Akademik tədqiqatlar, aydın dil

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 sentyabr 2026, bazar
VERİANLAMüstəqil elmi yayımçılıq
Menyunu açın və ya bağlayın
...
Home / Tətbiqi Elmlər / MATLAB / İnteqrasiya Olunmuş Günəş-Hidroelektrik Sistemlərinin Dizaynı və Simulyasiyası: Tamamlayıcı Bərpa Olunan Enerji İstehsalı Profilləri və MATLAB/Simulink Əsaslı Təhlil
MATLAB

İnteqrasiya Olunmuş Günəş-Hidroelektrik Sistemlərinin Dizaynı və Simulyasiyası: Tamamlayıcı Bərpa Olunan Enerji İstehsalı Profilləri və MATLAB/Simulink Əsaslı Təhlil

Bu tədqiqat Türkiyədə mövcud hidroelektrik stansiyanı günəş fotovoltaik istehsalı ilə birləşdirərək günəş-hidroelektrik hibrid enerji sisteminin necə ölçüləndirilə biləcəyini və MATLAB/Simulink mühitində necə modelləşdirilə biləcəyini araşdırır.

24/08/2026  Veri Anla 30 baxış
İnteqrasiya Olunmuş Günəş-Hidroelektrik Sistemlərinin Dizaynı və Simulyasiyası: Tamamlayıcı Bərpa Olunan Enerji İstehsalı Profilləri və MATLAB/Simulink Əsaslı Təhlil

Bu tədqiqat Türkiyədə mövcud hidroelektrik stansiyanı günəş fotovoltaik istehsalı ilə birləşdirərək günəş-hidroelektrik hibrid enerji sisteminin necə ölçüləndirilə biləcəyini və MATLAB/Simulink mühitində necə modelləşdirilə biləcəyini araşdırır. Denizlidə yerləşən, 3,065 MW quraşdırılmış gücə malik mövcud hidroelektrik obyekt nümunə tədqiqatı kimi istifadə edilmiş; günəş stansiyasının quraşdırılmış gücü isə hazırlanmış iterativ fayda/xərc alqoritmi ilə optimallaşdırılmışdır. Tədqiqatın əsas nəticəsi, məhdud su anbarından istifadə edilə bildiyi ssenaridə 4,375 MW PV ilə mövcud 3,065 MW hidroelektrik gücün birlikdə ən uyğun quruluş kimi müəyyən edilməsidir. Saxlama istifadə olunmayan ssenaridə optimal PV gücü 3,55 MW hesablanmışdır.

Model yalnız illik enerji balansını qiymətləndirmir. MATLAB/Simulink daxilində PV massivləri, hidro turbin-generator sistemi, MPPT idarəetməsi, DC/AC çevrilməsi, Voltage Source Converter, transformatorlar və şəbəkə bağlantısı birlikdə modelləşdirilmişdir. Günəş istehsalı yüksək olduqda hidroelektrik istehsalın azaldılması və ya suyun qısa müddət saxlanması, günəş istehsalının aşağı olduğu vaxtlarda isə hidroelektrik istehsalın işə salınması hədəflənmişdir. Tədqiqatda saxlamasız hibrid sistem üçün təxminən %34,5, məhdud saxlama quruluşu üçün təxminən %39,1 illik tutum əmsalı bildirilmiş, mövcud HES üçün verilən dəyər isə %14,7 olmuşdur. PV simulyasiyası ilə Denizli yaxınlığındakı real günəş stansiyasının istehsalının müqayisəsində təxminən %86 korrelyasiya qeydə alınmışdır. Nəticələr yalnız araşdırılan obyekt, fərziyyələr, meteoroloji və hidroloji girişlər və iqtisadi qəbul edilən şərtlər çərçivəsində qiymətləndirilməlidir; tədqiqat bütün hidroelektrik obyektlər üçün eyni optimal gücü və ya iqtisadi nəticəni təmin etmir.

Günəş və hidroelektrik niyə birlikdə nəzərdən keçirilir?

Tədqiqatın əsas çıxış nöqtəsi günəş və hidroelektrik istehsalın zaman üzrə dəyişmələrinin bir-birini tamamlaya bilməsidir. Türkiyə şəraitində hidroelektrik istehsal yağışlı dövrlərdə və xüsusilə su daxilolmasının yüksək olduğu vaxtlarda güclənir, günəş istehsalı isə quru və günəşli yay dövrlərində maksimuma yaxınlaşır. Beləliklə, hidroloji istehsalın azaldığı dövrlərdə PV istehsalı arta bilər; günəşin olmadığı gecə saatlarında və ya aşağı şüalanma şəraitində isə hidroelektrik istehsal sistemin enerji profilini dəstəkləyə bilər.

Bu tamamlayıcılıq yalnız mövsümi deyil. Gün ərzində günəş istehsalının yüksək olduğu saatlarda hidroelektrik stansiyada istehsal azaldıla bilirsə və ya mövcud məhdud saxlama gücü həddində su saxlanıla bilirsə, hidroelektrik enerji sonradan günəş istehsalının azaldığı saatlara keçirilə bilər. Tədqiqatın “Solar-Hydroelectric Energy” və ya SHE adlandırdığı hibrid quruluş bu enerji idarəetmə məntiqi üzərində qurulmuşdur.

Nümunə tədqiqatı hansı obyektə əsaslanır?

Tədqiqatın nümunə obyekti Denizlidə yerləşən və suvarma kanalı ilə əlaqəli işləyən çay tipli hidroelektrik stansiyadır. Stansiyanın quraşdırılmış gücü ilə transformatorun güc həddi eyni dəyərdə, 3,065 MW olaraq göstərilmişdir. Kanalın uzunluğu 7.500 metr, eni 10,2 metr və stansiyanın düşü hündürlüyü 23,62 metr kimi verilmişdir.

ParametrMənbədə verilən dəyər
MəkanDenizli
HES-in quraşdırılmış gücü3,065 MW
Transformatorun güc həddi3,065 MW
Su sərfi11,11 m³/s
Kanalın uzunluğu7.500 m
Kanalın eni10,2 m
Düşü hündürlüyü23,62 m
Cədvəl 1-də verilən illik enerji3.945.000 kWh/yıl
Mənbədə verilən mövcud tutum əmsalı%14,7
Qiymətləndirilən maksimum hibrid PV gücü10 MW

Hidroelektrik stansiya suvarma sistemindən asılıdır. Suvarma dövründə suyun kənd təsərrüfatı məqsədləri üçün istifadəsi səbəbindən elektrik istehsalı məhdudlaşır. Mənbədə kanalın təxminən 85.000 m³ su saxlaya bildiyi və bunun hidroelektrik stansiyanın tam gücdə təxminən iki saat işləməsinə yetəcək enerji idarəetmə çevikliyi verdiyi bildirilir.

Optimal PV gücü necə müəyyən edilir?

Tədqiqatda hazırlanmış optimallaşdırma alqoritmi ümumi istehsal ilə ümumi xərc arasındakı fayda/xərc nisbətini iterativ şəkildə yoxlayır. Hidroelektrik istehsal mövcud stansiya məlumatlarından götürülür, günəş istehsalı isə dəyişən PV gücünün funksiyası kimi hesablanır.

Ümumi enerji istehsalı:

\[ G(x)=G_{\mathrm{hyd}}+G_{\mathrm{sol}}(x) \]

Ümumi sistem xərci:

\[ C(x)=C_{\mathrm{hyd}}+C_{\mathrm{sol}}(x) \]

Elektrik satışından yaranan fayda:

\[ B(x)=G(x)\,P \]

və alqoritmin istifadə etdiyi fayda/xərc nisbəti:

\[ Loop(x)=\frac{B(x)}{C(x)} \]

kimi müəyyən edilir. Optimal PV gücü bu nisbətin maksimum olduğu nöqtədir:

\[ F_{\mathrm{optimum}}(x)=\max\left[Loop(x)\right] \]

Mənbədə PV gücü 25 kW-lıq addımlarla artırılaraq ssenarilər yoxlanmışdır. Saxlamasız vəziyyətdə 3,55 MW PV gücünün, məhdud su saxlamasının idarəetmə alqoritminə daxil edildiyi vəziyyətdə isə 4,375 MW PV gücünün optimal olduğu bildirilmişdir.

Verianla Live: Günəş-hidroelektrik güc optimallaşdırması

Bu proses tədqiqatın quraşdırılmış güc optimallaşdırma alqoritmində müəyyən edilmiş beş əsas metodoloji komponenti xülasə edir.

MərhələƏməliyyatƏsas məqsəd
1. Məhdudiyyətlərin müəyyən edilməsiTransformator gücü, istifadə oluna bilən PV sahəsi və hibrid sistemin texniki sərhədləri müəyyən edilir.Fiziki baxımdan həyata keçirilməsi mümkün olmayan güc variantlarını istisna etmək
2. Hidroelektrik komponentUzunmüddətli axın məlumatları, istehsal profili və varsa qısamüddətli su saxlama modelə daxil edilir.Hidroelektrik istehsal həddini və zamanlama çevikliyini müəyyən etmək
3. Günəş enerjisi komponentiŞüalanma, temperatur, panel xüsusiyyətləri və PV istehsal modeli istifadə olunur.Hər namizəd PV gücünün enerji istehsalını hesablamaq
4. İqtisadi qiymətləndirməHES və PV xərcləri elektrik satış gəliri ilə birlikdə qiymətləndirilir.Enerji istehsalı ilə investisiya xərci arasındakı tarazlığı ölçmək
5. MATLAB iterasiyasıPV quraşdırılmış gücü addım-addım dəyişdirilir və hər addımda fayda/xərc nisbəti hesablanır.Fayda/xərc nisbətini maksimum edən PV gücünü seçmək
 

Verianla Live: Proses cədvəli tədqiqatın Şəkil 4-dəki optimallaşdırma yanaşmasına əsaslanır. Cədvəl elmi source-of-truth kimi qorunur.

Saxlama optimal günəş gücünü niyə artırır?

Saxlamasız vəziyyətdə hidroelektrik stansiya daxil olan suyu böyük ölçüdə gəldiyi anda istifadə etməyə məcburdur. Günəş və hidroelektrik eyni vaxtda yüksək istehsala keçdikdə 3,065 MW-lıq şəbəkəyə ötürmə həddi səbəbindən iki mənbənin birlikdə istifadə oluna bildiyi sahə daralır.

Təxminən 85.000 m³-lük məhdud su saxlama sistemə əlavə edildikdə hidroelektrik istehsalın bir hissəsi günəşin aşağı olduğu saatlara keçirilə bilir. Bu çeviklik daha böyük PV qurğusu üçün imkan yaradır. Tədqiqatın optimallaşdırmasında PV gücü 3,55 MW-dan 4,375 MW-a yüksəlmişdir; mənbə bu artımı təxminən %23 kimi bildirir.

Verianla Live: Saxlamasız və məhdud saxlamalı ssenarilər

GöstəriciSaxlamasız ssenariMəhdud saxlamalı ssenari
Optimal PV gücü3,55 MW4,375 MW
PV gücünün optimallaşdırma addımı142175
Hibrid sistemin tutum əmsalıTəxminən %34,5Təxminən %39,1
Su saxlamasıYoxdur / nizamsız birbaşa axınTəxminən 85.000 m³
Tam güclü hidroelektrik işinə uyğun saxlamaTətbiq edilmirTəxminən 2 saat
 

Verianla Live: Rəqəmsal dəyərlər tədqiqatın metod və nəticələr bölmələrindəki açıq dəyərlərdən götürülmüşdür. Mənbədəki bir paraqrafda 3,55 MW saxlamasız həll səhvən 175-ci addımla əlaqələndirilmişdir; burada 25 kW/addım tərifinə və digər bölmələrdəki açıq ifadələrə uyğun olan 142-ci addım göstərilmişdir. Bu mənbədaxili uyğunsuzluq Mənbə və Metod Qeydində ayrıca göstərilmişdir.

Fotovoltaik istehsal necə modelləşdirilir?

Tədqiqatda PV enerji istehsalı günəş şüalanmasının və hüceyrə temperaturunun təsirini ehtiva edən modellə ifadə olunur:

\[ E_{PV}=P_{STC} \left[1+\beta_p(T_{cell}-T_{STC})\right] \frac{H_t}{H_{STC}} \]

Burada \(P_{STC}\) panelin standart sınaq şəraitindəki gücünü, \(\beta_p\) temperatur əmsalını, \(T_{cell}\) faktiki işləmə hüceyrə temperaturunu, \(T_{STC}\) standart sınaq temperaturunu və \(H_t/H_{STC}\) faktiki şüalanmanın standart şüalanmaya nisbətini ifadə edir.

MATLAB/Simulink modelində günəş şüalanması və ətraf mühit temperaturu illik dəyişən girişlər kimi istifadə olunur. Simulyasiyada seçilmiş PV bloklarından I–V və P–V xarakteristikaları yaradılmış, maksimum güc nöqtəsi də bu əyrilər üzrə qiymətləndirilmişdir.

MPPT idarəetməsi nə edir?

PV sisteminin dəyişən şüalanma və temperatur şəraitində maksimum güc nöqtəsinə yaxın işləməsi üçün Incremental Conductance with Integral Regulator MPPT üsulu istifadə edilmişdir. MPPT tənzimləyicisi PV massivinin iş nöqtəsini dəyişdirərək paneldən əldə edilə biləcək gücü maksimuma yaxınlaşdırmağı hədəfləyir.

Tədqiqatda seçilmiş PV alt sistemi PV massivi, DC/DC çevirici, MPPT idarəetməsi, DC/AC invertor, filtrasiya elementləri və şəbəkə interfeysindən ibarətdir.

MATLAB/Simulink hibrid enerji modeli necə qurulmuşdur?

Tədqiqatın konseptual Simulink arxitekturasında günəş və hidroelektrik mənbələr ortaq AC şini üzərindən birləşdirilir. Günəş tərəfində şüalanma girişindən başlayan enerji zənciri PV massivi, DC/DC çevirici, DC/AC invertor, filtr və transformator vasitəsilə AC şinə çatır.

Hidroelektrik tərəfdə isə hidro turbin-generator və oyandırma sistemi sinxron maşınla birlikdə modelləşdirilmiş, çıxış transformator vasitəsilə eyni şinə qoşulmuşdur. Ortaq şin daha sonra şəbəkə transformatoru vasitəsilə elektrik şəbəkəsinə qoşulur.

Simulink komponentiModeldəki funksiyası
Günəş şüalanması və temperatur girişləriPV istehsalının meteoroloji girişlərini təmin edir
PV Panel ModelFotovoltaik massivinin elektrik davranışını təmsil edir
MPPT ControllerMaksimum güc nöqtəsində və ya ona yaxın işləməyi hədəfləyir
DC/AC InverterPV tərəfindəki sabit cərəyanı AC sisteminə çevirir
Hydropower Data Module / HTGHidroelektrik istehsalı və turbin-generator davranışını modelləşdirir
Excitation SystemSinxron generatorun oyandırma və terminal gərginliyi idarəetməsini təmin edir
Grid InterfaceHibrid çıxışı xarici AC şəbəkəsinə qoşur

Hidro turbin-generator modeli necə işləyir?

Hidroelektrik alt sistemdə MATLAB/Simulink-in Hydraulic Turbine and Governor quruluşundan istifadə edilmişdir. Model qeyri-xətti hidravlik turbin davranışını, qapaq mövqeyini və ya mexaniki gücü tənzimləyən PID əsaslı governor-u və turbin qapağını hərəkət etdirən servomotor komponentlərini ehtiva edir.

Sinxron generatorun sahə oyandırması ayrıca Excitation System bloku ilə idarə olunur. Bu blok terminal gərginliyi üçün gərginlik tənzimləyicisini və sahə gərginliyini yaradan DC oyandırma modelini ehtiva edir.

Bir illik məlumat niyə üç saniyəyə sıxışdırılıb?

Tədqiqatdakı meteoroloji və istehsal məlumat dəstinin həcminə görə MATLAB/Simulink diskret-zaman simulyasiyasında bir illik istismar məlumatı təxminən üç saniyəlik təmsilçi simulyasiya intervalına sıxışdırılmışdır. Bu üsul real təqvim vaxtını üç saniyədə fiziki olaraq yenidən yaratmaq demək deyil; uzunmüddətli giriş ardıcıllığının Simulink daxilində daha qısa simulyasiya zaman miqyasına xəritələnməsidir.

Tədqiqatda bu sıxışdırılmış zaman oxu üzərində illik şüalanma, temperatur, güc və gərginlik dəyişmələri izlənmişdir. Beləliklə, mövsümi giriş profilləri ilə çevirici və şəbəkə dinamikası bir Simulink işində araşdırılmışdır.

Şəbəkə tərəfində hansı idarəetmə istifadə olunur?

PV sisteminin şəbəkə ilə sinxronlaşdırılmasında Voltage Source Converter (VSC) və iki dövrəli idarəetmə arxitekturası istifadə edilmişdir. Birinci idarəetmə dövrəsi DC-link gərginliyini təxminən ±250 V ətrafında saxlamağı hədəfləyir, ikinci dövrə isə \(I_d\) və \(I_q\) şəbəkə cərəyanı komponentlərini tənzimləyir. Mənbədə \(I_q=0\) seçilərək vahid güc əmsalına yönəlmiş iş rejimi hədəflənmişdir.

PWM üsulu ilə idarə olunan sistemin nümunələmə intervalı 100 mikrosaniyə kimi verilmişdir. Başlanğıcda harmonik təhrifin azaldılması məqsədilə kondensator bankı və filtrasiya strategiyaları da modelə daxil edilmişdir.

Harmonik təhrif niyə mühüm olur?

Simulyasiyanın ilkin şəbəkə konfiqurasiyalarında PV, güc elektronikası çeviricisi və ötürmə xəttinin qarşılıqlı təsiri səbəbindən gərginlik və cərəyan dalğa formalarında nəzərəçarpan harmonik təhriflər müşahidə edilmişdir. Mənbədə təhrifin xüsusilə təxminən 1,5 saniyədən sonra daha görünən olduğu qeyd edilir.

Ötürmə xətti və feeder uzunluqları dəyişdirilərək növbəti model sınaqdan keçirilmişdir. Xətlərin 1 km və 2 km səviyyələrinə gətirildiyi yenilənmiş quruluşda dalğa formalarının daha hamar olduğu bildirilmişdir. Son modeldə filtr komponentlərində də dəyişikliklər edilmiş və mənbə RLC filtri çıxarıldıqda belə daha təmiz gərginlik dalğa formasının əldə edildiyini bildirir.

Bu nəticə sistemin bütün mümkün şəbəkələrdə filtrsiz işləyə biləcəyi demək deyil. Tədqiqatdakı nəticə müəyyən Simulink şəbəkə parametrləri, idarəetmə sazlamaları və araşdırılan ssenarilər üçün əldə edilmişdir.

PV modeli real istehsalla müqayisə edilibmi?

Bəli. Tədqiqatda MATLAB/Simulink PV istehsal modeli Denizli yaxınlığında işləyən şəbəkəyə qoşulmuş günəş stansiyasının real istehsal məlumatları ilə müqayisə edilmiş və təxminən %86 korrelyasiya əldə edildiyi bildirilmişdir.

Bu müqayisə modelin eyni şəraitdə real enerji profilini müəyyən dərəcədə izlədiyini göstərir. Lakin %86 korrelyasiya birbaşa %86 mütləq dəqiqlik demək deyil; tədqiqat həmçinin uzunmüddətli panel deqradasiyasının, çirklənmənin, ekstremal hava şəraitinin və meteoroloji qeyri-müəyyənliyin nəticələrə təsir edə biləcəyini açıq şəkildə bildirir.

İqtisadi çərçivə necə qurulmuşdur?

Tədqiqatda mövcud hidroelektrik stansiyanın təxminən 4,6 milyon USD faktiki investisiya xərci sunk cost kimi qəbul edilmişdir. PV investisiya xərci təxminən 750.000 USD/MW, iqtisadi ömür 25 il və elektrik satış qiyməti 73 USD/MWh kimi qəbul edilmişdir.

Məqalənin xülasəsində təklif olunan sistem üçün təxminən 3,3 milyon USD ilkin investisiya və 150.000 USD illik istismar xərci bildirilir; hibrid sistemin səviyyələndirilmiş enerji dəyəri (LCOE) 0,02685 USD/kWh kimi verilmişdir.

4,375 MW PV gücü ilə 750.000 USD/MW qəbulunun hasilinin təxminən 3,28 milyon USD olması səbəbindən xülasə bölməsindəki 3,3 milyon USD dəyərinin PV əlavə investisiyasına çox yaxın olduğu görünür. Bununla belə, mənbə xülasədə bunu “total initial investment cost” adlandırır. Mövcud HES xərcinin metod bölməsində sunk cost kimi ayrıca nəzərə alınmasına görə bu terminoloji fərq səssizcə yenidən şərh edilməmişdir.

Türkiyə baxımından niyə diqqətəlayiqdir?

Bu tədqiqat ümumi dünya modeli əvəzinə birbaşa Türkiyədəki mövcud hidroelektrik obyekt üzərində aparılmışdır. Buna görə xüsusilə aşağı tutum əmsalı ilə işləyən, suvarma rejimindən asılı olan və ya kanal/anbar səthlərində PV quraşdırıla bilən hidroelektrik obyektlərin hibridləşdirilməsi baxımından yerli mühəndislik nümunəsi təqdim edir.

Lakin Denizli nümunəsindəki 3,55 MW və ya 4,375 MW optimal PV dəyərləri başqa HES-ə birbaşa tətbiq edilə bilməz. Su rejimi, transformator gücü, meteorologiya, mövcud sahə, kənd təsərrüfatında su istifadəsi, iqtisadi qiymətlər və şəbəkə quruluşu dəyişdikdə optimallaşdırma yenidən işlədilməlidir.

Tədqiqat nə deyir, nə demir?

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

  • Denizlidəki mövcud 3,065 MW HES üçün PV inteqrasiyası MATLAB əsaslı iterativ alqoritmlə ölçüləndirilə bilər.
  • Saxlamasız vəziyyətdə mənbədə optimal PV gücü 3,55 MW kimi müəyyən edilmişdir.
  • Təxminən iki saatlıq hidroelektrik istehsala uyğun məhdud su saxlama istifadə edildikdə optimal PV gücü 4,375 MW-a yüksəlir.
  • Hibrid sistemin tutum əmsalı modeldə mövcud HES-lə müqayisədə yüksəlir.
  • PV və hidroelektrik istehsalın gündəlik və mövsümi tamamlayıcılığı ümumi enerji profilini daha balanslı edə bilər.
  • MATLAB/Simulink modeli PV, hidroelektrik, çevirici və şəbəkə dinamikasının birlikdə qiymətləndirilməsinə imkan vermişdir.
  • PV modelinin araşdırılan real istehsal məlumatları ilə təxminən %86 korrelyasiya göstərdiyi bildirilmişdir.

Tədqiqatın sübut etmədiyi nəticələr

  • 4,375 MW PV gücü Türkiyədəki bütün 3 MW sinifli HES-lər üçün optimal deyil.
  • Tədqiqat bütün hidroloji illərdə eyni istehsal və ya iqtisadi nəticəni təmin etmir.
  • LCOE dəyəri gələcək valyuta məzənnəsi, PV xərci, elektrik qiyməti və ya tənzimləmə dəyişikliklərindən asılı olmayan universal xərc deyil.
  • Simulink-dəki şəbəkə sabitliyi nəticəsi real şəbəkədəki bütün pozucu hadisələrin sahə sınağı ilə doğrulandığı demək deyil.
  • Son konfiqurasiyada filtr olmadan yaxşı dalğa formasının əldə edilməsi bütün real hibrid stansiyaların xarici filtrasiya olmadan təhlükəsiz işləyə biləcəyini göstərmir.
  • Bir illik məlumatın üç saniyəyə sıxışdırılması real sistemin bir illik fiziki dinamikasının üç saniyədə birə-bir təmsil edildiyi demək deyil.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Əsas optimallaşdırma fərziyyələri

ParametrTədqiqatda istifadə olunan qəbul
İqtisadi ömür25 il
PV gücü addımı25 kW
Maksimum hibrid PV gücü10 MW
Şəbəkəyə saatlıq güc həddi3,065 MW
PV investisiyasının vahid xərciTəxminən 750.000 USD/MW
Mövcud HES-in faktiki xərci4,6 milyon USD; sunk cost kimi nəzərə alınmış
Elektrik satış qiyməti73 USD/MWh
Saxlama həcmiTəxminən 85.000 m³
Saxlamanın tam güclü HES qarşılığıTəxminən 2 saat

Hidroelektrik istehsalın fiziki ifadəsi

Tədqiqatda hidroelektrik güc istehsalı klassik hidravlik güc əlaqəsi ilə ifadə edilir:

\[ P_{\mathrm{storage}}=\rho_w g\dot{Q}H\eta_{\mathrm{tur}} \]

Burada \(\rho_w=1000\,\mathrm{kg/m^3}\) suyun sıxlığını, \(g=9,81\,\mathrm{m/s^2}\) cazibə sürətlənməsini, \(\dot{Q}\) həcm sərfini, \(H\) düşü hündürlüyünü və \(\eta_{\mathrm{tur}}\) turbin səmərəliliyini ifadə edir.

İqtisadi göstərici: LCOE

Mənbədə səviyyələndirilmiş enerji xərci aşağıdakı kimi verilir:

\[ LCOE= \frac{ \left( \frac{r(1+r)^n}{(1+r)^n-1} \right)C +C_{O\&M} -C_{CO_2} }{E_t} \]

Burada \(r\) diskont dərəcəsini, \(n\) iqtisadi ömrü, \(C\) investisiya xərcini, \(C_{O\&M}\) istismar-baxım xərcini, \(C_{CO_2}\) ekoloji xərc komponentini və \(E_t\) enerji istehsalını ifadə edir.

Əsas güc nəticələri

GöstəriciNəticə
Mövcud hidroelektrik güc3,065 MW
Saxlamasız optimal PV3,55 MW
Məhdud saxlamalı optimal PV4,375 MW
PV gücündə saxlama ilə bağlı artımTəxminən %23
Mövcud HES tutum əmsalıTəxminən %14,7
Saxlamasız hibrid tutum əmsalıTəxminən %34,5
Saxlamalı hibrid tutum əmsalıTəxminən %39,1

Xülasədə bildirilən iqtisadi nəticələr

GöstəriciMənbədə bildirilən dəyər
Hədəflənən illik elektrik yüküTəxminən 10.500 MWh
İlkin investisiya xərciTəxminən 3,3 milyon USD
İllik istismar xərciTəxminən 150.000 USD
LCOE0,02685 USD/kWh

PV modeli və doğrulama

PV alt modelində dəyişən şüalanma və temperatur profillərindən istifadə edilmiş, I–V və P–V əyriləri üzərindən fotovoltaik modulun elektrik davranışı izlənmişdir. Tədqiqatın Simulink komponent təsvirində SunPower SPR-305-WHT monokristal PV modulunun istifadə edildiyi bildirilir.

SunPower SPR-305-WHT parametriMənbədə verilən dəyər
Açıq dövrə gərginliyi, Voc64,2 V
Qısaqapanma cərəyanı, Isc5,96 A
Maksimum güc gərginliyi, Vmp54,7 V
Maksimum güc cərəyanı, Imp5,58 A
Voc temperatur əmsalı-0,177 V/°C
Isc temperatur əmsalı0,003516 A/°C
Vmp temperatur əmsalı-0,186 V/°C
Imp temperatur əmsalı-0,00212 A/°C

Model istehsalının yaxınlıqdakı real günəş stansiyası məlumatları ilə müqayisəsində təxminən %86 korrelyasiya bildirilmişdir. Mənbədə real obyektlə müqayisədə Yingli Solar 250 W polikristal panellərdən bəhs edilir.

Şəbəkə və güc elektronikası nəticələri

Tədqiqatda VSC əsaslı şəbəkə bağlantısının müxtəlif konfiqurasiyaları sınaqdan keçirilmiş və ilk modeldə əhəmiyyətli harmonik təhriflər müşahidə edilmişdir. Xətt və feeder uzunluqlarının 1 km və 2 km-ə dəyişdirilməsi ilə dalğa formalarının yaxşılaşdığı bildirilir.

Model həmçinin 47 MVA, 30 MW və 2500 MVA kimi verilən müxtəlif şəbəkə/güc şəraitində qiymətləndirilmişdir. Mənbəyə görə yüksək güc şəraitində keçici rəqslər və harmonik komponentlər daha nəzərəçarpan olur, idarəetmə və şəbəkə parametrlərindəki dəyişikliklərlə isə dalğa formaları yaxşılaşdırıla bilmişdir.

Qeyri-müəyyənliklər və məhdudiyyətlər

  • Nümunə stansiyanın saxlaması çox məhduddur; təxminən 85.000 m³ su yalnız təxminən iki saat tam güclü HES istehsalına uyğundur.
  • Hidroloji nəticələr yağıntı, axın və suvarma tətbiqlərindəki illərarası dəyişkənliyə həssasdır.
  • 25 kW-lıq diskret optimallaşdırma addımı nəzəri olaraq iki addım arasında qalan daha yaxşı həlli gözdən qaçıra bilər.
  • PV modeli istehsalçı məlumat vərəqlərinə və meteoroloji girişlərə əsaslanır; uzunmüddətli deqradasiyanı, çirklənməni və ekstremal hava hadisələrini tam təmsil etmir.
  • Şəbəkə məhdudiyyətləri əsasən transformator həddi üzərindən nəzərə alınmış; gələcək curtailment və tənzimləyici dəyişikliklərin hamısı modelləşdirilməmişdir.
  • İqtisadi nəticələr PV xərci, inflyasiya, məzənnə, elektrik satış qiyməti və gələcək dəstək mexanizmlərinə həssasdır.
  • Nəticələr orta şəraitdə planlaşdırma modeli kimi qiymətləndirilməlidir; dəqiq gələcək istehsal proqnozu deyil.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam orijinal tədqiqat adı: Design and simulation of integrated solar-hydroelectric systems: Complementary renewable profiles and MATLAB/Simulink-based analysis

Müəllif: M. Fatih Saltuk.

Məsul müəllif: M. Fatih Saltuk.

Qurum: Development and Investment Bank of Türkiye, İstanbul, Türkiye.

ORCID: 0000-0002-7914-8838.

Mənbə növü: Rəyçilikdən keçmiş tədqiqat məqaləsi; MATLAB/Simulink əsaslı enerji sistemi modelləşdirməsi, optimallaşdırma və tək obyekt üzrə nümunə tədqiqatı.

Jurnal: International Journal of Energy Studies.

İl / cild / nömrə / səhifələr: 2026; 11(1): 207–254.

DOI: 10.58559/ijes.1812948.

Göndərilmə: 29 oktyabr 2025.

Reviziya: 6 yanvar 2026.

Qəbul: 11 yanvar 2026.

Nəşr tarixi: 17 mart 2026.

Rəyçilik statusu: International Journal of Energy Studies-in nəşr siyasəti dərc olunan bütün məqalələrin rəyçilikdən keçdiyini və dərc üçün ən azı iki müsbət rəyçi hesabatı tələb olunduğunu bildirir. Bu tədqiqat dərc olunmuş jurnal məqaləsidir.

Etik komitə: Müəllif tədqiqatın aparılması üçün etik komitə və/və ya xüsusi hüquqi icazə tələb edən heç bir element olmadığını bəyan etmişdir.

Müəllif töhfəsi: M. Fatih Saltuk tədqiqatın konseptuallaşdırılmasına və dizaynına töhfə vermiş, analitik əməliyyatları və müqayisəli təhlili həyata keçirmişdir.

Maraqlar toqquşması: Mənbədə maraqlar toqquşmasının olmadığı bəyan edilmişdir.

Əsas metod: Mövcud 3,065 MW çay tipli hidroelektrik obyektinə əlavə ediləcək PV gücünün fayda/xərc nisbətini maksimum edən MATLAB əsaslı iterativ optimallaşdırılması; ardınca MATLAB/Simulink ilə PV, hidroelektrik, MPPT, VSC və şəbəkə dinamikasının modelləşdirilməsi.

Məlumat mənbələri: Uzunmüddətli hidroloji məlumatlar, stansiya istehsal qeydləri, meteoroloji stansiya məlumatları, NASA mənbəli günəş şüalanması məlumatları və istehsalçı PV məlumat vərəqləri.

Mənbədaxili uyğunsuzluq 1 — HES-in illik istehsalı: Cədvəl 1 mövcud hidroelektrik obyekt üçün illik 3.945.000 kWh istehsal və %14,7 tutumdan istifadə nisbəti verir. Dərhal sonrakı mətn isə uzunmüddətli istehsalı təxminən 5.600 MWh kimi təsvir edib onu eyni %14,7 nisbəti ilə əlaqələndirir. 3,065 MW quraşdırılmış güc üçün bu iki istehsal dəyəri eyni tutum əmsalını təmsil etmədiyindən mənbədaxili uyğunsuzluq mövcuddur. Dəyərlər səssizcə birləşdirilməmişdir.

Mənbədaxili uyğunsuzluq 2 — optimallaşdırma addımı: Saxlamasız 3,55 MW PV nəticəsi metod/nəticə hissəsində 142-ci addımla, saxlamalı 4,375 MW nəticə isə 175-ci addımla əlaqələndirilmişdir. Sonrakı bir paraqrafda saxlamasız 3,55 MW səhvən 175-ci addım kimi yazılmışdır. Mənbənin 25 kW/addım tərifinə görə 3,55 MW / 0,025 MW = 142 və 4,375 MW / 0,025 MW = 175 olduğundan məqalədəki bu ziddiyyət açıq şəkildə qorunmuşdur.

Mənbədaxili uyğunsuzluq 3 — PV paneli: Fərziyyələr bölməsində “Yingli Solar 250 Watt PV module data sheet” günəş parametri kimi göstərildiyi halda, ətraflı MATLAB/Simulink PV modeli bölməsində SunPower SPR-305-WHT modulunun istifadə edildiyi bildirilir. Başqa bölmədə Yingli 250 W panellər yaxınlıqdakı real stansiya məlumatları ilə doğrulama çərçivəsində qeyd edilir. Mənbədəki bu fərqli ifadələr vahid panel modeli kimi birləşdirilməmişdir.

Mənbədaxili texniki qeyd — RL dövrəsi: MPPT/VSC təsvirində RL dövrəsi üçün R = 0,005 Ω və L = 5000 H yazılmışdır. İnduktans dəyəri mümkün mənbə yazı xətası olsa belə, orijinal tədqiqatda bu şəkildə verildiyi üçün düzəldilməmişdir.

İqtisadi terminologiya qeydi: Xülasə bölməsində təxminən 3,3 milyon USD “total initial investment cost” kimi bildirilir. Metod bölməsində mövcud HES-in 4,6 milyon USD faktiki xərci sunk cost, PV xərci isə təxminən 750.000 USD/MW qəbul edilir. 4,375 MW × 750.000 USD/MW təxminən 3,28 milyon USD-yə uyğun gəlir. Buna görə mənbədəki “ümumi ilkin investisiya” terminologiyası ayrıca yenidən şərh edilməmişdir.

Elmi məzmun sərhədi: Bu Verianla mətnindəki fiziki model, rəqəmsal dəyərlər, ssenarilər, iqtisadi fərziyyələr, optimallaşdırma nəticələri və MATLAB/Simulink tapıntıları yalnız araşdırılan tədqiqata əsaslanır. Xarici yoxlama yalnız DOI, nəşr tarixi, jurnal kimliyi və rəyçilik siyasətinin biblioqrafik doğrulanması üçün istifadə edilmişdir.

Əsas şərh sərhədi: Nəticələr Denizlidəki konkret 3,065 MW hidroelektrik obyektin hidroloji, meteoroloji, iqtisadi və şəbəkə məhdudiyyətlərinə əsaslanan nümunə tədqiqatıdır. Optimal PV gücü, LCOE, tutum əmsalı və ya şəbəkə davranışı başqa obyektlərə birbaşa ümumiləşdirilməməlidir.


Paylaşın:

Şərhlər yoxlandıqdan sonra yayımlanır.Şərhiniz təsdiq prosesinə daxil ediləcək və uyğun hesab olunduqda görünəcək.

Şərh yazın

E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy