Feasibility Study and Economic Analysis of On Grid Hybrid Energy System for Balıkesir Province Erdek

Year 2022, Volume: 63 Issue: 706, 138 - 158, 10.12.2021

Aykut Fatih Güven , Mertcan Kubilay Mete

https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1085748

Cited By: 1

Abstract

In this study, the most optimum grid connected hybrid energy system design that can be created in order to supply the monthly electricity consumption values of Balıkesir’s Erdek district in 2020 was carried out in the HOMER program. The aim of this study is to obtain electrical energy from cheaper and cleaner renewable energy sources in the selected region due to the increasing costs and environmental damage caused by the depletion of fossil fuels. In search of the optimum system that can be designed, systems were designed and compared in different scenarios. The components that make up these scenarios are grid connection, photovoltaic pannel, wind turbine, diesel and biogas generators, fuel cell, electrolyzer, hydrogen tank, battery and converter. The differences between the scenarios are due to the generator types. Among the systems created, the grid connected Photovoltaic Panel/Wind Turbin/Biogas Generator/Battery hybrid energy system represents the most optimal system design in terms of both cost and environmentalist approach, with a net current cost of $ 176 Million, a unit energy cost of $ 0,0301 and production from 100% renewable energy sources.

Keywords

Electricity generation, hybrid system, HOMER, cost analysis, renewable energy

Balıkesir’in Erdek İlçesi için Şebeke Bağlantılı Hibrit Enerji Sistemi Fizibilite Çalışması ve Ekonomik Analizi

Abstract

Bu çalışmada Balıkesir’in Erdek ilçesinin 2020 yılı aylık elektrik tüketim değerlerini karşılamak amacı ile oluşturulabilecek en optimum şebeke bağlantılı hibrit enerji sistemi tasarımı HOMER programında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı ise fosil yakıtların tükenmesi ile artan maliyetleri ve çevreye verdikleri zararlardan ötürü seçilen bölgenin daha ucuz ve temiz olan yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi eldesini sağlamaktır. Tasarlanabilecek en optimum sistem arayışında farklı senaryolarda sistemler tasarlanmış ve karşılaştırılmıştır. Bu senaryoları oluşturan bileşenler şebeke bağlantısı, güneş paneli, rüzgar türbini, dizel ve biyogaz jeneratörleri, yakıt pili, elektrolizör, hidrojen tankı, batarya ve dönüştürücü olmaktadır. Senaryolar arasındaki farklar ise jeneratör tiplerinden kaynaklanmaktadır. Oluşturulan sistemler arasından şebeke bağlantılı Güneş Paneli/Rüzgar Türbini/Biyogaz Jeneratörü/Batarya hibrit enerji sistemi 176 Milyon $ net bugünkü maliyeti, 0,0301 $ birim enerji maliyeti ve %100 yenilenebilir enerji kaynaklarından üretimi ile hem maliyet hemde çevreci yaklaşım açısından en optimum sistem tasarımını temsil etmektedir.

Keywords

HOMER, Yenilebilir Enerji, Maliyet Analizi, Hibrit Sistem, Elektrik Üretimi

References

• https://www.tskb.com.tr/i/assets/document/pdf/enerji-sektor-gorunumu-2020.pdf [Erişim tarihi 19 Ağustos 2021].
• Tabak, A . 2021. Analysis and Design of a Hybrid Energy Production System to Meet the Energy Demand of a Plant in Konya. International Journal of Engineering Research and Development , 13 (1) , 220-230 . DOI: 10.29137/umagd.794898
• Sarı, V., Özyiğit, F.Y. 2020. Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Yerleşkesinde Güneş Enerjisi Santralinin Ekonomik Analizi. Dokuz Eylül Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 22(65), 517-526
• Akboy, E. 2019. Yüksek Güç Faktörlü Şebeke Bağlı Bir PV Sistemin Modellenmesi ve Farklı Işınımlar Altında Kontrolü. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (17), 794-802
• Saxena, G., Gidwani, L. 2018. Estimation of Energy Production of Grid Connected Rooftop Solar Photovoltaic System at Nagar Nigam Kota, Rajasthan. 2018 3rd International Innovative Applications of Computational Intelligence on Power, Energy and Controls with their Impact on Humanity (CIPECH), 45-49.
• Satish, M., Santhosh, S., Yadav, A. 2020. Simulation of a Dubai Based 200 KW Power Plant Using PVsyst Software. 2020 7th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks (SPIN) (824-827)
• Rout, K. C., Kulkarni, P. S. 2020. Design and Performance Evaluation of Proposed 2 kW Solar PV Rooftop on Grid System in Odisha Using PVsyst. 2020 IEEE International Students’ Conference on Electrical, Electronics and Computer Science (SCEECS) (1-6).
• Mamur H., Yakar M. C., Zerafet A. 2019. Bir Kamu Binası İçin Hibrit Enerji Sistemi Fizibilitesi. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 11(1), 51-58.
• Salihoglu, N. K., Teksoy, A., & Altan, K. 2019. Determination of Biogas Production Potential from Cattle and Cattle Wastes: Example of Balikesir Province. Nigde Omer Halisdemir University Journal of Engineering Sciences, 8(1), 31-47.
• Kharrich M., Mohammed O., Akherraz M. 2020. Design of Hybrid microgrid PV/wind/diesel/battery system: case study for Rabat and Baghdad. EAI Endorsed Trans Energy Web. https ://doi.org/10.4108/eai.13-7-2018.16269 2
• Dursun, S. 2016. Techno-Economic Evaluation of Kırklareli University Kayali Campus using Biomass-Wind-Solar Hybrid Power Generation System(Master’s thesis, Kırklareli University institute of science).
• Khadem, T., Billah, S. B., Barua, S., & Hossain, M. S. 2017. Homer based hydrogen fuel cell system design for irrigation in bangladesh. In 2017 4th International Conference on Advances in Electrical Engineering (ICAEE) (pp. 445-449). IEEE.
• Lau KY, Yousof MFM, Arshad SNM, Anwari M., Yatim AHM.2010. Performanceanalysis of hybrid photovoltaic/diesel energy system under Malaysian conditions. Energy;35(8):3245e55.
• Güven, A., Poyraz, E. 2021. Feasibility Study and Techno-Economic Analysis of Stand-Alone Hybrid Energy System for Muğla Province Köyceğiz . Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi , 11 (1) , 70-85 . DOI: 10.31466/kfbd.880437