Enerji üretimini sürdürürken varolan kaynakları etkin kullanarak karbon ayakizini azaltıp ortadan kaldırmak, 21 yy.`ın en büyük meselelerinden biridir ve elektrik mühendisliği disiplinindeki bizler için özellikle kafa karıştırıcıdır . Bu kitapta sürdürülebilir enerji üretimi meselesi, mikro şebeke ve akıllı güç şebekesi yenilenebilir enerji sistemlerinin bir parçası olarak dikkate alınmaktadır. İnternet, mühendislik öğrencilerine geniş olanaklar sunuyor. Bu olanakları iyi belirlenmiş bir öğrenime uygun düzenlemek de biz öğretmenlere düşüyor. Ayrıca öğrencileri, ufuklarını genişletecek meselelere yöneltmemiz de gerekiyor. Burada bu görevleri, değindiğimiz sürdürülebilir yeşil enerji kavramlarının genel uygulamasına yönelik bir sistem yaklaşımı ve yenilenebilir mikro şebekelerin pratik tasarımlarına yardımcı olacak analitik aletleri sunarak dile getiriyoruz. Her bölümde kilit nitelikte bir mühendislik meselesi ortaya konulduktan sonra, meselenin matematik modeli formüle ediliyor ve ardından bir MATLAB simülasyon sınama programı çerçevesinde çözüm adımlarının altı çiziliyor. Ayrıca, çözülmüş çok sayıda örnek problem yanında, her bölümün sonunda öğrenciler için ödev niteliğinde problemlere yer veriliyor. Kitapla birlikte Öğretmenin Çözüm El Kitabının yanı sıra, öğretmenin kendi sunuşunda gerekli görmesi halinde, tarzına göre uyarlayabileceği PowerPoint animasyonlu ders notlarını da edinmek mümkün . El Kitabı`nda, ayrıca, her bölüm sonunda ödev olarak verilen problemlerin çözümü de yer alıyor. Kitaptaki kavramlar, elektrik mühendisliğinin üç alanını; yani, güç sistemlerini, güç elektroniğini ve elektrik enerjisi dönüşüm sistemlerini bir araya getiriyor. Kitapta aynı zamanda, akıllı yığın güç şebekesi sistemlerinin parçası olarak rüzgâr ve PV enerjisi mikro şebekelerinin temel tasarımı ele alınıyor. Bu kitabı okumak için ön koşul, elektrik devreleri bilgisidir. Kitabın temeli şunlardan oluşur: fazör sistemler, üç fazlı sistemler, trafolar (/transformatörler), yükler, DC/DC konvertörleri DC/AC invertörler ve AC/DC doğrultucular. Bunların hepsi, enterkonnekte yığın güç şebekesinin bir parçası olarak yenilenebilir enerjili mikro şebekelerin tasarımında bir araya getirilmiştir. 1. bölümde, enerji kullanımına dair tarihsel bir bakış açısına ek olarak, bir hane halkı aygıtının ya da tüm bir ülkenin fosil yakıt sarfiyatıyla ilişkisi bakımından karbon ayakiziyle ilgili bir dizi hesaplama üzerinden fosil yakıt kullanımının analizine değiniliyor. 2. bölümde, meselenin zeminini oluşturan güç sistemlerinin, üç fazlı yüklerin, tek veya üç fazlı trafoların, dağıtım sistemlerinin, aktarım hatlarının ve güç sistemi modellemesinin temel ilkeleri ele alınıyor. Ayrıca, güç sistemi analizinde genelleştirilmiş ünite (/birim) başına sistemi anlatılıyor. Bölüm 3`ün başlıkları: AC/DC doğrultucuları, DC/AC invertörleri, DC/DC konvertörleri ve darbe genişliği modülasyonu (PWM ) yöntemlerini kapsıyor. Burada güç sisteminin üç uçlu(/terminalli) elemanları olarak invertörlerin, rüzgâr ve PV kaynaklarına entegrasyonu üzerinde yoğunlaşılıyor ve PWM invertörlerin MATLAB simülasyonları sunuluyor. Bölüm 4`te akıllı güç şebekelerinin tasarımına ve işleyişine ilişkin temel kavramlar tanımlanıyor; akıllı şebeke unsurları ile bunların işlevleri, sistematik bir yaklaşımla anlatılıyor ve akıllı şebeke işleyişinin karmaşası genel hatlarıyla gösteriliyor. Bölüm başlıkları algılamayı,, ölçümü, entegre komünikasyonu, akıllı ölçerleri, anında (/gerçek-zamanlı) fiyatlamayı, akıllı şebekelerde siber kontrolü, enterkonnekte yığın güç şebekelerine yüksek yeşil enerjinin sokulmasını, devrevi üretim kaynaklarını ve elektrik piyasasını içeriyor. Bunlardan başka, senkron üreteç faaliyetlerinin ve modellenmesinin temeli, aktarım hatlarındaki güç akışının sınırlandırılması, güç akışı problemleri, yük faktörü hesapları ve bu hesapların akıllı şebekelerin işleyişine etkileri, anında fiyatlama ve mikro şebekeler anlatılıyor. Bunlar, yenilenebilir enerjinin elektrik enerjisi sistemlerine entegrasyonunda sahneyi hazırlayan kavramlardır. 5. bölümde PV enerji kaynaklarını inceliyoruz. PV modüllerin enerji veriminin ve maksimum enerji verimi için güneşe göre konumları itibarıyla eğikliklerinin hesabını öğreniyoruz. Bölümde bunlardan başka, PV modüllerinin modellenmesi, PV güç santrallerinin mikro şebeke tasarımı ve PV sistemlerinin azami güç noktasının takibi anlatılıyor. Bölüm 6`da yenilenebilir enerji sistemlerinin bir mikro şebekesi olarak endüksiyon üreteçlerinin modellenmesi yoluyla rüzgâr gücünden üretim ele alınıyor. Bu bölümde sistematik bir bakış açısıyla, çift beslemeli endüksiyon üreteçleri (/jeneratörleri), değişken hızlı sürekli mıknatıslı üreteçler, fırçasız üreteçler ve değişken hızlı rüzgâr gücü dönüşümü anlatılıyor. Bölüm 7`de güç şebekelerindeki veriyolu (/düğüm) admitansının ve empedansının modellenmesi yanında, enterkonnekte yığın güç sistemlerinin parçası olarak mikro şebekelerin güç akış analizine giriliyor. 8. bölüm, son bölüm: güç akışının Newton formülasyonunu, güç akış problemlerinin Newton-Raphson çözümünü ve güç akış etütlerinde hızlı dekuplaj çözümü inceleniyor. Bu kitapta, hemen hemen her ülkenin amacı olan, güç şebekeleri ile yeşil enerjili mikro şebekelerin entegrasyonu anlatılmaktadır. Yeşil enerji kaynaklarına, güç elektroniğine, kontrol ve sensör teknolojisine, bilgisayar teknolojisine ve komünikasyon sistemlerine dayanan altyapımızın modernleşmesinin anahtarı, mikro şebeke tasarımıdır. |
