Solarpact Projesi: Geleceğin Binalarında Elektrik Yönetim Optimizasyonu
Yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş iklim değişikliği endişeleri ve artan elektrik talebi ile büyük bir ivme kazanmıştır. Yakın zamanda gerçekleşen COP26 Konferansı’nda da enerji politikaları önemli bir başlık oldu [1]. Bu süreçte, enerji üretimi genellikle merkezi, fosil yakıt bazlı üretim tesislerinden merkezi olmayan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelecektir. Bu dönüşüm, enerji endüstrisinin daha liberal ve insan merkezli hale gelmesiyle birlikte ortaya çıkıyor [2].
Fotovoltaik (PV) sistemlerin ucuzlaması, enerji depolama çözümleri ve elektrikli araçlar gibi enerji tüketici varlıklarının bağlanmasıyla yaşam alanlarımız küçük birer enerji kümelerine dönüşmektedir. Bu dağıtık enerji varlıklarının artması ve ICT teknolojileri ile birlikte akıllı kullanımı sayesinde hanelerimiz enerji sisteminin önemli bir parçası olacaklar ve eskiden pasif enerji kullanıcısı olan bizler artık enerji sisteminin aktif katılımcıları haline geleceğiz [3].
Prosumer olarak adlandırdığımız türetken enerji kullanıcıları sahip olduğu dağıtık enerji varlıkları ile elektrik şebekesinin dengelenmesinde de büyük rol oynayacaktırlar. Şayet enerji üretim ve tüketim dengesi güç sistemi için en önemli koşuldur; fakat kesintili ve belirsiz üretime sahip olan yenilenebilir enerji kaynakları elektrik sisteminde dengesizlik dolaylı pek çok sorun yaratmaktadır [4]. Üretim tarafında yaşanan dengesizliklere çözüm olarak tüketim tarafının şekillenmesi fikri “Talep Tarafı Katılımı” (DSM) olarak adlandırılan dengeleme mekanizmaları geliştirilmiştir. Bu mekanizmalarda en çok kullanılan yöntem ise zamana bağlı değişken fiyatlı enerji tarifelerinin kullanılmasıdır [5]. Ülkemizde kullanılan 3 Zamanlı Tarife ve Piyasa Takas Fiyatı (PTF) tarifeleri de birer DSM mekanizmasıdır.
Dağıtık Enerji Kaynaklarına sahip aktif enerji kullanıcıları karlarını maksimize etmek için DSM teşviklerine katılmalı ve enerji kullanımlarını bu tarifelere göre şekillendirmelidir. Bu sayede elektrik faturalarında önemli bir tasarruf elde ederek sistemlerinin daha hızlı amorti etmelerini sağlayabilirler. Lakin bu işlem çok değişkenli bir optimizasyon problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. “Konut Enerji Yönetimi Sistemleri” olarak adlandırılan akıllı sistemler kazancı maksimize etmek ekseninde dağıtık enerji varlıklarını yönetmektedir [6]. Gerçekleştirilen bir akademik çalışma Türkiye’de konumlanan bir hibrit enerji sisteminin bu tarz bir akıllı enerji yönetim sistemi ile senede %15 ek tasarruf elde edebileceğini ve sistem amortisman süresini %10 düşürebileceğini göstermektedir [7].
Solarpact Projesi de tam olarak bu ihtiyaca yönelik teknolojileri geliştirmek için Reengen olarak dahil olduğumuz bir Ar-Ge projesidir.
Solarpact Projesi’nde partnerlerimiz Solarçatı ve Belçika’dan 3E ile birlikte konutlar ve ticari tesislerin fotovoltaik sistemleri, bataryaları ve elektrikli araçlarının tarife bazlı optimizasyonu için uçtan uca bir çözüm geliştirmekteyiz. Solarpact projesi mimarisine bakıldığında pek çok çözümün bir araya geldiği ve birlikte çalıştığı bütüncül bir yapı ortaya çıkmaktadır. Reengen’in geliştireceği teknolojiler ise şu şekildedir;
i. Tüm enerji varlıklarının uzaktan izlenmesi için IoT Entegrasyon çözümleri
ii. Konut Enerji Yönetimi için özelleştirilmiş Enerji Yönetimi Platformu
iii. Kullanıcılar için geliştirilecek Solarpact Mobil Uygulaması
iv. Solar Enerji Üretimi ve Konut Enerji Tüketimi için Tahmin Yazılımları
v. Enerji varlıklarını kontrol edecek Enerji Optimizasyon Algoritmaları
Tüm bu geliştirilen teknolojiler proje sonunda bütüncül bir şekilde çalışarak farklı kullanıcı gruplarının kendi enerji varlıklarını bağlı oldukları enerji tarifesine göre otomatik olarak yönetecek ve optimize edecek bir ürün olarak sunulacaktır. Projemizde beklenen çıktılar şu şekildedir;
- Kullanıcılar için varlıklarını izleyebildikleri ve yönetebildikleri Mobil ve Web tabanlı enerji yönetim platformları sunulacaktır
- Cihaz ve protokolden bağımsız olarak kullanıcıların Fotovoltaik Sistemleri, Batarya Sistemleri ve Elektrikli Araç Şarj İstasyonlarına bağlantı gerçekleştirecek bir IoT Sistemi sunulacaktır
- Geliştirilen Üretim/Tüketim Tahmin Algoritmaları ve Enerji Optimizasyon Algoritmaları ile kullanıcıların;
i. Kazançlarını maksimize etmesi
ii. Solar enerji kullanımlarını artırması
iii. Karbon ayak izlerini düşürmesi
hedeflenmektedir.
Projemizin 2. senesinde tüm geliştirme faaliyetlerine hız kesmeden devam ediyoruz. Güncellemelerden haberdar olmak için bizi sosyal medya hesaplarımızdan takip edebilir ve çözümlerimizle ilgili detaylı bilgi edinmek için ise Reengen & Faradai web sitelerimizi ziyaret edebilirsiniz!
Referanslar:
1. https://ukcop26.org/global-coal-to-clean-power-transition-statement/
2. Ekkert, M. Global Energy Transformation: A Roadmap to 2050; The International Renewable Energy Agency (IRENA): Abu Dhabi, United Arab Emirates, 2018. [Google Scholar]
3. Caramizaru, A.; Uihlein, A. Energy Communities: An Overview of Energy and Social Innovation, EUR 30083 EN.; Publications Office of the European Union: Luxembourg, 2020. [Google Scholar]
4. Cole, W.; Frazier, A.W. Impacts of increasing penetration of renewable energy on the operation of the power sector. Electr. J. 2018, 31, 24–31. [Google Scholar] [CrossRef]
5. Palensky, P.; Dietrich, D. Demand Side Management: Demand Response, Intelligent Energy Systems. IEEE Trans. Ind. Inform. 2011, 7, 381–388. [Google Scholar] [CrossRef]
6. Mahapatra, B.; Nayyar, A. Home Energy Management System (HEMS): Concept, Architecture, Infrastructure, Challenges and Energy Management Schemes. Energy Syst. 2019, 1–27. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Aycı, D.; Öğüt, F.; Özen, U.; İşgör, B.B.; Küfeoğlu, S. Energy Optimisation Models for Self-Sufficiency of a Typical Turkish Residential Electricity Customer of the Future. Energies 2021, 14, 6163. https://doi.org/10.3390/en14196163
