AKILLI ŞEBEKELER LABORATUVARI

Genel Bilgiler

“Akıllı Şebekeler Laboratuvarı”, 15 Eylül 2017 tarihinde lisans ve lisansüstü çalışmalarda kullanılmak amacıyla Üniversitemiz Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından kabul edilen altyapı projesi kapsamında kurulmuştur.

Akıllı Şebekeler Laboratuvarında De Lorenzo firmasına ait oldukça kapsamlı bir adet deney seti bulunmaktadır. Deney setinde termik, hidroelektrik, rüzgâr ve güneş enerji üretim birimlerini temsil eden cihazlar, trafolar, ölçüm cihazları ve yükler mevcut olup SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ekranı ile tüm sistem izlenebilmekte ve kontrol edilebilmektedir.

Geleneksel elektrik şebekeleri, 19. yy.’ın sonlarında Nikola Tesla’nın attığı temel esasına göre tasarlanan ve günümüze kadar gelen, genellikle fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanıldığı büyük güç üretim merkezlerinden son kullanıcıya tek yönlü güç ve bilgi akışının sağlandığı sistemlerdir. Geleneksel elektrik şebekesine bilgi ve iletişim teknolojileri ilave edilmesiyle oluşan yeni şebeke yapısını ifade eden “akıllı şebekeler” kavramı günümüzde oldukça popülerdir. Akıllı şebeke; elektriğin üretimi, iletimi, dağıtımı ve son kullanıcıya aktarımı süreçlerinin izlenebilir ve kontrol edilebilir olmasını sağlayan, dağıtık üretim ve depolama birimlerini içeren, gelişmiş ölçüm altyapısına sahip, talep tarafı yönetimi ile müşterilerle karşılıklı etkileşimin olduğu bir sistemdir. Akıllı şebekelere ait bileşenler ve bu konuda yapılan çalışmalara ait bilgiler aşağıda verilmiştir.

Şekil 1. Akıllı Şebeke bileşenleri ve yapılan çalışmaların detaylı sınıflandırması

X. Fang, S. Misra, G. Xue, and D. Yang, “Smart grid – The new and improved power grid: A survey,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 14, no. 4, pp.944–980, 2012.

Yapılan Çalışmalar

Laboratuvarda Power System Analysis, Renewable Energy Sources ve Elektrik Tesisleri gibi lisans derslerine ve Elektrik Tesislerinde Güç Kalitesi ve Harmonikler, Akıllı Şebekeler Akıllı Şehirler isimli lisansüstü derslerine yönelik deneysel çalışmalar yapılmaktadır.

Laboratuvar lisansüstü çalışmalarda aktif olarak kullanılmaktadır. 2 adet yüksek lisans tezi bu laboratuvarın altyapısı kullanılarak yapılmıştır.

· Macit Tozak, “Bir akıllı şebeke sisteminin modellenmesi, simülasyonu ve deneysel olarak doğrulanması”, Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2020

· Turhan Atıcı, “Enerji depolama tesisi içeren akıllı şebeke sisteminde puant yük dengelemesi için durum izleme ve kontrol algoritması geliştirilmesi”, Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2021

Laboratuvar altyapısı kullanarak yapılan makale ve konferans bildirisi çalışmaları şunlardır:

· Tozak, Macit, Sezai Taskin, and Ibrahim Sengor. “Performance Analysis of Grid Forming Converters for a Didactic Smart Grid System.” 2022 57th International Universities Power Engineering Conference (UPEC). IEEE, 2022.

·Atici, T., TAŞKIN, S., ŞENGÖR, İ., Tozak, M., & Demirci, “Development of a control algorithm and conditioning monitoring for peak loadbalancing in smart grids with battery energy storage system.” Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences 30.4 (2022): 1370-1387.

· Tozak, Macit, Sezai Taskin, and Ibrahim Sengor. “Modeling, simulation, and experimental verification of a smart grid system.” Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects 44.3 (2022):6985-7000.

Deneyler 6 gruptan oluşmakta olup SCADA ekranı üzerinden kontrol ve izleme yapılmaktadır. Deney grupları aşağıda verilmiştir:

· Hidroelektrik sistem

· Rüzgar sistemi

· Fotovoltaik sistem

· Trafo deneyleri

· İletim hattı deneyleri

· Akıllı şebeke deneyleri

Ana panel ve bir deneye ait SCADA ekran görüntüleri aşağıda verilmiştir: