The use of renewable energy sources (RESs) is increasing every day to meet increasing energy demands and reduce dependence on fossil fuels. When designing hybrid renewable energy systems (HRESs), it is necessary to examine their technical, economic, and environmental feasibility. In this study, a new strategy is proposed using the HOMER Matlab Link (ML) connection for an HRES model consisting of a photovoltaic (PV) system, a wind turbine (WT), a biogas generator (BGG), and a battery storage system (BSS) designed to meet the electrical energy needs of Doğanevler village located in the rural area of Bingöl province. The data obtained as a result of the proposed strategy (PS) are compared with HOMER’s loop charging (CC) and load following (LF) optimization results. According to the PS, the optimum capacity values for the HRES components are 10 kW for WT, 10 kW for PV, 8 kW for BGG, 12 kWh for BSS, and 12 kW for the converter. According to the optimum design, 16,205 kWh of the annual energy produced was generated by PV systems, 22,927 kWh by WTs, and 22,817 kWh by BGGs. This strategy’s NPC and LCOE (Levelized Cost of Energy) values are calculated as USD 130,673.91 and USD 0.207/kWh, respectively. For the CC dispatch strategy, the NPC and LCOE values are calculated as USD 141,892.28 and USD 0.240/kWh, while for the LF dispatch strategy, these values are USD 152,456.89 and USD 0.257/kWh. The CO₂ emission value for the system using a BGG was calculated as 480 kg/year, while for the system using a DG, this value increased approximately 57 times and was calculated to be 27,709 kg/year. The results show that the PS is more economical than the other two strategies. The PS provides energy security, reduces costs, and increases environmental sustainability. Finally, a sensitivity analysis was conducted based on the availability of renewable resources, fuel cost, and inflation parameters, and the results were analyzed.

Geçtiğimiz on yıllar boyunca küresel enerji talebinin yaklaşık %80’i fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Bu durum hem çevre ve insan sağlığına zarar vermekte hem de fosil yakıtların sınırlı kaynaklar olması nedeniyle enerji arz güvenliğini tehdit etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) bu problemlerin iyi bir çözümü olabilir. Ancak anlık değişebilir özellikleri nedeniyle YEK’lerin tek başına kullanılması yerine birden fazla kaynağın bir arada olduğu hibrit mikro şebekelerin (MŞ) kurulması daha uygun bir çözüm olacaktır. MŞ’lerin performansını arttırmak ve kullanımını yaygınlaştırmak için literatürde yapılan çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmada HOMER Pro yazılımı kullanılarak Türkiye’de rüzgâr hızı ve güneş radyasyon değerleri faklı olan Çanakkale, Diyarbakır ve Rize illeri için aynı yükü besleyen fotovoltaik (FV) paneller, rüzgâr türbini (RT), dizel jeneratör (DJ) ve batarya depolama sisteminden (BDS) oluşan bir hibrit MŞ tasarımı yapılmış olup, simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonucunda tasarlanan modellerin net bugünkü maliyet (NPC) değerleri Çanakkale, Diyarbakır ve Rize illeri için sırasıyla 153,560.53 $, 228,718.34 $ ve 285,946.32 $ olarak elde edilmiştir. Seviyelendirilmiş enerji maliyet (LCOE) değeri ise aynı sırayla 0.193 $/kWh, 0.293 $/kWh ve 0.366 $/kWh olarak çıkmıştır. Bu değerlere göre Çanakkale için tasarlanan modelin diğer modellerden daha üstün olduğu görülmektedir. Ayrıca Çanakkale’deki modelde YEK’lerin üretim payı %94.8 ile en yüksek oranda gerçekleşmiştir. Son olarak Çanakkale ilinin sahip olduğu güçlü rüzgâr potansiyelinden dolayı modeli oluşturan bileşenlerin boyutlarının diğer illere göre daha küçük olduğu görülmüştür.

This study presents the design and performance analysis of a photovoltaic-based hybrid energy system for a rural vineyard house in the Yörecik region of Muş Province, located in the Eastern Anatolia Region of Turkey. Simulations conducted considering the geographical location of the region (38.7914° latitude, 41.2412° longitude, 1533 m altitude) determined that the average annual sunshine duration is 4.5 hours/day and the average radiation value is 7.0 kWh/m²-day. The system consists of a photovoltaic (PV) array with an installed capacity of 1600 Wp, a lithium-ion battery bank with a capacity of 48 V 800 Ah, an MPPT type charge controller, and a 1.5 kW backup generator. Simulations performed using the PVSyst programme yielded an annual usable energy of 2898.98 kWh, with a performance ratio of 77.08% and a solar fraction of 83.83%. While the entire energy requirement was met by solar power during the summer months, generator support was required at a rate of 15.14% during the winter months. Loss analyses showed that the highest losses were due to temperature effects and battery charging-discharging processes. Consequently, it was demonstrated that the hybrid system designed for the Yörecik region of Muş province, thanks to its high solar energy potential, offers a feasible and efficient solution for sustainable energy supply in rural areas.