Talep müdahalesi yöntemlerinin sanayide enerji maliyetleri üzerindeki etkilerinin analizi / Analysis of the effects of demand responseprograms on industrial energy costs

Abstract

Dünyada olduğu kadar Türkiye'de de, enerji üretiminin yetersizliği, elektriğin sürekli fiyat artışı, pik saatlerinde enerji talebinin artması ve yenilenebilir enerji santrallerinin şebekeye entegrasyonunda yaşanan güçlükler, enerji arz güvenilirliği konusunda ciddi sıkıntılara neden olmaktadır. Talep Tarafı Yönetimi (Demand Side Management-DSM) enerji talebinin zamana yayılmış olarak etkin şekilde planlanmasını hedefleyen bir yaklaşımdır. DSM temel olarak iki bileşenden oluşur: Enerji Verimliliği (Energy Efficiency-EE) ve Talep Müdahalesi (Demand Response-DR). Enerji Verimliliği, enerjinin verimli ve tasarruflu kullanılması üzerine yoğunlaşırken; DR, tüm tarafları (tedarik tarafı, talep tarafı, iletim şebekeleri vb.) birlikte hesaba katarak enerji arz ve talebinin dengelenmesine odaklanır. Sanayi tüketicileri, gerek yüksek miktarda enerji tüketimlerinin yüksek olması, gerek enerji taleplerinin daha kolay yönetilebilmeleri sebebiyle DR uygulamalarına evsel ve ticari tüketicilere göre daha iyi tepki vermektedir. Bu tez çalışmasında 3 adet endüstriyel kullanıcıya 4 adet Temsili Gün senaryosu için 3 adet DR programı (Kullanım Zamanı-ToU, Dinamik Kullanım Zamanı-dToU ve Gerçek Zamanlı Fiyatlandırma-RTP) uygulanmıştır. Her bir kullanıcı ve temsili gün için normal kullanım ve DR kullanımı durumları MATLAB yardımıyla analiz edilmiştir. Her durumdaki tüketim miktarları ve fatura azaltımı miktarları karşılaştırılmıştır. DR programlarının uygulanmasının sanayi enerji tüketimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. In Turkey, as in the world, lack of sufficient energy production, continuous rise of electricity price, the rise of energy demand at peak times and the difficulties encountered in the grid integration of renewable energy plants, cause serious difficulties in energy supply reliability. Demand Side Management (DSM) is an approach that aims to ensure the efficient and effective planning of energy demand over short time periods. DSM consists of two components: Energy Efficiency (EE) and Demand Response (DR). While Energy Efficiency focuses on efficient use of energy; DR focuses on balancing energy supply and demand by taking consideration all parties (supply side, demand side, transmission networks, etc.) together. Industrial consumers respond to DR programs better than domestic and commercial consumers due to their high energy consumption and the ability to manage their energy demands more easily. In this thesis, three DR programs (Time of Use -ToU, Dynamic Time of Use -dToU and Real Time Pricing-RTP) were applied to three industrial users for four Representative Day scenarios. For each user and representative day, normal usage and DR usage conditions analyzed via MATLAB code. For each case, electricity consumption amounts and invoice reduction rates were compared. The effects of the implementation of DR programs on the total cost of industrial energy consumption were investigated.