Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu

SAVAŞ, ATİLLA; SOLMAZ, MURAT SELCUK; BAŞKAYA, Alparslan; AKMAN, Mehmet

doi:10.5505/jems.2019.30643

Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu

Murat Selçuk SOLMAZ, (Pîrî Reis Üniversitesi, Denizcilik Fakültesi)

Alparslan BAŞKAYA, (Pȋrȋ Reis Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü)

Atilla SAVAŞ, (Pȋrȋ Reis Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi)

Mehmet AKMAN (Pîrî Reis Üniversitesi, Denizcilik Fakültesi)

Journal of Eta Maritime Science

7 1

Yıl: 2019 Cilt: 7 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 179 - 191 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.5505/jems.2019.30643 İndeks Tarihi: 01-06-2020

Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu

Öz:

Artan enerji talebi, akaryakıt fiyatları ve fosil yakıtlardan kaynaklanan olumsuz çevresel etkiler,yenilenebilir ve sürdürülebilir enerjiye olan talebi artırmaktadır. Bu nedenle, rüzgâr ve güneş enerjilerigünlük hayatta kullanılabilir hale gelmiş ve bu tür sistemlerin verimliliği konusunda çalışmalarhızlanmıştır. Denizcilik sektöründe de benzer bir durum yaşanmış ve yakın zamanda yenilenebilir enerjigemiler için popüler hale gelmiştir. Bu çalışmada, yakıt tüketimini ve çevre kirliliğini azaltmak amacıylaçalışma zamanının çoğunu demirde ya da iskelede geçiren bir barca rüzgâr ve güneş enerjisini kaynakolarak kullanan yenilenebilir hibrit bir enerji sistemi kurulmuştur. Kurulan sistem HOMER yazılımıile optimize edilen konfigürasyonlarla mukayese edilmiştir. Sonuçlara göre, hibrit sistemin gemidekullanılmasıyla hesaplarda dikkate alınan süreçte yakıt tüketiminde ve emisyonlarda yaklaşık %39oranında azalma sağlanmıştır. Sistemin geri ödeme süresi ise yaklaşık iki yıl olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelime:

Utilization of Renewable Energy in Ships: Optimization of Hybrid System Installed in an Oil Barge with Economical and Environmental Analysis

Öz:

Increasing energy demand, fuel prices and adverse environmental impacts from fossil fuels increase demand for renewable and sustainable energy. For this reason, wind and solar energies have become available in daily life and work on the efficiency of such systems has accelerated. A similar situation has occurred in the maritime sector and recently renewable energy has become popular for ships. In this study, a hybrid renewable energy system that uses wind and solar energy as a source was installed to reduce fuel consumption and environmental pollution for a barge, which spends its time mostly at anchorage or at port. The installed system was compared to the optimized configurations with HOMER software. According to results, by using the hybrid system onboard, it is possible to achieve a 39% reduction in fuel consumption and emissions at given period and conditions. The return of investment period of the system was calculated as about two years.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] WTO. (2012). International trade statistics. Tech. Rep. Geneva, Switzerland: World Trade Organization.
[2] Mazraati M. (2011). Challenges and prospects of international marine bunker fuels demand. OPEC Energy Rev, 35(1), 1-26.
[3] IMO. (2009). MEPC 59/Inf. 10. Internatıonal Maritime Organization.
[4] IMO. (2014). Third Green House Gas Study. Internatıonal Maritime Organization.
[5] Adaramola, M. S., Agelin-Chaab, M., Paul, S.S. (2014). Analysis of Hybrid Energy Systems for Application in Southern Ghana. Energy Conversion and Management 88 (2014): 284– 95.
[6] Bernal-Ag, J., López, D.R. (2009). Simulation and Optimization of Stand-Alone Hybrid Renewable Energy Systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews 13 (8): 2111–18.
[7] Askari, I., B., Ameri. M. (2012). Techno-Economic Feasibility Analysis of Stand-Alone Renewable Energy Systems (PV/Bat, Wind/ Bat and Hybrid PV/Wind/Bat) in Kerman, Iran. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy 7 (1): 45–60.
[8] Khan, M.R.B., Jidin, R., Pasupuleti, J., Shaaya, S.A. (2015). Optimal Combination of Solar, Wind, MicroHydro and Diesel Systems Based on Actual Seasonal Load Profiles for a Resort Island in the South China Sea. Energy 82 (March): 80–97.
[9] Belmili, H., Haddadi, M. Bacha, S., Almi, M.F., Bendib. B. (2014). Sizing Stand-Alone Photovoltaic–wind Hybrid System: Techno-Economic Analysis and Optimization. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30 (February): 821–32.
[10] Bhattacharjee, S., Acharya, B. (2015). PV–wind Hybrid Power Option for a Low Wind Topography. Energy Conversion and Management 89 (January): 942–54.
[11] Givler, T. and Lilienthal, P. (2005). Using HOMER®Software, NREL’s Micropower Optimization Model to Explore the Role of Gen-Sets in Small Solar Power Systems Case Study : Sri Lanka.
[12] Ismail, M.S., Moghavvemi, M., Mahlia, T.M.I. (2013). TechnoEconomic Analysis of an Optimized Photovoltaic and Diesel Generator Hybrid Power System for Remote Houses in a Tropical Climate. Energy Conversion and Management 69 (May): 163–73.
[13] Kaabeche, A., Ibtiouen, R. (2014). Techno-Economic Optimization of Hybrid Photovoltaic/Wind/Diesel/ Battery Generation in a StandAlone Power System. Solar Energy 103 (May): 171–82.
[14] Kalinci, Y., Hepbasli A., Dincer, I. (2014). Techno-Economic Analysis of a Stand-Alone Hybrid Renewable Energy System with Hydrogen Production and Storage Options. International Journal of Hydrogen Energy, December.
[15] Karakoulidis, K., Mavridis, K. Bandekas, D.V.P. Adoniadis, Potolias, C. Vordos. N. (2011). Techno-Economic Analysis of a Stand-Alone Hybrid PhotovoltaicDiesel–battery-Fuel Cell Power System. Renewable Energy 36 (8): 2238–44.
[16] Lau, K.Y., Yousof, M.F.M. Arshad, S.N.M., Anwari, M., Yatim, A.H.M. (2010). Performance Analysis of Hybrid Photovoltaic/Diesel Energy System under Malaysian Conditions. Energy 35 (8): 3245–55.
[17] Mohamed. H., Amirat, Y. M. Benbouzid, M., Feld, G., Tang, T. and Elbast, A. (2014). Optimal Design of a Stand-Alone Hybrid PV/Fuel Cell Power System for the City of Brest in France To Cite This Version : Optimal Design of a Stand-Alone Hybrid PV/Fuel Cell Power System for the City of Brest in France.
[18] Ramli, M., Hiendro, A., Twaha, S. (2015). Economic Analysis of PV/Diesel Hybrid System with Fl Ywheel Energy Storage. 78: 398– 405.
[19] Rehman, S. Al-Hadhrami L. M.. (2010). Study of a Solar PV–diesel– battery Hybrid Power System for a Remotely Located Population near Rafha, Saudi Arabia. Energy 35 (12): 4986–95.
[20] Rohani, G,, Nour, M. (2014). TechnoEconomical Analysis of Stand-Alone Hybrid Renewable Power System for Ras Musherib in United Arab Emirates. Energy 64 (January): 828–41.
[21] Kumar, S. U., Manoharan, P.S. (2014). Economic Analysis of Hybrid Power Systems (PV/Diesel) in Different Climatic Zones of Tamil Nadu. Energy Conversion and Management 80 (April): 469–76.
[22] Türkay, B. Telli, E. and Telli, Y. (n.d.). Economic Analysis of Stand Alone and Grid Connected Hybrid Energy Systems, 34–39.
[23] Wen, S., Lan, H., Yu, D., Fu, Q., Hong, Y., Yu, L., and Yang, R., (2017). Optimal sizing of hybrid energy storage subsystem in PV/ diesel ship power system using frequency analysis Energy 140: 198-208.
[24] Alfonsin V., Suarez A., Urrejola S., Miguez J. and Sanchez A. (2015). Integration of several renewable energies for internal combustion engine substitution in a commercial sailboat, International Journal of Hydrogen Energy 40: 6689-6701.
[25] Evrin R.A. ve Dinçer I. (2019). Thermodynamic analysis and assessment of an integrated hydrogen fuel cell system for ships, International Journal of Hydrogen Energy 44: 6919- 6928.
[26] Yuan Y., Wang J., Yan X., Li Q. and Long T., (2018). A design and experimental investigation of a large-sacle solar energy/ diesel generator powered hybrid ship, Energy 165: 965-978.
[27] Diab F., Lan H. and Ali S., (2016) Novel comparison study between the hybrid renewable energy system on land and on ship, Renewable and Sustainable Energy Reviews 63: 452-463
[28] Google (t. y.). (Erişim tarihi: 07.05.2019)
[29] Akman, M., Ergin, S. (2018). An investigation of marine waste heat recovery system based on organic Rankine cycle under various engineoperating conditions. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment.
[30] Matel, V., Vladut , G., Mogosan, A., Blaauw, H., Vries, B., Seiwerth, P., Kampfer, A. (n.d.). Emisssion factors in inland navigation.

APA	SOLMAZ M, BAŞKAYA A, SAVAŞ A, AKMAN M (2019). Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. , 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
Chicago	SOLMAZ MURAT SELCUK,BAŞKAYA Alparslan,SAVAŞ ATİLLA,AKMAN Mehmet Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. (2019): 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
MLA	SOLMAZ MURAT SELCUK,BAŞKAYA Alparslan,SAVAŞ ATİLLA,AKMAN Mehmet Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. , 2019, ss.179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
AMA	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. . 2019; 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
Vancouver	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. . 2019; 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
IEEE	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M "Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu." , ss.179 - 191, 2019. 10.5505/jems.2019.30643
ISNAD	SOLMAZ, MURAT SELCUK vd. "Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu". (2019), 179-191. https://doi.org/10.5505/jems.2019.30643

APA	SOLMAZ M, BAŞKAYA A, SAVAŞ A, AKMAN M (2019). Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. Journal of Eta Maritime Science, 7(2), 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
Chicago	SOLMAZ MURAT SELCUK,BAŞKAYA Alparslan,SAVAŞ ATİLLA,AKMAN Mehmet Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. Journal of Eta Maritime Science 7, no.2 (2019): 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
MLA	SOLMAZ MURAT SELCUK,BAŞKAYA Alparslan,SAVAŞ ATİLLA,AKMAN Mehmet Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. Journal of Eta Maritime Science, vol.7, no.2, 2019, ss.179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
AMA	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. Journal of Eta Maritime Science. 2019; 7(2): 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
Vancouver	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu. Journal of Eta Maritime Science. 2019; 7(2): 179 - 191. 10.5505/jems.2019.30643
IEEE	SOLMAZ M,BAŞKAYA A,SAVAŞ A,AKMAN M "Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu." Journal of Eta Maritime Science, 7, ss.179 - 191, 2019. 10.5505/jems.2019.30643
ISNAD	SOLMAZ, MURAT SELCUK vd. "Yenilenebilir Enerjinin Gemilerde Kullanılması: Bir Yağ Barcına Kurulan Hibrit Sistemin Ekonomik ve Çevresel Analizi ile Optimizasyonu". Journal of Eta Maritime Science 7/2 (2019), 179-191. https://doi.org/10.5505/jems.2019.30643