Smart grid and energy storage systems for end-use energy efficiency and transition to 100% renewable energy in cities

1970'lerdeki petrol krizi alternatif enerji kaynağı arayışlarını tetiklemiştir. Artan küresel enerji talebi ve bu ihtiyacı karşılamak için fosil enerji kaynaklarının kullanılması sera gazı emisyonlarını arttırarak ekolojik dengenin bozulmasına (küresel iklim değişikliği) sebep olmuştur. Alternatif ve sürdürülebilir/temiz enerji kaynağı arayışları yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi ve merakı arttırmıştır. Hızlanan yenilenebilir enerji çalışmaları, zamanla kurulum ve üretim maliyetlerindeki düşüşlerle ivme kazanmıştır.Artan nüfusun ve kişi başı kullanılan enerji miktarının büyük bir ivmeyle yükseldiği 2000’li yıllar temiz enerjiye olan ihtiyacın önemini arttırmıştır. Bu yıllarda yenilenebilir kaynakların olmazsa olmaz olduğu anlaşılmakla kalmamış bu temiz enerji kaynaklarının tüm enerji ihtiyacımızı karşılayabileceği fikri kabul görmeye başlamıştır. Ülkeler günümüzde %100 yenilenebilir enerji hedefine yönelik çalışmalar yürütmeye başlamıştır. Elbette %100 yenilenebilir enerjiye geçiş planları yapılırken şebekeye entegrasyon ve bu kaynakların bazılarının sürekli olmaması sebebiyle ortaya çıkan enerjinin depolanma ihtiyacı gibi zorluklarla da karşılaşılabilmektedir.Hızla artan nüfus ve bu nüfusun artan enerji tüketimi kesintisiz enerji arzını zorunlu kılmaktadır, bu enerji talebi yüksek oranda fosil kaynaklardan sağlanmakta olup, yakın dönemlerde yenilenebilir enerji kaynakları ile üretim ivme kazanmıştır. Günümüzde, Dünya’da %100 yenilenebilir enerji hedefine yönelik çalışmalara paralel olarak, Türkiye’de de ulusal ve yerel ölçekte enerji modelleme çalışmaları yürütülmektedir.Bu çalışmada akıllı şebekeler (şebekeye entegrasyon probleminin çözümü için) ve enerji depolama sistemlerinden yararlanarak Çanakkale ilinin %100 yenilenebilir enerjiye geçişi ve son kullanıcı verimliliği ile enerjinin etkin kullanımı çalışmaları incelenmiştir. Bununla birlikte Çanakkale’nin TIMES enerji modeli oluşturularak bölgenin %100 yenilenebilir enerjiye geçişi için senaryolar oluşturularak sonuçlar incelenmiştir. Sonuçlara istinaden Çanakkale’nin %100 yenilebilir enerjiye geçişinin mümkün olabileceği görülmüştür.--------------------Because of the oil crisis in the 1970s, the search for alternative energy sources increased. In addition, increasing global energy demand and the use of fossil energy sources to meet this need increased greenhouse gas emissions and caused the deterioration of ecological balance. The search for alternative and sustainable energy sources has increased the interest and curiosity for renewable energy sources. Increasing renewable energy studies have gained momentum with decreases in installation and production costs over time.The increase in the population and the amount of energy used per capita in the 2000s increased the importance of the need for clean energy. In these years, renewable resources have been understood to be indispensable, and the idea that these clean energy sources can meet our energy needs has started to be accepted. While countries were planning to increase the share of renewable energy in their energy action plans, nowadays they have been working on achieving towards 100% renewable energy target. Some difficulties are encountered when making transition plans to 100% renewable energy. Integration of renewable energy into the grid and the need for storage of energy since some of these resources are not continuous, are the main challenges.Rapidly rising population and increasing energy consumption of the population in Turkey necessitates continuous energy supply. This energy demand in Turkey is provided from a high proportion of fossil resources, renewable sources have recently started to increase its share in this rate. Today, parallel to work towards 100% renewable energy target in the world, energy modeling studies have been conducted at national and local level also in Turkey.In this study, by using smart grids and energy storage systems, the transition of Çanakkale province to 100% renewable energy, end-use efficiency and efficient use of energy were examined. In addition, the TIMES energy model of Çanakkale was created and scenarios were developed for the transition of the region to 100% renewable energy and the results were examined. According to the results, the transition to 100% renewable energy in Çanakkale is possible