Onur ELMA TÜRKIYE DE AKILLI ŞEBEKELER ALT YAPISINA UYGUN AKILLI EV LABORATUVARI. Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği

Transkript

1 1 TÜRKIYE DE AKILLI ŞEBEKELER ALT YAPISINA UYGUN AKILLI EV LABORATUVARI SMART HOME LABORATORY FOR SMART GRID INFRASTRUCTURE IN TURKEY Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Sunan Onur ELMA

2 2 Sunum Planı Akıllı Şebekeler YTU Akıllı Ev Projesi Temel Faaliyetler Sonuçlar

3 3 Akıllı Şebekeler Akıllı şebekeler, son kullanıcının değişken elektrik taleplerini karşılamak için bütün üretim kaynaklarından elde edilen elektriğin taşınmasının ileri elektrikelektronik-haberleşme-bilişim teknolojilerinin kullanılarak izlendiği ve yönetildiği bir sistemdir. Akıllı şebekeler bütün üreticilerin, şebeke işletmecilerinin, son kullanıcıların ve elektrik enerjisi pazarının tüm paydaşlarının ihtiyaç ve yeteneklerini koordine edebilecek bir yapıya sahiptir. Akıllı şebeke sistemiyle, bütün şebekedeki verimlilik, kararlılık ve sistem güvenirliliği en iyi seviyeye çıkarılırken çevresel etkilerin minimize edebildiği bir işletim sağlanabilir.

4 4 Akıllı Şebekeler Akıllı Şebekenin gerekliliği incelendiğinde, Amerika da 2003 yılında yaşanan enerji kesintisinin 50 milyon kişiyi elektriksiz bırakması ve bunun 8.2 milyar dolar mali kayba sebep olmasının günümüzde elektrik enerji sistemlerindeki kararlılığın önemini göstermesi, Yapılan projeksiyonlara göre 2030 yılına kadar dünyadaki enerji ihtiyacının %30 artacağı bunun yanında çevresel etkileri açısından CO 2 salınımının şuan ki seviyesinin altına indirilmesi gerekliliği, Akıllı şebekelerin Amerika da uygulanması durumunda en az %25 CO2 salınımının azalacağının öngörülmesi ve bunun 130 milyon aracın yollardan çekilmesi ile eşdeğer olması, ABD Enerji Bakanlığı nın yaptığı bir araştırmaya göre, MW üstünde üretim gücüne ve yaklaşık mil uzunluğunda iletim hattına sahip olan ABD elektrik sistemi %99,97 oranında güvenlidir. Kalan %0,03 lük orandan doğan kesintilerin ülkeye toplam maliyeti ise yıllık en az 150 milyar $ dır. Akıllı şebeke sayesinde Amerika daki tüm araçların elektrikli araç olması durumunda bunların %85 inin mevcut santraller ile şarj edilebileceği, Fosil yakıtların hızla tükendiği dünyamızda sürdürebilir enerji kaynaklarından daha fazla yararlanılabilmesinin akıllı şebekeler ile mümkün olabileceği, vb. sebepler akıllı şebekelere geçişin gerekliliğini ortaya koymaktadır.

5 5 Akıllı Şebekeler İle İlgili Temel Çalışma Konuları Akıllı Şebekeler günümüzde akademik ve endüstriyel çalışmalar için geniş bir alan olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma konularından en popülerleri ise; Yenilenebilir enerji kaynakları ve dağınık üretim sistemleri Elektrikli araçlar Mikro şebekeler Yük talep cevabı ve Akıllı evler

6 Geliştirilen Akıllı Ev konsepti, yenilenebilir enerji kaynaklarından verimli bir şekilde evin ve elektrikli aracın günlük enerji ihtiyacını karşılayabilecek özelliklere sahiptir. Elektrik enerjisi tüketimin olduğu yerde üretim yapılmıştır. Akıllı Ev in tüm bileşenleri, modüler, geliştirilebilir, akıllı şebeke ve akıllı şehir yapılarına uygun bir şekilde seçilmiştir ve tasarlanmıştır. Sahip olduğu depolama sistemleri ile akıllı ev prototipi, elektriği ucuz olduğu saatlerde depolayıp, pahalı olduğu saatlerde depolanan enerjiyi kullanabilmektedir. Son kullanıcının faydalanabileceği tüm veriler (anlık, saatlik, günlük, aylık, ) oldukça anlaşılabilir bir şekilde, proje için özel olarak geliştirilen modüler bir arayüz yardımıyla çevrimiçi olarak verilmektedir. Akıllı Şebekelere yönelik bu sistemle enerji arz-talep dengesi daha ekonomik olarak oluşturulabilir ve mevcut sistemin daha verimli kullanılması sağlanabilir (dinamik gerilim regülasyonu, ev yüklerine promosyona göre müdahale, ). Elektrikli araç yatırım aracı olarak kullanılabilir. Sistemin çift yönlü olması, üretim fazlası elektriğin satılabilmesine imkan sağlamaktadır. Enerji borsasına hazır bir alt yapıdadır. Üretilen ve tasarruf edilen enerji miktarları sayesinde, akıllı evin kendisini 8-10 yıl içinde amorti edeceği düşünülmektedir. Bu özelliği ile akıllı ev tasarımının inşaat sektörüne önemli bir katma değer sağlayacağı söylenebilir. Tamamen yerli olarak geliştirilen enerji yönetim yazılımı sayesinde, internet erişiminin olduğu her yerden evdeki cihazlara kumanda edilebilmektedir.

7 Kurulum Akıllı eve ait fotoğraflar

8 Yenilenebilir enerji kaynaklarının konumlandırılması Akıllı ev için kurulan rüzgar türbini Akıllı ev için kurulan güneş panelleri

9 Yenilenebilir enerji yardımcı elemanların konumlandırılması Elektrikli araç Akü grupları Hava ölçüm istasyonu

10 Şebeke entegrasyonu Yenilenebilir enerji için dönüştürücü sistemleri

11 Akıllı Ev Laboratuvarında kablosuz haberleşme çalışmaları RF haberleşme geliştirme kiti Kablosuz kontrol edilen akıllı priz uygulaması Plug ve sensörlerden verilerin kablosuz olarak toplanması

12 Akıllı Ev yönetimi için oluşturulmuş arayüz Alternatif enerji kaynakları gözlem sayfası Tüketim cihazları gözlem sayfası

13 Verilerin toplanması ve analizi Algoritma arayüzüne ait bir gösterim - 2 Algoritma arayüzüne ait bir gösterim

14 14 Sonuçlar Yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanılması, gerçek evsel yüklerin kullanılması ve özellikle tamamen projeye özel bir yazılımın geliştirilmesi ile Türkiye de ilk kez bu özelliklere sahip bir akıllı evin fiziksel olarak gerçeklenmesi sağlanmıştır. Elektrik Enerjisinin daha verimli kullanılabileceği ve bunun sağladığı faydalar deneysel olarak test edilmiştir Türkiye de akıllı ev ve akıllı şebeke uygulamalarında kullanılabilecek sistemler için ciddi bir alt yapı oluşturulmuştur. Türkiye nin akıllı ev ve akıllı şebekelerde teknoloji üretimine katkı sağlayacak projelerin geliştirilmesine başlanılmış ve bu konuda literatüre katkı sağlayan yayınlar yapılmaktadır.

15 15 Teşekkürler Onur ELMA Akıllı Ev Projesi, İSTKA kurumu tarafından kâr amacı gütmeyen kuruluşlara yönelik çevre ve enerji dostu İstanbul mâli destek programı kapsamında desteklenmiştir.