Rüzgar-Güneş Hibrid Güç Sistemi Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Uygulama Örneği

Transkript

1 6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 1618 May 211, Elazığ, Turkey RüzgarGüneş Hibrid Güç Sistemi Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Uygulama Örneği B. Yanıktepe 1, C. Özalp 1, M. M. Savrun 1, T. Köroğlu 2 ve Ç. Cebeci 2 1 Department of Energy Systems Engineering, Osmaniye Korkut Ata University, Osmaniye/Turkey byaniktepe@osmaniye.edu.tr 2 Department of Electrical and Electronics Engineering, Osmaniye Korkut Ata University, Osmaniye/Turkey coskunozalp@osmaniye.edu.tr,mmustafasavrun@osmaniye.edu.tr, tkoroglu@osmaniye.edu.tr, cebecicagatay@osmaniye.edu.tr WindSolar Hybrid Power System Osmaniye Korkut Ata University Application Example Abstract Today, hybrid system, to increase the use of renewable energy sources has become one of the most important applications. This system is composed of a combination of wind and sun was established and has been started up in Karacaoglan campus of the University of Osmaniye Korkut Ata. In this study, the system components are introduced and for the future of the new hybrid system applications created an infrastructure. Keywords da gösterilmiştir. 29 yılı verilerine göre elektrik üretiminin %8 i fosil kaynaklı yakıtlardan, %18.4 ü hidrolik güçten geri kalan %1.2 lik kısım rüzgâr başta olmak üzere jeotermal ve biokütleden elde edilmiştir. Ülkemizin elektrik enerjisi üretimi 25 yılında GWh olup 29 yılında %2 artışla GWh e yükselmiştir. Grafik 1b de 25 ve 29 yılları arası enerji kaynaklarına göre kurulu güç dağılımı verilmiştir. Burada görüldüğü üzere 29 yılı verilerine göre kurulu gücün %65.6 sı fosil kaynaklı yakıtlardan, %32.5 i hidrolik güçten geri kalan %1.9 luk kısım rüzgâr başta olmak üzere jeotermal ve biokütleden oluşmaktadır[2]. I. GİRİŞ Gelişmekte olan ülkeler statüsünde olan ülkemizde sanayileşme giderek artmakta, bunun beraberinde gelişmişliğin de bir ölçüsü olan kişi başına enerji tüketim miktarının da artması enerjinin önemini ortaya koymaktadır. Türkiye nin mevcut enerji tablosuna bakıldığında enerji talebinin yaklaşık %72 sini ithal kaynaklardan karşıladığı, enerji talebini yerli kaynaklardan ise az miktarda sağladığı görülmektedir. Bu durum ülkemizde yenilenebilir enerji kaynaklarının etkin ve verimli bir şekilde kullanılması önemini ortaya çıkarmaktadır. Ülkemizde enerji potansiyeli incelendiğinde yenilenebilir enerji kaynaklarının kömürden sonra geldiği görülmektedir. Bu kapsamda yenilenebilir enerji kaynakları açısından ülkemiz, önemli ölçüde hidrolik, rüzgâr, güneş, jeotermal ve biokütle enerjisine sahiptir. Ülkemizde yenilenebilir enerji üretiminde en önemli pay hidroelektrik ve biokütleye ait olmasına karşın rüzgâr ve güneş enerjisinden yeterli oranda faydalanılamamaktadır. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak rüzgâr; çevreyi kirletmemesi, temiz ve sürekli bir enerji kaynağı olması, ülkemizde çok yüksek potansiyele sahip olması sebebiyle önem kazanmıştır [1] yılları arasında kullanılan elektrik enerjisi üretiminin enerji kaynaklarına göre sınıflandırılması Grafik 1a Grafik 1: Kurulu Güç ve Üretimin Yıllar İtibariyle Gelişimi [2] 89

2 B. Yanıktepe, C Özalp, M.M. Savrun, T.Koroglu and Ç.Cebeci II. RÜZGARGÜNEŞ HİBRİD UYGULAMASI Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı en yaygın sistem su, dalga, jeotermal, güneş ve rüzgârın beraber kullanıldığı hibrid sistemlerdir. Hibrid uygulamalarda en fazla tercih edilen enerji kaynakları rüzgâr ve güneş enerjisidir. Her ikisi de yenilenebilir bir enerji kaynağı olmasına karşın, etkin çalışma saatleri genellikle farklı olan rüzgâr ve güneş enerjilerinin birlikte kullanılması ile enerjinin daha etkin üretimi sağlanabilmektedir. Rüzgâr ve güneş enerjisi sistemlerinde verimli enerjinin üretimi, günün farklı zamanlarında farklılık göstermektedir. Diğer bir deyişle rüzgâr hızının yetersiz veya verimsiz olduğu günlerde alternatif olarak güneş enerjisinden, güneşlenme süresinin yetersiz veya verimsiz olduğu zaman dilimlerinde ise alternatif olarak rüzgâr enerjisinden faydalanılabilmektedir. Böylece sistemde enerjinin üretiminin de sürekliliği sağlanmış olabilmektedir. A. Güneş Enerjisi En büyük enerji kaynağı olan güneş'in merkeziyle dünya'nın merkezi arasındaki uzaklık 149,6 milyon km dir. Güneş in yaydığı enerji, Güneş in çekirdeğinde meydana gelen füzyon süreci ile açığa çıkan çok büyük bir enerjidir. Güneş ten Dünya ya saniyede yaklaşık 17 milyar MW enerji gelmektedir. Bu değeri m² başına hesaplayacak olursak birim alana ulaşan güneş ışınları, güneşe dik bir yüzey üzerinde ölçüldükleri zaman W/m² olduğu görülmektedir [3]. Ülkemiz ise, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Güneşten dünyaya saniyede yaklaşık olarak 17 milyar MW enerji gelmektedir. Türkiye'nin yıllık enerji üretiminin 1 milyon MW olduğu düşünülürse bir saniyede dünyaya gelen güneş enerjisi, Türkiye'nin enerji üretiminin 1.7 katıdır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DİMM) mevcut bulunan yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ısınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre, Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 264 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ısınım şiddeti kwh/m²yıl (günlük toplam 3,6 kwh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Türkiye, 11 gün gibi yüksek bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir ve gerekli yatırımların yapılması halinde Türkiye yılda birim metre karesinden ortalama olarak 1.1 kwh lik güneş enerjisi üretebilir [4]. Grafik 2 de Türkiye nin günlük ortalama ışınım ve güneşlenme değerleri de sunulmuştur. Tablo 1: Türkiye nin yıllık toplam güneş enerjisi potansiyelinin bölgelere göre dağılımı Bölge Güneydoğu Top. Ort. güneş enerjisi En çok güneş enerjisi (Haz.) En az güneş enerjisi (Ara.) kwh/m 2 yıl kwh/m 2 kwh/m Akdeniz Doğu İç Ege Marmara Karadeniz Tablo 2: Türkiye nin yıllık güneşlenme süresinin bölgelere göre dağılımı En çok En az Ortalama güneşlenme güneşlenme güneşlenme Bölge süresi süresi (Aralık) süresi (Haziran) Güneydoğu Saat/yıl saat saat Akdeniz Doğu İç Ege Marmara Karadeniz Grafik 2: Türkiye nin günlük ışınım ve güneşlenme değerleri [5] Türkiye'nin en fazla güneş enerjisi alan bölgesi Güneydoğu Bölgesi olup, bunu Akdeniz Bölgesi izlemektedir. Tablo 1' ve Tablo 2 de Türkiye güneş enerjisi potansiyeli ve 9

3 RüzgarGüneş Hibrid Güç Sistemi Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Uygulama Örneği güneşlenme süresi değerlerinin bölgelere göre dağılımı verilmiştir [4]. Buna göre genel olarak Türkiye nin en çok ve en az güneş enerjisi üretilecek ayları sırası ile Haziran ve Aralık olmaktadır. Bölgeler arasında ise öncelikle Güneydoğu ve Akdeniz sahilleri gelmektedir. Güneş enerjisi üretiminin yok denecek kadar az olduğu Karadeniz bölgesi dışında yılda birim metre kareden 1.1 kwh lik enerji üretilebilir ve toplam güneşli saat miktarı ise 2.64 saattir. Buna göre Türkiye de toplam olarak yıllık alınan enerji miktarı ise yaklaşık 115 kw saat kadardır [4]. Türkiye'deki güneş enerjisi potansiyeli aşağıda Şekil l' de gösterilmiştir [5]. B. Rüzgar Enerjisi Rüzgâr, çevreyi kirletmeyen, temiz, doğada var olan ve gelecek vadeden bir enerji kaynağı olmasından dolayı ülkemizin enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir enerji kaynağı olarak yer almaktadır. Türkiye rüzgâr bakımından zengin yöreleri olan bir ülkedir. 1 m yükseklikteki yıllık ortalama rüzgâr hızı ve güç yoğunluğu açısından en yüksek değer 3.29 m/sn ve W/m² ile Marmara Bölgesi 'nde saptanmıştır. En düşük değer ise, 2.12 m/sn hız ve W/m² güç yoğunluğu ile Doğu Bölgesi'ndedir. Türkiye'nin % 64,5 inde rüzgâr enerjisi güç yoğunluğu 2 W/m² 'yi aşmazken, % 16.11'inde 34 W/m2 arasında, % 5,9 unda 5 W/m²'nin ve %.8'inde de 1 W/m²'nin üzerindedir [7]. Türkiye'deki rüzgâr enerjisi potansiyeli Şekil 2'de görülmektedir [8]. Şekil 1: Türkiye deki güneş enerjisi potansiyeli Güneş enerjisinden doğrudan elektrik enerjisi üretmek için fotovoltaik (PV) olarak adlandırılan güneş panelleri kullanılmaktadır. Yarı iletken levhalardan oluşan fotovoltaikler, güneş ışığındaki elektromanyetik dalgalar, elektronları yarı iletken plakanın bir katmanından bir diğer katmanına hareket ettirerek elektrik akımı oluşturma prensibine dayanır. Küçük hücre olarak elde edilen fotovoltaik hücreler istenilen güç ve voltaj aralığında birbirine paralel ya da seri bağlanarak farklı gerilim ve kapasitede fotovoltaik paneller elde edilir. Fotovoltaik hücre üretiminde, yarıiletken özellik gösteren silisyum, galyum arsenit, kadmiyum tellür gibi maddeler farklı kaplama teknikleriyle üretilmektedir. Değişen iklim koşullarının etkisiyle güneş panellerinde güç çıktısı farklı miktarlarda olmaktadır. Bu panel yüzeyine gelen enerji, panel yapısına bağlı olarak %1 ile %3 arasında bir verimle elektrik enerjisine çevrilebilir. Ticari olarak piyasaya sürülen PV panellerde nominal çalışma verimi yaklaşık olarak %15 civarındadır. Bir fotovoltaik panel tarafından üretilen elektrik enerjisinin hesabında eşitlik (1) kullanılmaktadır. Şekil 2: Türkiye deki 1m yükseklikteki yıllık ortalama rüzgâr enerjisi potansiyeli Türkiye nin rüzgâr potansiyeli tam olarak belirlenmemiş olsa da brüt potansiyelinin yılda 4 milyon MWh, teknik potansiyelinin ise 12 milyon MWh olduğu düşünülmektedir. Söz konusu teknik potansiyel yıllık elektrik üretiminin 1,2 katıdır. Ancak, Türkiye genelinde 1 m. yükseklikteki rüzgâr yoğunluğunun alansal ve zamansal dağılımı ile teknolojik kısıtlamalar göz önünde tutulduğunda, güvenilir rüzgâr enerjisi potansiyeli 12 milyar kwh/yıl olarak hesaplanmaktadır [7]. V IRS P IV I L I O exp 1 V (1) A Denklenmedeki IL (A) yüzeye ışınım düştüğünde üretilen akımı, I (A) karanlık devre akımı, Rs (Ω ohm) seri direnci, A termal voltajı (V), I ve V sırasıyla çalışma akımını ve voltajını göstermektedir [6]. Grafik 3: Türkiye nin son 8 yılda Rüzgar enerjisi kurulu gücü[1] Grafik 3 den de anlaşılacağı üzere Türkiye de yakın zamanda rüzgâr enerjisi yatırımlarına ciddi bir eğilim 91

4 B. Yanıktepe, C Özalp, M.M. Savrun, T.Koroglu and Ç.Cebeci başlamıştır. RES yatırımlarının Avrupa baz alındığında çok düşük olduğu görünse de 26 dan sonra bu yatırımların ciddi bir şekilde ivmelenerek hız kazandığını söyleyebiliriz. 28 yılında 286 MW lık yeni rüzgâr enerji kapasitesi eklenmiştir ve Tablo 3 de de görüldüğü gibi toplamda 433,35 MW seviyesine gelinmiştir[1]. 29 yılı itibariyle Türkiye de faaliyette olan (*) ve yapım aşamasında olan rüzgar enerji santralleri harita üzerinde gösterilerek şekil 3 te verilmiştir. Şekil 3 ten de anlaşıldığı gibi rüzgar potansiyelinin yüksek olduğu Doğu Akdeniz, Marmara, Ege gibi kıyı şeridi yerlerde rüzgar santrali kurulumu yoğunlaşmıştır. Tablo 3: Türkiye de rüzgâr enerjisi kullanımı ve geleceği ile ilgili tahmini değerler Yıllar Kurulu rüzgar enerjisi gücü (MW) Ortalama rüzgar elektriği üretimi (milyon kwh) Türkiye elektrik enerjisi tüketimi (milyar kwh) Tüm elektrik enerjisi tüketimi ndeki payı (%) , , , , , ,43 3,55 * ÇanakkaleBozcaada/1,2 MW ÇanakkaleGelibolu/15,2 MW * Çanakkaleİntepe/3,4 MW Çanakkale/3 MW * İzmirÇeşme/1,5 MW * İzmirÇeşme/7,2 MW * İzmirÇeşme/39,2 MW İzmirAliağa/42,5 MW İzmirKemalpaşa/66,66 MW * İstanbulSilivri/,85 MW İstanbulGaziosmanpaşa/24 MW İstanbulÇatalca/6 MW * İstanbulHadımköy/1,2 MW * BalıkesirBandırma/3 MW BalıkesirBandırma/15 MW BalıkesirŞamlı/9 MW TURKEY OsmaniyeBahçe/13 MW 1 E QV 2 (2) 2 Eşitlikte Q ve V (m/s) sırasıyla rüzgârın kütlesel debisini ve hızını göstermektedir. Rüzgâr debisi, Q (kg/s) ise; ρ (kg/m 3 ) havanın yoğunluğunu ve A (m 2 ) ise hız doğrultusuna dik yüzeyi göstermek kaydıyla, süreklilik denklemi kullanılarak eşitlik (3) ile hesaplanır. Q AV (3) Eşitlik (2) yeniden düzenlendiğinde, rüzgâr enerjisi ile rüzgar hızının küpü arasındaki 1 E AV 3 (4) 2 bağıntısına ulaşılır. Bu bağıntıya göre; sistem tasarımında en önemli parametre rüzgar hızı olduğundan, rüzgâr enerjisi üretiminde yer seçimi, iklim ve jeolojik yapı oldukça önemlidir [6]. III. OSMANİYE KORKUT ATA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ HİBRİD UYGULAMASI Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgâr ve güneşin yıl içinde ki yoğunluklarının farklı olmasından dolayı birbirlerinin alternatifi olarak kullanıldığı sistemler hibrid sistemlerdir. Hibrid sistemlerde enerjinin sürekliliği amaçlanmaktadır. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi nde kurduğumuz hibrid sistem Türkiye şebekesinden bağımsız ve tamamen yenilenebilir enerji kaynakları ile tasarlanmış bir sistem olup 3W rüzgâr türbini ve 1W lık 3 adet güneş paneli olmak üzere toplam kurulu gücü 6W değerindedir. Bina çatısına kurulmuş bu sistem ile Üniversite içerisindeki bazı sınıfların aydınlatılması sağlanmaktadır. Kurulu sistemin akış şeması Şekil 4 te verilmiştir. AydınÇine/19,5 MW * ManisaAkhisar/1,8 MW ManisaAkhisar/3,4 MW HataySamandağ/22,5 MW HataySamandağ/3 MW HatayTürbe/35,1 MW Şekil 3: Türkiye deki rüzgar santralleri(*: Faaliyet veren, : İnşaat halinde) [9] Rüzgâr enerjisinden elektrik enerjisi üretiminde rüzgâr türbinleri kullanılmaktadır. Rüzgâr türbini kanadı ile aldığı enerjiyi, jeneratörde doğrudan alternatif akım (AC) olarak Türkiye deki rüzgar santralleri (*: Faaliyet veren, : İnşaat halinde) elektrik enerjisine dönüştürür. AC olarak üretilen enerji doğru akıma (DC) kontrol cihazında düzenlenerek dönüştürülür. Elde edilen enerji bataryada depo edilir. Bu yolla DC yükü doğrudan kullanılabildiği gibi invertör ile AC ye (22V/5Hz lik veya 11V/6Hz lik AC) dönüştürülerek de kullanılabilir. Rüzgar türbini ile elde edilebilecek enerji miktarı (E) eşitlik (2) ile hesaplanmaktadır. Şekil 4: Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Hibrid Sistem Akış Şeması 92

5 RüzgarGüneş Hibrid Güç Sistemi Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Uygulama Örneği Rüzgâr jeneratörü çıkışından elde edilen AC akım/gerilim doğrultucu yardımıyla DC akım/gerilime çevrilerek akü şarj kontrol ünitelerine gelir ve buradan da akülere gönderilir ve aküler doldurulur. Güneş panelleri çıkışından elde edilen DC akım/gerilim akü şarj kontrol ünitelerine gelir ve buradan akülere gönderilerek aküler doldurulur. DC yükler için akü çıkışları doğrudan kullanılabildiği gibi AC yükler için akü çıkışları invertör yardımı ile AC akım/gerilime dönüştürülebilir. Genel olarak hibrid sistemin ekipmanları aşağıda belirtilmiştir. A. Ekipmanlar 1. Rüzgâr Jeneratörü En basit anlamda bir rüzgâr türbini pervane kanatları, şaft ve jeneratör olmak üzere 3 bölümden oluşur. Elektromanyetik indüksiyon ile elektrik enerjisi üretilmiş olur. Küçük oyuncak arabalardaki elektrik motoruna benzer bir sistemdir. İçinde mıknatıslar bulunur. Bu mıknatısların ortasında da ince tellerle sarılmış bir bölüm bulunur. Pervane şaftı döndürdüğü zaman motor içindeki bu sarım bölgesi, etrafındaki mıknatısların ortasında dönmeye başlar. Bunun sonucunda da alternatif akım (AC) oluşur [1]. Bir rüzgâr türbininin ürettiği enerjinin hesaplanması için rüzgârın hızına ve pervane çapına ihtiyaç vardır. Çoğunlukla büyük rüzgâr türbinleri saniyede 15 metre hızla dönmektedir. Teorik olarak, Tablo 4 te de görüldüğü gibi üretilen enerjinin artması için pervane çapının artması gerekmektedir. Bu da rüzgâr türbininin yüksekliğinin de artması anlamına gelir. Bu sayede daha fazla rüzgâr alıp daha hızlı bir dönme hareketi sağlanır [1]. Tablo 4: Tablo Boyu ve Maksimum Güç Çıkışı [1] Pervane Boyu ve Maksimum Güç Çıkışı Pervane Çapı (metre) Güç Çıkışı (kw) Kaynaklar: Danish Wind Industry Association, American Wind Energy Association Genellikle rüzgâr türbinleri saatte 14,6 metre/saniye hızla öndüklerinde tam kapasite olarak çalışmaktadırlar. Saatte 2 metre/saniye hızına çıktıklarında ise otomatik olarak sistem durmaktadır. Türbinin fazla hızlanması halinde sistemi durduracak birçok kontrol bulunmaktadır. En genel sistem fren sistemidir. Pervane 2 metre/saniye hızına ulaştığında dönme işlemini durdurur [1]. Tipik büyük bir rüzgâr türbini yıllık 5,2 milyon KWh elektrik enerjisi üretir. Yaklaşık 6 hanenin elektrik ihtiyacını karşılayabilir. Günümüzde kömür ve nükleer santraller, rüzgâr santrallerinden daha ucuza enerji üretebilmektedirler. O halde neden rüzgâr enerjisini kullanalım? Bunun iki önemli nedeni var. üzgâr enerjisinin Temiz ve Yenilenebilir özelliklerde olmasıdır. Atmosfere zararlı karbondikosit ve nitrojen gazları salınımı yoktur ve rüzgârın bitmesi gibi bir durum söz konusu değildir. Rüzgâr enerjisi her ülkede üretilebilir. Başka ülkelerden enerji transfer etmeye gerek duyulmaz. Ayrıca rüzgâr santralleri uzak bölgelere inşaa edilip, üretilen enerjinin merkezi yerlere iletilmesi daha kolaydır [1]. Rüzgâr santrallerinin bu yararlarının yanında olumsuz yönleri de vardır. Diğer enerji santralleri gibi her zaman yüksek verimle çalışamazlar. Çünkü rüzgâr hızı değişkenlik göstermektedir. Rüzgâr türbinleri şehirlere yakın bölgelerde oluşturdukları ses kirliliği sebebiyle insanlara, hayvanlara ve doğal yaşama rahatsızlık vermektedir [1]. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Karacaoğlan yerleşkesinde kurduğumuz sistemimizin temel bileşenlerinden olan rüzgar jeneratörünün nominal gücü 3W ve nominal çıkış gerilim değeri de 24 V dur. Mini rüzgar jeneratörümüzün dönüşe başlama hızı 2.5 m/s dir. Kanat sayısı 3 olan ve kanat merkezinin yerden yüksekliği 15m olan rüzgâr jeneratörümüz 12m/s lik rüzgâr hızında 45 rpm dönüş hızına sahiptir. Bu rüzgâr türbini ile enerji üretip bu enerji ile yükün ihtiyaçlarını karşılamak ve ihtiyaçlar karşılandıktan sonra ortaya çıkan fazla enerji ile de sistemde bulunan batarya grubunu doldurmak amaçlanmaktadır. Yükün enerji ihtiyacını karşılamada rüzgârın yeterli olmadığı durumda bataryalar bu işlevi görecektir. 2. Fotovoltaik (Güneş) Paneller Güneş ışınlarını elektrik enerjisine çeviren ve sistemin ana elemanı olan ekipmandır. 195'ler de %4 olan verimleri günümüzde %15 civarına gelmiştir. Verimleri güneşin 1 W/m² enerji yaydığı bölgeye göre hesaplanmaktadır fakat Türkiye'de bu değer 13 W/m² olduğundan verimleri daha iyi değerler almaktadır. 1 m2 alanda kayıplar ihmal edilirse 195 Watt elektrik üretilebilir [11]. Güneş enerjisi genellikle silikon esaslı malzemelerden yapılan Fotovoltaik hücreler yardımı ile üzerine düşen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine çevirme yöntemini esas alınarak elektrik enerjisi sağlanır. Silikon hücreye eklenen bor ve fosfor katmanlar sayesinde () ve () kutuplar oluşarak devre üzerinden bir elektrik akımı geçmesi sağlanır. Fotovoltaik panellerden elde edilen gerilim DC gerilimdir. Dolayısıyla evlerde veya üretim tesislerinde kullanılmaları için bir inverter yardımıyla AC gerilime dönüştürülmeleri gerekmektedir. Ancak DC ile çalışan ürünler için herhangi bir invertere gerek duyulmaksızın kullanılabilirler [11]. 93

6 B. Yanıktepe, C Özalp, M.M. Savrun, T.Koroglu and Ç.Cebeci Üniversite Karacaoğlan yerleşkesinde kurduğumuz hibrid sisteme, rüzgâr enerjisinin yetersiz olduğu durumlarda sistemin enerji üretiminin devamını sağlamak amacıyla fotovoltaik güneş panelleri ilave edilmiştir. Hibrid sistemimizin bir diğer temel bileşeni olan güneş paneli RS1 model olup birim nominal gücü 1W tır. Sistemde 3 adet RS1 modeli panel bulunmaktadır ve toplamda 3W nominal güç değerine sahiptirler. Güneş panellerinin ebatları 1244x82 olup 11.8 kg ağırlığındadırlar. 3. Akü Grubu Aküler üretilen elektrik enerjisini depolamaya yararlar. Genel olarak üç tiptir: Kuru (Flooded Lead Acid), AGM (Absorbed Glass Mat Sealed Lead Acid) ve GEL (Gelled Electrolyte Sealed Lead Acid). Ancak kuru tip aküler Fotovoltaik sistemlerde daha çok tercih edilmektedir. Akülerin kapasiteleri amp saat (Ah) olarak ifade edilir. Ömürlerini uzun tutmak için kapasitesi %5'nin altında iken şarj edilmelidir. Verimleri %9 civarındadır [11]. PARALEL VE SERİ BAĞLANMIŞ AKÜ GRUBU 24 V Şekil 5: Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Hibrid Sistem Akü Grubu Tasarlanan sistemde 4 adet 25 Ah akü bulunmaktadır. Bu aküler ikili gruplar halinde önce seri bağlanmış, daha sonra seri bağlanan gruplar paralel bağlanmıştır. Bağlantı şeması yukarıda gösterilmiş olup çıkışta elde edilen değerler 24 V 5 Ah olacaktır. Bu sistemde hem paralel bağlantı hem de seri bağlantı kullanılmış olup yüksek kapasiteli bir akü grubu elde edilmiştir. Üniversite Karacaoğlan yerleşkesinde kurduğumuz sistemimizdeki 24 V 5 AH lık bir akü grubunu, 4 adet 25 Ah lık akülerin paralel ve seri bağlanarak oluşturulması ile mümkün kıldık. Paralel bağlama sözcüğüyle ifade edilen bu işlemde hücrelerin () kutupları birbirine, () kutupları da birbirine bağlanır. Seri bağlantıda ise () kutuplar ile () kutuplar birbirine bağlanmasıdır. Yapılan iş aslında hücrelerin aynı cins plakalarını harici olarak birbirine bağlamaktır. Şekil 5 de 25 Ah olan 4 hücrenin bu şekilde bağlanarak 24 V 5 AH kapasiteli bir akü grubunun nasıl oluşturulduğu görülmektedir [11]. 4. İnvertör Rüzgâr jeneratöründe üretilen AC enerjiyi ve Panellerin ürettiği DC enerjiyi akülerde depolayarak evlerde kullanılmak üzere AC enerjiye (22V5 Hz) çeviren cihazdır. İnvertörler, bilgisayarlar içindeki güç kaynaklarından, metallerin yüzey sertleştirmelerine kadar pek çok alanda kullanılmaktadır. İnvertör ün ters fonksiyonuna redresör veya doğrultucu denir. Güncel ihtiyaçlar ile teknolojik gelişmeler sayesinde, günümüzde çok daha yaygın uygulama alanları olduğunu görmek, hatta zaruri gereksinim olduğunu söylemek mümkündür [12]. Üniversite Karacaoğlan yerleşkesinde kurduğumuz sistemimizdeki inverter 12/24V DC giriş gerilimine ve 23V AC çıkış gerilimine sahiptir. İnverter in gücü ise 1W değerindedir. IV. SONUÇ Bu çalışmada Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Karacaoğlan yerleşkesinde bir RüzgarGüneş Hibrid sistemi uygulanmış ve sistemi oluşturan ekipmanlar tanıtılmıştır. Çalışmanın en önemli sonucu bölgede bu tip sistemlerin uygulanabilirliği hakkında farkındalık yaratmak olmuştur. Ayrıca Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü için uygulamalı deneysel bir çalışma ortaya konmuştur ve yeni teknolojiler üniversite öğrencileri ile paylaşılmıştır. Üniversitede kurulu RüzgarGüneş Hibrid Sistemin ilerleyen dönemlerde verimlilik analizlerini yapmak amacıyla bir prototip oluşturulmuştur. Böylece yapılacak olan araştırmageliştirme faaliyetleri için altyapı sağlanmıştır. KAYNAKLAR [1] Bülent Yanıktepe ve Yusuf Alper Kaplan Rüzgar Enerjisi: Türkiye ve AB nin Politik Karşılaştırılması ve Önemi RÜGES Rüzgar Sempozyumu, 45 Haziran 29, Samsun [2] Türkiye Elektrik İletim A.Ş. Genel Müdürlüğü Araştırma Planlama ve Koordinasyon Dairesi İstatistik Müdürlüğü [3] F.Salmanoğlu, N.S. Çetin Rüzgâr Fotovoltaik Otonom Hibrid Güç Sistemlerinin Optimum Maliyetle Boyutlandırılması Üzerine Paket Bir Yazılım Ege Bölgesi Enerji Forumu 1213 Ekim 29, Denizli [4] Kamil B. Varınca ve M. Talha Gönüllü Türkiye de Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Bu Potansiyelin Kullanım Derecesi, Yöntemi ve Yaygınlığı Üzerine Bir Araştırma 1. Ulusal Güneş ve Hidrojen EnerjisiKongresi 2123 Haziran 26, ESOGÜ, Eskişehir [5] Türkiye nin Güneş Enerjisi Potansiyeli [6] Mehmet Azmi Aktacir, Bülent Yeşilata ve Yusuf Işıker Fotovoltaik Rüzgâr Hibrid Güç Sistemi Uygulaması Yeni Enerji Yenilenebilir Enerji Teknolojileri, sayı 3, sayfa 5662, MartNisan 28 [7] Mehmet Caner Çakar, Ümmühan Başaran Filik, Mehmet Kurban Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Ulaşım Sistemlerinde Kullanım Uygulaması V. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu 29 Diyarbakır [8] Türkiye nin Rüzgar Enerjisi Potansiyeli [9] Beşir Şahin and Mehmet Bilgili ; Wind Characteristics and Energy Potential in BelenHatay, Turkey; International Journal of Green Energy, 29. [1] [11] Tahsin Köroğlu, Ahmet Teke, K. Çağatay Bayındır, Mehmet Tümay; Güneş Paneli SistemlerininTasarımı, Elektrik Mühendisliği Dergisi, Sayı: 439, Sayfa: 9814, Temmuz 21. [12] 94