Yıl: 2019 Cilt: 7 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 141 - 152 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.452124 İndeks Tarihi: 09-04-2020

Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi

Öz:
Rüzgâr ve deniz yüksek enerji potansiyeline sahip yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Deniz/okyanuslar rüzgâr, dalga, gelgit, akış gibi birden fazla enerji türüne sahiptir. Bu çalışmanın amacı birden çok enerji kaynağını elektriğe dönüştürecek bir sistem tasarlamaktır. Rüzgâr ve deniz akıntı enerjisinden yararlanan, yüksek potansiyelli hibrit güç üretim sistemi modeline sahip bir platform oluşturulmuştur. Fakat bu yenilenebilir enerji kaynaklarının çıkış karakteristiği doğa koşullarına bağlı olduğundan kesintili ve kararsız enerji üretimi gerçekleştirmektedir. Bu kaynakların kararsız çıkış gücünü düzenlemek için hibrit enerji depolama birimi eklenmiştir. Hibrit güç üretim sistemine, batarya ve ultrakapasitörden oluşan hibrit bir enerji depolama ünitesi eklenerek yük tarafına kaliteli ve sürekli enerji ihtiyacı sağlanmaktadır. Ayrıca hibrit enerji depolama biriminde bulunan ultrakapasitör gurubunun ani yük durumlarında sistemde bulunan bataryaya destek olarak derin deşarj olmasını ve gerilim çökmesini engellediği simülasyon çalışmalarıyla gösterilmektedir. Bu çalışmada hibrit enerji üretim sistemi ve hibrit enerji depolama sistemi MATLAB/Simulink programı kullanılarak tüm birimleri simüle edilmektedir. Sisteme özgün yazılan akıllı enerji yönetim algoritması, DA/DA dönüştürücünün ve evirici devrelerinin kontrolünü sağlayarak, tüm güç parametrelerini sürekli hesaplamaktadır. Bu makalede, talep edilen yükün hibrit güç üretim sistemi tarafından üretilen enerjiden yüksek olduğu çalışma durumu incelenerek akım, gerilim ve güç grafik sonuçları detaylı olarak incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda ultrakapasitörün ani yük durumunda bataryanın derin deşarj olmasını önleyecek sürede devreye girdiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendislik, Makine Enerji ve Yakıtlar

Investigation of Power Generation System Driven by Wind and Sea Flow Energy

Öz:
Wind and sea are renewable sources of energy with high energy potential. The sea/oceans have more than one type of energy such as wind, wave, tide, flow. The purpose of this work is to design a system that will convert multiple sources of energy into electricity. A platform with a high-potential hybrid power generation system model that utilizes wind and sea flow energy has been established. However, since the output characteristic of renewable energy sources depends on the natural conditions, it produces intermittent and unstable energy production. Hybrid energy storage units have been added to regulate the unstable output of these sources. A hybrid energy storage unit consisting of a battery and an ultracapacitor is added to the hybrid power generation system to provide a high quality and continuous energy requirement on the load. In addition, the ultracapacitor group in the hybrid energy storage unit is indicated by simulation studies that prevent the deep discharge and the voltage collapse by supporting the battery in the system under sudden load situations. In this study, all units are simulated using hybrid energy production system and hybrid energy storage system MATLAB/Simulink program. The smart energy management algorithm, which is originally written to the system, continuously calculates all the power parameters by controlling the DC/DC converter and inverter circuits. In this paper, the case where the demand load energy is higher than the energy produced by the hybrid power generation system is examined and current, voltage and power graphical results are given in detail. As a result of this investigation, it has been found that the ultracapacitor is switched on in the event of a sudden load, preventing the battery from being deep discharged.
Anahtar Kelime:

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendislik, Makine Enerji ve Yakıtlar
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Hemmati, R., Saboori, H., 2016. “Emergence of Hybrid Energy Storage Systems in Renewable Energy and Transport Applications - A Review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 65(1), 11-23.
  • [2] Khalid, M., Savkin, A., Agelidis, V., 2016. “A Method for Minimizing Energy Cost in a Microgrid With Hybrid Renewable Power Generation Using Controlled Battery Energy Storage”, Proceedings of the 35th Chinese Control Conference, 8596-8600.
  • [3] Borg, M., Wang, K., Collu, M., Moan, T., 2014. “A Comparison of Two Coupled Model of Dynamics for Offshore Floating Vertical Axis Wind Turbines (VAWT)”, 33rd International Conference on Ocean Proceedings of the ASME, 1-10.
  • [4] Borga, M., Collua, M., 2014. “A Comparison on The Dynamics of a Floating Vertical Axis Wind Turbine on Three Different Floating Support Structures”, Energy Procedia, 53 (1), 268-279.
  • [5] Bertram, V., 2015. “Advanced CFD Analyses for Offshore Wind Power Installations”, OCEANS, 1-5.
  • [6] Hand, B., Cashman, A., Kelly, G., 2015. “An Aerodynamic Modelling Methodology for an Offshore Floating Vertical Axis Wind Turbine”, International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 273-277.
  • [7] Jin, X., Zhao, G., Gao, K., Ju, W., 2015. “Darrieus Vertical Axis Wind Turbine: Basic Research Methods”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 42 (1), 212-225.
  • [8] Shahariar, G. M., Hasan, M. R., 2014. “Design & Construction of a Vertical Axis Wind Turbine”, 9th International Forum on Strategic Technology (IFOST), 326-329.
  • [9] Triviino, P. G., Ramirez, L. M., Mena, A. J., Iborra, F., Vazquez, C. A., Jurado, F., 2016. “Optimized Operation Combining Costs, Efficiency and Lifetime of a Hybrid Renewable Energy System with Energy Storage by Battery and Hydrogen in Grid-Connected Applications”, International Journal of Hydrogen Energy, 41 (1), 23132-23144.
  • [10] Amrouche, S. O., Rekioua, D., Rekioua, T., Bacha, S., 2016. “Overview of Energy Storage in Renewable Energy Systems”, International Journal of Hydrogen Energy, 41 (1), 20914-20927.
  • [11] Amy, T., Kong, H., Auger, D., Offer, G., Longo, S., 2016. “Regularized MPC for Power Management of Hybrid Energy Storage Systems with Applications in Electric Vehicles”, ScienceDirect IFAC Papers OnLine, 49 (11), 265-270.
  • [12] Song, Z., Hou, J., Hofmann, H., Li, J., Ouyang, M., 2017. “Sliding-Mode and Lyapunov FunctionBased Control for Battery/Supercapacitor Hybrid Energy Storage System Used in Electric Vehicles”, Energy, 122 (1), 601-612.
  • [13] Lee, S., Kim, J., 2017. “Implementation Methodology of Powertrain for Series-Hybrid Military Vehicles Applications Equipped with Hybrid Energy Storage”, Energy, 120 (1), 229-240.
  • [14] Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2016. “An optimal control strategy for standalone PV system with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System”, Journal of Power Sources, 331 (1), 553-565.
  • [15] Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2017. “Modelling and Simulation of Standalone PV Systems with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System for a Rural Household”, Energy Procedia, 107 (1) 232-236.
  • [16] Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2016. “An optimal control strategy for standalone PV system with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System”, Journal of Power Sources, 331 (1), 553-565.
  • [17] Chong, L. W., Wong, Y. W., Rajkumar, R. K., Isa, D., 2017. “Modelling and Simulation of Standalone PV Systems with Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage System for a Rural Household”, Energy Procedia, 107 (1) 232-236.
  • [18] Li, X., Hui, D., Lai, X., 2013. “Battery Energy Storage Station (BESS)-Based Smoothing Control of Photovoltaic (PV) and Wind Power Generation Fluctuations”, IEEE Transactions on Sustainable Energy, 4 (2), 464-473.
  • [19] Shen, D., Izadian, A., Liao, P., 2014. “A Hybrid Wind-Solar-Storage Energy Generation System Configuration and Control”, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 436-442.
  • [20] Atia, R., Yamada, N., 2016. “Sizing and Analysis of Renewable Energy and Battery Systems in Residential Microgrids”, IEEE Transactions on Smart Grid, 7 (3), 1204-1213.
  • [21] Bocklisch, T., Lindner, J., 2016. “Technical and Economic Investigation and Comparison of Photovoltaic-Wind Energy-Hybrid Systems with Battery and Heat Storage Path”, Energy Procedia, 99 (1), 350-359.
APA Aktaş A, KIRÇİÇEK Y, sener a (2019). Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. , 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
Chicago Aktaş Ahmet,KIRÇİÇEK Yağmur,sener arif senol Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. (2019): 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
MLA Aktaş Ahmet,KIRÇİÇEK Yağmur,sener arif senol Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. , 2019, ss.141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
AMA Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. . 2019; 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
Vancouver Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. . 2019; 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
IEEE Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a "Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi." , ss.141 - 152, 2019. 10.29109/gujsc.452124
ISNAD Aktaş, Ahmet vd. "Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi". (2019), 141-152. https://doi.org/10.29109/gujsc.452124
APA Aktaş A, KIRÇİÇEK Y, sener a (2019). Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7(1), 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
Chicago Aktaş Ahmet,KIRÇİÇEK Yağmur,sener arif senol Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 7, no.1 (2019): 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
MLA Aktaş Ahmet,KIRÇİÇEK Yağmur,sener arif senol Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.7, no.1, 2019, ss.141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
AMA Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2019; 7(1): 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
Vancouver Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2019; 7(1): 141 - 152. 10.29109/gujsc.452124
IEEE Aktaş A,KIRÇİÇEK Y,sener a "Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 7, ss.141 - 152, 2019. 10.29109/gujsc.452124
ISNAD Aktaş, Ahmet vd. "Rüzgâr ve Deniz Akıntı Enerjisinin Tahrik Ettiği Güç Üretim Sisteminin İncelenmesi". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 7/1 (2019), 141-152. https://doi.org/10.29109/gujsc.452124