Çeşitli elektrikli araç şarj stratejilerinin uygulandığı hibrit bir mikroşebekenin tasarımı ve optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, çeşitli elektrikli araç şarj stratejilerine hizmet eden bir hibrit mikro şebekenin tasarımı ve optimizasyonu sunulmuştur. Bu çalışmada kullanılan hibrit kombinasyon, şebekeye bağlı güneş ve rüzgar üretimidir. Bu optimizasyonun amacı, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi kampüsünün elektrik ihtiyacını karşılamak ve çeşitli elektrikli araç şarj modlarına izin veren şarj istasyonları kurmaktır. Elektrikli araçları şarj etmek için hibrit mikro şebekenin seçilmesinin nedeni, yenilenebilir kaynaklardan yararlanmak ve elektriğin en düşük maliyetli olduğu zamanlarda şarj etmektir. Önerilen sistemin modellenmesi ve optimizasyonu, HOMER Grid optimizasyon yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Bu sistemlerin ekonomik, çevresel etkileri ve güvenilirliğine dayalı olarak birkaç sistemin karşılaştırması yapılmıştır. Seçilen optimum hibrit mikro şebeke tasarımı, bir PV sistemi, batarya enerji depolama, rüzgar sistemi, şebeke ve elektrikli araçlardan oluşur. Bu çalışmada, yönetilebilir ve isteğe bağlı elektrikli araç şarjı olmak üzere iki farklı elektrikli araç şarj modu sunulmuştur. Tasarlanan mikro şebekenin çok yıllık olarak teknik ve ekonomik analizi yapılmış ve proje ömrü boyunca performansı değerlendirilmiştir. Ayrıca farklı elektrikli araç şarj istasyonlarının karşılaştırması yapılmıştır. Hem kullanıcılar hem de şebeke için en etkili şarj moduna karar verilmiş olup şarj verimlilikleri de analiz edilmiştir. Sonuç olarak değerlendirildiğinde; isteğe bağlı şarj yerine yönetilebilir şarj istasyonu tercih edilmesiyle birlikte elektrikli araçların talepleri %3,5’ten %1,5’e düşürülmüştür. Çalışmada sunulan mikro şebeke sistemi kullanılarak elektrik faturası %36 oranında azaltılmıştır

In this study, the design and optimization of a hybrid microgrid serving various electric vehicle charging strategies are presented. The hybrid combination used in this study is grid-connected solar and wind generation. The purpose of this optimization is to meet the electricity needs of the Eskişehir Osmangazi University campus and to establish charging stations that allow various electric vehicle charging modes. The reason for choosing the hybrid microgrid to charge electric vehicles is to utilize renewable resources and to charge when electricity is at the lowest cost. Modeling and optimization of the proposed system were carried out with the HOMER Grid optimization software. Several systems have been compared based on the economic, environmental impact, and reliability of these systems. The optimum hybrid micro-grid design chosen consists of a PV system, battery energy storage, wind system, grid, and electric vehicles. In this study, two different electric vehicle charging modes namely deferrable and on-demand electric vehicle charging are presented. A multi-year technical and economic analysis of the designed microgrid has been made and its performance has been evaluated throughout the life of the project. In addition, different electric vehicle charging stations were compared. The most efficient charging mode has been decided for both users and the grid, and charging efficiencies have also been analyzed. When evaluated as a result; with the preference of deferrable charging station instead of on-demand charging, the demands of electric vehicles were reduced from 3.5% to 1.5%. Using the microgrid system presented in the study, the electricity bill is reduced by 36%.