The present study explores the feasibility of developing a demand-side management
(DSM) strategy with the purpose of making advantage of the shifted solar energy use
of Trombe wall (TW) systems to the evening hours while both the electric utility and
its customers enjoy economic benefits. In many countries the winter peak hours
coincide with the early evening hours and therefore replacing the electric heaters with
TW systems during these hours would facilitate the peak clipping strategy in DSM.
The aim of the current work is to offer means of overcoming the difficulties concerned
with the implementation of such a DSM program and developing a comprehensive
method to determine whether the outlined DSM program can be economically
justifiable. The proposed method is examined under three different case studies
including North Cyprus (NC), Erbil, and San Diego for single and two storey
buildings. According to the simulations performed in Design Buildersoftware (Eastern
Mediterranean University license 2019-2021); in the case of single storey building, for
a 35 m2
room, integrated with a TW, an estimated 11.2, 12.48, and 4.37 kWhe/m2
is
saved for NC, Erbil, and San Diego, respectively in each house participating in the
program during the peak hours in winter. On the other hand, in the case of two storey
building 9.22, 10.77, and, 3.03 kWhe/m2
is saved for NC, Erbil, and San Diego,
respectively. A peak clipping of 17.5-MW is targeted in all programs to be achieved
with the participation of 6842 houses in a DSM program. The utility rebates estimated
per house are 1588.25, 1058.75, and 2543.9 EUR for the cases of NC, Erbil and San
Diego respectively.
The net present values (NPVs) for applying such a DSM program for single-storey
buildings over a life-time of 20 years in NC, Erbil and San Diego are estimated to be
4,824,090, 29,597,585 and 1,575,901 EUR respectively. In the case of two-storey
buildings, the NPVs are slightly different; for NC, Erbil and San Diego the NPVs are
computed to be 4,866,525, 29,502,686, and 3,608,460 EUR, respectively. The life
cycle cost indicators under different conditions and risks that might befall during the
project implementation are also investigated. In all considered possibilities the
savings-to-investment ratio of the DSM program for the case of NC and Erbil is greater
than 1.0, implying that TW implementation is economically feasible in these locations.
However, in the case of San Diego the economic viability of the proposed DSM
program under unforeseen conditions is under risk, implying that its implementation
should be carried out with utmost carefulness.
ÖZ:
Sunulan çalışmada, Trombe Duvarı (TD) kullanılarak güneş enerjisinden akşam
saatlerinde yararlanmaya imkan veren ve bu yolla hem elektrik enerjisi sağlayıcılarının
hem de tüketicilerin ekonomik fayda sağlamasını mümkün kılan bir talep tarafı
yönetim (TTY) stratejisi geliştirilmesinin uygunluğu incelemiştir. Birçok ülkede kış
dönemi elektrik tüketimi pik periyodu akşamın ilk saatlerinde meydana gelmekte
dolayısı ile bu saatlerde kullanılan elektrikli ısıtıcıların yerine TD kullanımı, TTY
amacıyla pik kırpma stratejisinden yararlanılmasına olanak vermektedir. Sunulan
çalışmanın amacı, böyle bir TTY programının uygulanmasında ortaya çıkabilecek
zorlukluklara çözüm stratejileri sunmak ve belirtilen TTY programının ekonomik
fizibilitesini değerlendirebilmek amacıyla detaylı bir yöntem geliştirmektir.
Amaçlanan yöntem, Kuzey Kıbrıs, Erbil ve San Diego’da bulunan tek ve çift katlı
binalar olmak üzere üç farklı örnek bölge için incelenmiştir. Design Builder
programında (Doğu Akdeniz Üniversitesi lisans 2019-2021) gerçekleştirilen
simülasyon sonuçlarına göre, tek katlı bir binanın 35 m2
’lik bir odasına Trombe Duvarı
entegre edilmesi ile, programda yer alan Kuzey Kıbrıs, Erbil ve San Diego
koşullarındaki herbir konutta, kış dönemi pik yük saatlerinde, sırasıyla 11.2, 12.48,
and 4.37 kWhe/m2
enerji tasarrufu elde edileceği belirlenmiştir. İki katlı bina
uygulamalarında ise elde edilebilecek enerji tasarruf miktarı Kuzey Kıbrıs, Erbil ve
San Diego koşulları için 9.22, 10.77 ve 3.03 kWhe/m2
olarak bulunmuştur. Bu
stratejinin, TTY programına katılacak 6842 adet konuta uygulanması ile, amaçlanan
17.5 MW’lık pik yük düşüşünün elde edilebileceği tespit edilmiştir. Kuzey Kıbrıs,
Erbil ve San Diego koşullarında yapılacak yatırım için elektrik sağlayıcı tarafından her
bir konut için verilecek destek miktarları sırasıyla 1588.25, 1058.75, ve 2543.9 Euro
olarak belirlenmiştir.
Amaçalanan TTY programı ile, Kuzey Kıbrıs, Erbil ve San Diego’da bulunan tek katlı
bina koşulu için, 20 yıllık periyotta elde edilebilecek tasarruf miktarının bugünkü
değeri sırasıyla 4,824,090, 29,597,585 ve 1,575,901 Euro olarak hesaplanmıştır. Aynı
koşullardaki iki katlı bir bina için tasarruf miktarının bugünkü değerinin tek katlı
binaya göre biraz farklılık göstereceği ve Kuzey Kıbrıs, Erbil ve San Diego koşulları
için sırasıyla 4,866,525, 29,502,686, ve 3,608,460 Euro olacağı öngörülmektedir.
Çalışma kapsamında amaçlanan stratejinin çeşitli koşullar altında uygulanmasında
ortaya çıkabilecek farklı yaşam döngüsü maaliyet göstergeleri ve riskler göz ününde
bulundurulmuştur. İncelenen tüm durumlarda Kuzey Kıbrıs ve Erbil bölgeleri için
tasarruf-yatırım oranı 1’den büyük olarak belirlenmiş dolayısı ile TD uygulamasının
bu bölgelerde ekonomik olarak uygulanabilir olduğu belirlenmiştir. Ancak amaçlanan
stratejinin San Diego için öngörülemeyen durumlarda uygulanmasının ekonomik
olarak riskli olduğu, dolayısı ile, bu bölgede gerçekleştirilecek uygulamalarda büyük
bir titizlik gösterilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır
