büyük sorunu doğa koşullarına bağlı olmasından kaynaklanan süreksizlik problemidir. Bu problemin birden fazla YEK’ nı bir arada kullanarak oluşturulan hibrit enerji sistemi ile çözüleceği düşünülmektedir. Yapıların artık YEK’ den yararlanabilecek şekilde tasarlanması ve enerji tüketen bir unsur olmaktan çıkarılıp, kendi enerjisini üretebilen birer aktif sistem haline dönüştürülmesi gerekmektedir. Böylece her yapı sanki küçük veya orta ölçekli Dağıtılmış Enerji Üretim Sistemleri (DEÜS) gibi düşünülebilir ve ülke enerji sorunlarına bir nebze yardımcı olabilir. Bu çalışmada değişen günlük ve mevsimsel iklim şartlarına göre çevresini tamamı ile kontrol edebilme yeteneğine sahip, YEK ile aktif olarak kendi ihtiyacı olan elektrik enerjisini üreten ve fazla ürettiği elektrik enerjisini depolayan aynı zamanda enterkonnekte şebekeye aktaran yine bunun yanında tüm bu sistemleri kontrol edip analizini yapan yapılar araştırılmış ve enerjinin üretimi, depolanması ve şebekeye aktarılması konularında karşılaşılan sorunlar analiz edilip gözden geçirilerek teknik ve ekonomik çözümler sunulmuştur.

TECHNICAL AND ECONOMICAL ANALYSIS OF RENEWABLE ENERGY RESOURCES BASED ELECTRICITY GENERATION AND USAGE IN SMART BUILDINGS Use of electrical energy has been increasing and amount of fossil originated fuel resources have been decreasing day by day. Because of these, existing energy resources have become insufficient for the energy demand and the price of energy has increased. 90% of energy used in the world generated by fossil originated non-recyclable energy resources. Because of limited fossil originated resources and dependence to imported energy resources, use of renewable energy resources have become an obligation. In daily life, percentage of energy used in buildings is approximately 50% in total. Since energy crisis in 1970, constructing smart buildings which demand less energy has become more important. One of efficient way to save energy in buildings is using Renewable Energy Systems (RES). As known, the most important problem of renewable energy is discontinuity. Nowadays, hybrid systems have been used to solve this problem. During the design procedure of the buildings RES have to be taken into consideration. By integrating RES to buildings, they will not need any external power supply and will become self sufficient. Thus, RES integrated smart buildings can be accepted as Distributed Energy Generating System and could contribute solving energy problem of the world. In this study, integration of RES has been examined, storage and usage problems of the energy generated by these systems have been analyzed and their economy has been studied. In the light of this study, technical and economical solutions have been presented.