EMO`nun SUNUŞU.i
ÖNSÖZ ii
BÖLÜM 1
ENERJİ ve UYGARLIK 1
1.1 Giriş 3
1.2 Fosil Yakıt 3
1.3 Enerji Kaynaklarının Kuruması .4
1.4 Alternatif enerji kaynağı: nükleer enerji 6
1.5 Küresel ısınma 7
1.6 Elektrik güç sistemi çağı 10
1.7 Yeşil ve yenilenebilir enerji kaynakları 12
1.7.1 Hidrojen 12
1.7.2 Güneş ve foto-kimyasal (fotovoltaik) 13
1.7.3 Jeotermal .13
1.7.4 Biyokütle 14
1.7.5 Etanol 14
1.8 Enerji birimleri ve dönüşümleri 14
1.9 Enerji Maliyetinin Tahmini .18
1.10 Sonuç 20
PROBLEMLER .21
REFERANSLAR 22
BÖLÜM 2
GÜÇ ŞEBEKELERİ 25
2.1 Giriş 27
2.2 Elektrik Güç Şebekeleri 27
2.2.1 Geri plan 27
2.2.2 Güç Şebekesinin İnşası 28
2.3 Güç Şebekelerinin Temel Kavramları .31
2.3.1 Genel 31
2.3.2 Güç sarfının hesabı 32
2.4 Yük modelleri 47
2.5 Güç şebekelerinde transformatörler 52
2.5.1 Transformatörün kısa tarihi 52
2.5.2 İletim Gerilimi 53
2.5.3 Transformatörler .53
2.6 Mikro şebeke sisteminin modellenmesi .57
2.6.1 Ünite başına sistemi 58
2.7 Üç-fazlı transformatörlerin modellenmesi 68
2.8 Anahtar değişmeli transformatörler 71
2.9 İletim hatlarının modellenmesi 73
PROBLEMLER .85
REFERANSLAR 90
BÖLÜM 3
MİKRO GÜÇ SİSTEMLERİNDE KONVERTÖR MODELLEME .91
3.1 Giriş 93
3.2 İki anahtarlı tek-faz DC/AC invertörler 94
3.3 Dört-anahtar bipolar anahtarlama yöntemli tek-faz DC/AC invertörler .105
3.3.1 Tek-faz tam-köprü invertör için unipolar gerilim anahtarlı PWM .109
3.4 Üç-faz DC/AC invertörler 111
3.5 Darbe genişliği modülasyonu yöntemleri 112
3.5.1 Üçgen yöntemi 112
3.5.2 Özdeşlik yöntemi 117
3.6 DC/AC üç fazlı invertörlerin analizi 118
3.7 Yenilenebilir enerji sistemlerinde mikro şebekeler 127
3.8 Yeşil enerji sistemlerinde DC/DC konvertörler 129
3.8.1 Yükseltici konvertör 131
3.8.2 Düşürücü konvertör 140
3.8.3 Buck - Boost konvertör 146
3.9 Doğrultucular 151
3.10 PWM doğrultucular 156
3.11 Sinüzoidal PWM anahtarlamasından yararlanılan üç fazlı gerilim kaynağı doğrultucu .157
3.12 Mikro şebeke işleyişi için invertörün boyutlandırılışı 162
3.13 Mikro şebeke işleyişi için doğrultucunun boyutlanması 164
3.14 Mikro şebeke işleyişi için DC/DC konvertörlerin boyutlanması 165
PROBLEMLER 166
REFERANSLAR .170
BÖLÜM 4
AKILLI GÜÇ ŞEBEKESİ SİSTEMLERİ .171
4.1 Giriş .173
4.2 Güç şebekesinin işleyişi .173
4.3 Dikey ve piyasa-yapılı tesis180
4.4 Güç şebekesi operasyonlarının kontrolü .182
4.5 Yük frekansı kontrolü .183
4.6 Otomatik üretim kontrolü 189
4.7 İşletim rezervi hesabı .193
4.8 Akıllı şebekenin te mel kavramları .193
4.9 Yük faktörü 200
4.9.1 Yük faktörü ve gerçek zamanlı fiyatlama 202
4.10 Siber kontrollü akıllı şebeke 205
4.11 Akıllı şebeke gelişimi 207
4.12 Akıllı mikro şebeke ile yenilenebilir yeşil enerji sistemleri 209
4.13 Güç şebekesi buhar üreteci 216
4.14 Güç şebekesi modellemesi 226
PROBLEMLER 232
REFERANSLAR .237
EK KAYNAKLAR 239
BÖLÜM 5
MİKRO ŞEBEKE GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ .241
5.1 Giriş .243
5.2 Solar enerji dönüşüm süreci: termal santraller 245
5.3 PV enerji dönüşümü 247
5.4 PV malzemeler 248
5.5 PV özellikleri 249
5.6 PV verimliliği 252
5.7 PV sistemlerin tasarımı 256
5.8 PV modülünün modellenmesi 267
5.9 PV performansının ölçümü.269
5.10 PV matrisinin maksimum güç noktası 269
5.11 Batarya depolama sistemi281
5.12 Tek hücreli pile dayalı depolama sistemi 282
5.13 Varış açısı ve PV modülünün enerji verimi 305
5.14 PV üretim teknolojisinin durumu .305
5.15 PV modülü model parametrelerinin tahmini 306
PROBLEMLER 308
REFERANSLAR .314
ADDITIONAL RESOURCES 316
BÖLÜM 6
MİKRO ŞEBEKE RÜZGÂR ENERJİSİ SİSTEMLERİ 319
6.1 Giriş .321
6.2 Rüzgâr gücü 322
6.3 Rüzgâr türbini üreteçleri .324
6.4 Asenkron motorlarının modellenmesi 329
6.4.1 Kaymanın hesabı 335
6.4.2 Asenkron motorunun eşdeğer devresi .336
6.5 Asenkron motorunun güç akışı analizi 340
6.6 Endüksiyon üretecinin işleyişi 343
6.7 Dinamik performans 355
6.8 Çift beslemeli endüksiyon üreteci .361
6.9 Fırçasız çifte beslemeli endüksiyon üreteci sistemleri 363
6.10 Değişken hızlı sürekli mıknatıslı üreteç .364
6.11 Değişken hızlı senkron üreteç 365
6.12 Konvertörü şebekeden yalıtılmış değişken hızlı üreteç 366
PROBLEMLER 367
REFERANSLAR .370
BÖLÜM 7
GÜÇ ŞEBEKELERİ İLE MİKRO ŞEBEKELERİN YÜK AKIŞ ANALİZİ 373
7.1 Giriş .375
7.2 Güç şebekesi analizinde gerilim hesabı 375
7.3 Güç akışı problemi .379
7.4 Güç sistemi mühendislik aleti olarak yük akışı etüdü .380
7.5 Düğüm türleri 380
7.6 Güç akışı probleminin genel formülasyonu .385
7.7 Düğüm admitans modeli 387
7.8 Düğüm empedansı matris modeli 388
7.9 Yük akışı probleminin formülasyonu 390
7.10 Gauss–Seidel YBara algoritması 392
7.11 Gauss – Seidel ZBara algoritması .397
7.12 YBara ve ZBara güç akışı çözüm yöntemlerinin karşılaştırılması .402
7.13 Mikro şebekelerin senkron ve asenkron işleyişi 403
7.14 İleri güç akışı çözüm yöntemi: Newton-Ralphson algoritması .404
7.14.1 Newton – Raphson algoritması 407
7.14.2 Newton – Raphson algoritmasının genel formulasyonu 412
7.14.3 Dekuple Newton – Raphson algoritması .415
7.15 Hızlı dekuple yük akışı algoritması .416
7.16 Güç akış probleminin analizi 417
PROBLEMLER 428
REFERANSLAR .439
EK KAYNAKLAR 440
BÖLÜM 8
GÜÇ ŞEBEKESİ ve MİKRO ŞEBEKE ARIZA ETÜTLERİ 443
8.1 Giriş .445
8.2 Güç şebekesi arıza akımının hesabı 446
8.3 Simetrik bileşenler 448
8.4 Güç üreteçleri için sekans ağları 453
8.5 PV istasyonunun modellenmesi 456
8.6 Dengeli üç fazlı iletim hatları için sekans ağları 457
8.7 Dengeli üç fazlı trafolarda toprak akımı 460
8.8 Sıfır sekans ağı 461
8.8.1 Trafolar 461
8.8.2 Yük bağlantıları .463
8.8.3 Güç şebekesi 464
8.9 Arıza etütleri 466
8.9.1 Dengeli üç fazlı arıza analizi 469
8.9.2 Dengesiz arızalar 485
8.9.3 Tek hat-toprak arızaları 485
8.9.4 İki hat-toprak arızaları .487
8.9.5 Hat-hat arızaları 489
PROBLEMLER 502
REFERANSLAR .506
EK-A KOMPLEKS SAYILAR 507
EK-B İLETİM HATTI ve TİPİK DAĞITIM VERİLERİ .511
REFERANS .514
EK-C PV MODÜLÜNÜN ENERJİ VERİMİ ve GELİŞ AÇISI .515
REFERANSLAR .526
EK-D RÜZGÂR GÜCÜ .527
REFERANSLAR .531
