The aim of this study is to investigate how the daily electricity demand from road transport related to the implementation of an electric road system on the eight roads with the highest traffic flow connecting the seven largest cities in Turkey varies according to time and location. Intercity highway route O-7, O-5, O-21, D715, D687, E96, and E87 in Western Turkey was used as a case study. The daily electricity demand on the eight roads working on the full electrification of the existing traffic flow can be increased by 3.7% in the case of the reference point. However, if all roads in Turkey are converted to an electric road system and all land vehicles use this system, the corresponding peak power increase will be 100%. The daily electricity demand along the roads is derived from the available measuring points for the daily road traffic volumes. The study also compares the CO2 reduction potentials and energy demands of the electrified road system with the use of fossil fuels to achieve the same transportation volume. The results show that an electric road system application on eight Turkish roads with considerable traffic flow can reduce 18.8 million tons of CO2 emissions from the road transport sector. The research can find practical application in assessing the validity of developing a strategy for the development of electromobility on highways in Turkey.
PL
Celem tego artykułu jest zbadanie, w jaki sposób dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną w transporcie drogowym związane z wdrożeniem elektrycznego systemu drogowego na ośmiu drogach o największym natężeniu ruchu, łączących siedem największych miast w Turcji, zmienia się w zależności od czasu i lokalizacji. Jako studium przypadku wykorzystano autostradę międzymiastową O-7, O-5, O-21, E96 i E87 w zachodniej Turcji. Dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną na ośmiu drogach pracujących nad pełną elektryfikacją istniejącego ruchu może w przypadku punktu odniesienia wzrosnąć o 3,7%. Jeśli jednak wszystkie drogi w Turcji zostaną przekształcone w elektryczny system drogowy i wszystkie pojazdy lądowe będą korzystać z tego systemu, odpowiedni wzrost mocy szczytowej wyniesie 100%. Dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną wzdłuż dróg pochodzi z dostępnych punktów pomiarowych dobowego natężenia ruchu drogowego. Badanie porównuje również potencjały redukcji CO2 i zapotrzebowanie energetyczne zelektryfikowanego systemu drogowego z wykorzystaniem paliw kopalnych w celu osiągnięcia tej samej wielkości transportu. Wyniki pokazują, że zastosowanie elektrycznego systemu drogowego na ośmiu tureckich drogach o znacznym natężeniu ruchu może zmniejszyć emisję CO2 o 18,8 mln ton z sektora transportu drogowego. Badania mogą znaleźć praktyczne zastosowanie w ocenie zasadności opracowania strategii rozwoju elektromobilności na autostradach w Turcji.
This article addresses the contemporary environmental challenges stemming from rapid economic growth, surging energy consumption, urban expansion, and mounting waste issues. The study explores the optimisation of a regional energy system, considering not only the electric energy sector but also the fuel and thermal energy sectors for the selected geographical destination. In this study, the application of the Linprog optimisation function in MATLAB programming tool to solve Regional Energy System Optimization with renewable resources is explained. The primary objective is to develop a mathematical model that identifies the optimal energy balance structure, allowing for the partial replacement of hydrocarbon sources with bioresources and waste in heat and electricity generation, as well as in vehicle fuel consumption. The modelling approach involves linear programming and integrates two key criteria: economic (cost of energy for consumers) and environmental (carbon footprint). The novelty of this approach lies in applying life cycle analysis to assess potential environmental consequences. Results reveal optimal generation volumes based on economic and environmental considerations. When optimising solely for economic criteria, municipal solid waste, along with wind energy, emerges as the preferred source. In contrast, the simultaneous optimisation of economic and environmental parameters aligns with the economic calculation, demonstrating a balanced approach to sustainable development.
PL
W artykule omówiono współczesne wyzwania środowiskowe wynikające z szybkiego wzrostu gospodarczego, rosnącego zużycia energii, ekspansji miast i narastających problemów z odpadami. W opracowaniu podjęto próbę optymalizacji regionalnego systemu energetycznego, uwzględniając nie tylko sektor energii elektrycznej, ale także sektor paliwowy i energetyki cieplnej dla wybranej lokalizacji geograficznej. W tym opracowaniu wyjaśniono zastosowanie funkcji optymalizacyjnej Linprog w narzędziu programistycznym MATLAB do rozwiązywania problemów z optymalizacją regionalnego systemu energetycznego przy użyciu zasobów odnawialnych. Podstawowym celem jest opracowanie modelu matematycznego identyfikującego optymalną strukturę bilansu energetycznego, pozwalającą na częściowe zastąpienie źródeł węglowodorów biosurowcami i odpadami w procesie wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, a także w zużyciu paliwa przez pojazdy. Podejście modelowe obejmuje programowanie liniowe i integruje dwa kluczowe kryteria: ekonomiczne (koszt energii dla konsumentów) i środowiskowe (ślad węglowy). Nowatorstwo tego podejścia polega na zastosowaniu analizy cyklu życia do oceny potencjalnych konsekwencji dla środowiska. Wyniki ujawniają optymalne wielkości produkcji w oparciu o względy ekonomiczne i środowiskowe. W przypadku optymalizacji wyłącznie pod kątem kryteriów ekonomicznych, preferowanym źródłem są stałe odpady komunalne oraz energia wiatrowa. Natomiast jednoczesna optymalizacja parametrów ekonomicznych i środowiskowych pokrywa się z kalkulacją ekonomiczną, wykazując zrównoważone podejście do zrównoważonego rozwoju.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.