GENETİK ALGORİTMA İLE DAĞITIK ENERJİ SİSTEMLERİNİN MODELLENMESİ

Abstract

Dağıtık Enerji Sistemleri (DES), küçük yerel ünitelerde elektrik enerjisi ile birlikte ısıtma ve soğutma enerjilerini de bir arada üretebilirler. Kojenerasyon (ikili üretim, ısı ve elektrik enerjisi) veya trijenerasyon (üçlü üretim, ısıtma, soğutma ve elektrik enerjisi) sistemleri ile eş zamanlı enerji üretiminden yüksek termodinamik verim ve birincil enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Son kullanıcıların yakınında konumlandırılan enerji üretim üniteleri ile de enerji iletim kayıpları önemli ölçüde azaltılabilmektedir. Ayrıca bu sistemler, yerel yenilenebilir enerji kaynaklarından da (örneğin güneş, rüzgâr ve biokütle) yararlanma fırsatı sunarak enerji üretim sistemlerine esneklik katmaktadırlar. Matematiksel modelleme, DES'lerin optimum tasarımı için sıklıkla tercih edilen bir yaklaşımdır. Ancak NP-zor yapısındaki bu ağ tasarımı ve atama modellerinde değişken sayısı arttıkça model karmaşıklaşmaktadır. Dağıtık enerji sistemlerinin altyapı ihtiyaçlarını dikkate alan sürdürülebilir kentsel planlama için genel bir çerçeve öneren matematiksel modelde, özellikle talep noktası sayısı ve kapsama mesafesi arttıkça çözüm süresinin uzadığı görülmüştür. Bu çalışmada, bölgesel ölçekli dağıtık enerji üretim noktalarının atanması ve ısıtma/soğutma ağının optimum tasarımı için geliştirilen matematiksel modele alternatif olarak sezgisel bir algoritma önerilmektedir. Enerji dağıtım kayıplarını ve taşıma maliyetlerini azaltmak amacıyla önerilen kapasiteli sabit maliyetli yer seçimi modeline, arz ve talep noktaları arasındaki olabilecek en büyük mesafenin de dikkate alındığı maksimum kapsama mesafesinin entegre edilmesiyle oluşturulan matematiksel modelin çözüm sonuçları,  sezgisel algoritma ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu bağlamda, daha kısa çözüm süresinde optimuma yakın çözümler elde etmek amacıyla genetik algoritma temelli bir çözüm yöntemi geliştirilerek elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.