Theses supervised by Prof. Dr. Hasan Çimen
13 theses · Afyon Kocatepe University
Jeotermal enerji kullanılarak termoelektrik jeneratörlerle elektrik enerjisi üretimine etki eden faktörlerin incelenmesi
Jeotermal enerji yenilenebilir enerji kaynakları sınıfında yer almakta olup günümüzde elektrik üretiminde de istifade edilmektedir. Jeotermalden elektrik enerjisi üretmekte buhar türbin-jeneratör çevrimi gibi geleneksel yöntemler kullanılmakla birlikte yarıiletken termoelektrik modülleri gibi yenilikçi yöntemler de kullanılmaktadır. Termoelektrik modüller soğuk ve sıcak yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkına bağlı olarak elektrik üretebilen hareketli parçası bulunmayan yarıiletken devre elemanlarıdır. Bu tez çalışmasında termoelektrik soğutucu (TEC) olarak bilinen modüller ile jeotermal enerjiyi elektrik enerjisini dönüştüren bir prototip üreteç tasarımı gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen prototipte, TEC yüzey sıcaklıklarını istenilen değerde tutabilmek için içerisinden akışkan dolaştırılabilen bakır plakalar kullanılmış ve bu akışkanların basınç ve debileri kademeli olarak değiştirilerek elektrik üretimine etkileri incelenmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlar göstermiştir ki; TEC'lerde üretilen elektrik enerjisi, TEC yüzeylerinde dolaştırılan sıcak ve soğuk suların basınç ve debisi ile doğru orantılı olarak değişmektedir.
Röle koordinasyonu ve kesici seçimi: İhsaniye örneği
Bu tez araĢtırmasında, röle koordinasyonunun sadece arıza gelen noktadan bu arızanın kaynağında son bulmasını sağlayarak diğer bölgelerde lüzumsuz enerji kesintilerinin önlenmesi ve enerji satan Ģirketin daha az zarar görmesi üzerinde durulmuĢtur. Yapılan hesaplamalarda bu uygulamayla ne kadar kar edilebileceği ve gereksiz yere ne kadarlık bir yükün beslenemediği hakkında fikir sahibi olunabilir. Bu uygulamayla enerjisi gitmeyecekken enerjisi gidip gelen insanların elektrikle çalıĢan malzemelerinin daha az zarar görmesi ve enerji satan Ģirketin de daha az zarar etmesi amaçlanmıĢtır. Aynı zamanda yapılan koordinasyonla oluĢabilecek faz-faz ve faz-toprak arızalarında hattın daha iyi korunması amaçlanmıĢtır. Anahtar Kelimeler: Röle, Röle Koordinasyonu, Kesici
Değişken hızlı - değişken kanat açılı rüzgar türbinlerinin tork ve kanat açısı kontrolü
Bu tezde şebekeden bağımsız çalışan bir rüzgar türbininin, kanat açısının ayarlanmasıyla tork kontrolü yapılmıştır. Değişken kanat açılı rüzgar turbinleri için, tasarım sonrasında elde edilen aerodinamik gücün değiştirilebilir parametresi performans katsayısıdır. Performans katsayısı ise kanatların dikey eksende kendi etrafında çevirilmesiyle ayarlanabilmektedir. Kanat açısı ayarlanarak, rüzgardan en uygun enerji elde edilebilir ve güç değişimleri azaltılabilir. Böylece, çıkış gücü salınımları ve yüksek hızlardaki mekaniksel yüklenmelerde azaltılabilmektedir. Kanat açısını değiştirmek için kanat hareket mekanizmaları kullanılmaktadır. Birçok uygulama için kanat hareket mekanizması hidrolik veya elektrikli hareket mekanizmaları olabilirler.Yapılan çalışmada kanat hareketini sağlamak için iki farklı hareket mekanizması modeli kullanılmıştır. Bu hareket mekanizmaları, doyum sınırlarına sahip integratörlü kanat hareket mekanizması ve 3 eğim hız seviyeli kanat hareket mekanizmasıdır. Nihayetinde 3 eğim hız seviyeli kanat hareket mekanizmasının, kanatların sürekli hareketini azalttığı ancak doyum sınırlarına sahip integratörlü kanat hareket mekanizmasına göre biraz daha fazla güç salınımı yaptığı gözlemlenmiştir. Simulasyonlar için Matlab/Simulink benzetim programı kullanılmıştır.
Güç sistemlerinde frekans kontrolü
Günümüzde güç sistemleri frekans eşitliğini sağlayıp, birbirleriyle bağlanarakenterkonnekte güç sistemlerini oluşturmaktadırlar. Frekans eşitliğinin sağlanabilmesiiçinde üretim ve tüketim dengesinin çok iyi ayarlanması gerekmektedir. Üretim çokfazla artarsa frekans artar, üretim azalırsa frekans azalır. Frekansın sürekli olarak sabitkalabilmesi için çıkışlar kontrol edilerek, generatörün aktif güç çıkışları düzenlenir. Budüzenlemeye yük frekans kontrolü ya da otomatik üretim kontrolü olarak tanımlanır.Yük frekans kontrolü; birincil frekans kontrol çevrimi ve ikincil frekans kontrolçevriminden oluşmaktadır. Birincil frekans kontrol çevrimi senkron generatörün bir hızregülatörü ile kontrolünden oluşmaktadır. Birincil kontrol tek başına yeterliolmadığından frekans ve bağlantı hattı gücündeki bozulmanın oluşturduğu hatanınkendisi ve onun integrali ile orantılı bir sinyal hız regülatörüne eklenerek ikinci kontrolelde edilir.Bu çalışmada bir güç sisteminin yük frekans kontrolünü gerçekleştirebilmek için öncetek bölgeli, sonra da iki bölgeli bir güç sisteminin modeli oluşturulmuştur. Oluşturulanbu modellere kontrolör olarak PI, PID, bulanık PI ve bulanık PID kontrolörlereklenmiştir. Bulanık PID kontrolör ise yirmi beş, kırk dokuz ve seksen bir kurallı olarakuygulanmış ve bütün kontrolörler oturma zamanı, aşım miktarı ve ITA kriterlerine görebirbirleriyle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucu en iyi performansı seksen birkurallı bulanık PID kontrolörün sergilediği görülmüştür.
Bina elektrik tesisatçısı meslek standardı ve yeterliliğinin hazırlanması (Seviye 4)
Bu tez çalışmasında, inşaat sektörü için ?Bina Elektrik Tesisatçısı (Seviye 4)? adında meslek standardının ve yeterliliğinin belirlenmesi amaçlanmıştır.Tezin hazırlanması sürecinde literatür ve iş piyasası araştırmaları yapılmıştır. Literatür çalışması kapsamında, Avrupa Birliği boyutundaki eğilimler çerçevesinde meslek standartlarının ve yeterliliklerinin önemi açıklanarak ülkemizde yapılan iş piyasası çalışmaları incelenmiştir. İş piyasası çalışması kapsamında, Orhangazi ilçesinde faaliyet gösteren elektrik tesisatçılarına 3?17 Ağustos 2010 tarihleri arasında ?Kişisel Bilgi Formu?, ?Meslek Tanım Formu? ve ?Mesleki Beceri Formu? anketleri uygulanarak meslek analizi çalışması gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerin ışığında meslek standardı ve yeterliliği hazırlanmıştır. Ayrıca meslek standardı ve yeterliliklerin işlevsel bir nitelik kazanması için çeşitli öneriler sunulmuştur.Hazırlamış olduğum tez çalışmasının ülkemizde Ulusal Meslek Standartlarının (UMS) ve Ulusal Mesleki Yeterliliklerin (UMY) hazırlanması sürecine ve bu alana ilgi duyan araştırmacılara faydalı olmasını temenni ediyorum.
Bir laboratuar aydınlatma sistemi için batarya desteklemeli rüzgar-güneş hibrit güç üretim sisteminin simülasyonu ve bulanık mantık kontrolör ile enerji akış kontrolü
Bu çalışmada, Afyonkarahisar Üniversitesi Elektrik Eğitimi Bölümünde iki laboratuarda bulunan küçük güçlü alıcıların beslemesi için gerekli olan elektrik enerjisinin karşılanması hibrit rüzgar-güneş enerji üretim sistemi ile yapılmıştır. Bunun için 600 W'lık 3 fazlı sabit mıknatıslı senkron jeneratörlü (PMSG) rüzgar güç üretim sistemi (RGÜS) ile 190 W'lık 3 adet monokristal güneş panelinden oluşan güneş güç üretim sistemi (GGÜS) birleştirilerek 1170 W'lık rüzgar-güneş hibrit güç üretim sistemi kurulmuştur. Aynı zamanda tüketim fazlası olan elektrik enerjinin depolanması veya üretimin olmadığı zamanlarda enerjinin sürekliliğini yenilenebilir enerji sistemi üzerinden sağlayabilmek için 100 Ah, 12V'luk 6 adet jel deep cycle akü gurubu rüzgar-güneş hibrit güç üretim sistemine (RGGÜS) tesis edilmiştir. Daha sonra kurulumu yapılan hibrit güç üretim sistemini oluşturan sistem elemanlarının blok diyagramları Matlab/Simulink içinde bulunan SimPowerSystems kullanılarak batarya desteklemeli rüzgar-güneş hibrit güç üretim sisteminin simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra anahtarlamalı kontrolör ve bulanık mantık kontrolör tasarlanarak enerji akış kontrolü yapılmıştır. Simülasyon sonuçlarından elde edilen eğrilere bakıldığında kurulan hibrit güç üretim sisteminin dinamik davranışına paralel olarak elektriksel ve mekaniksel büyüklüklerde çok büyük bir farklılığın olmadığı görülmüştür.
Bulanık mantık kontrollü üç seviyeli diyot kenetlemeli d-statkom tasarımı ve simülasyonu
Bu çalışmada, dağıtım şebekelerinde gerilim regülasyonu ve yük kompanzasyonu için ± 55 kVAr gücünde üç seviyeli diyot kenetlemeli dağıtım statik senkron kompanzatör (D-STATKOM) tasarlanmış ve Matlab/Simulink ortamında benzetimi yapılmıştır. Tasarlanan D-STATKOM üç seviyeli diyot kenetlemeli invertör yapısında ve invertör kısmı faz kaydırmalı taşıyıcıya sahip sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (CPS-SPWM) ile sürülmektedir. D-STATKOM kontrol ünitesi senkron referans çatı altında, doğru akım hat (DA-hat) gerilimi denetleyici, alternatif (AA) gerilim denetleyici ve akım denetleyici olmak üzere üç alt kontrol ünitesinden oluşmaktadır. Bu kontrol ünitelerinde toplamda 4 adet PI denetleyici kullanılmaktadır. Bu tezde ilk olarak D-STATKOM gerilim regülasyonu sonrada yük kompanzasyonu için modellenmiştir. Bu modeller üzerinde klasik PI, 25 kurallı ve 49 kurallı bulanık PI denetleyicilerin performansları oturma zamanına göre birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Gerilim regülasyonu modelinde, DA-hat geriliminin düzenlemesi ve ortak bağlantı noktası (OBN) geriliminin düzenlemesi için en iyi performansı 49 kural tabanlı bulanık PI kontrolörle sağlandığı gözlemlenmiştir. Yük kompanzasyonu modelinde ise DA-hat gerilimi düzenlenmesi için 25 ve 49 kural tabanlı bulanık PI kontrolörlerin klasik PI kontrolörden daha iyi performansa sahip olduğu gözlemlenmiştir.
Güneş panellerinde adaptif ağ tabanlı bulanık mantık çıkarım yöntemi ile maksimum güç noktası takibi
Güneş panellerinin kullanımı günümüzde oldukça yaygınlaşmıştır. Ancak sisteme doğrudan bağlanan güneş panellerinin maksimum güç noktalarında çalışamadıkları tespit edilmiştir. Bu problemin çözülmesi için ise birçok maksimum güç noktası takip (MPPT) yöntemi oluşturulmuştur. Bu çalışmada, güneş panellerinde maksimum güç noktası takibi için adaptif ağ tabanlı bulanık mantık çıkarım yöntemi (ANFIS) önerilmiştir. Bu yöntemin önerilmesinde sistemin gerek kendi kendine öğrenebilme gerekse insan gibi karar verebilme özellikleri etkili olmuştur. Matematiksel olarak modellenmiş fotovoltaik panel çıkış değerleri farklı ışınım ve sıcaklık seviyeleri için alınmış ve ANFIS 'e aktarılmıştır. ANFIS 'in bu değerler arasındaki mantıksal ilişkiyi minimum hata değeri ile algılaması sağlanmıştır. Bir dizi işlemden sonra bu değerler ile DA-DA yükselten çeviricinin anahtarlanması ve maksimum gücün üretimi sağlanmıştır. Sistemdeki tüm elemanların matematiksel modelleri elde edilmiş ve MATLAB 2013a paket programında benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Sistem bileşenleri ve performans oranı bakımından ayrıntılı olarak incelenen sistemde, sistem bileşenlerinin tasarım ayrıntıları da verilmiştir. Benzetim sonuçları literatürde bulunan çalışmalar ile karşılaştırılmış ve kurulan sistemin avantaj ve dezavantajları üzerine değerlendirmeler yapılmıştır.
Enerji sistemlerinde bulanık mantık temelli güç sistemi kararlılaştırıcısı uygulamaları
Son zamanlarda artan güç talebinden ve kesintisiz güç ihtiyacından dolayı güç sistemlerinin enterkonnekte bağlantıları genişlemektedir. Yeni teknolojilerin kullanımından dolayı güç sistemlerinin karmaşıklıkları artmaktadır. Minimum maliyetle kaliteli enerji üretmek için güç sistemlerinin kararlılık sınırlarına yakın çalışmaları gerekmektedir.Güç sistemlerinin enterkonnekte bağlantısında güç üretimi ve talebi arasındaki dengesizlikler generatörlerin senkronizasyonunu ve kararlılığını olumsuz yönde etkilemektedir. Çeşitli sebeplerden dolayı açısal hızda ve rotor açısında salınımlar meydana gelmektedir. Düşük frekanslı salınımlar olarak tanımlanan bu salınımlar uygun sönüm elde edilemezse dakikalarca devam edebilmekte ve sistem ayrılmalarına neden olacak kadar artabilmektedir. Güç sisteminin dinamik kararlılığını iyileştirmek ve bozulmalardan kaynaklanan düşük frekanslı salınımları söndürmek için ek uyartım kontrolü sinyallerinin kullanımı üzerine birçok araştırma yapılmış ve yapılmaktadır.Bu çalışmada bulanık mantık PID (BPID) kontrol yöntemi tek makinalı sonsuz baralı sistemde Güç Sistemi Kararlı Kılıcısına (GSKK) uygulanmıştır. Simülasyon çalışmalarıyla BPID kontrol performansı Klasik GSKK (KGSKK), PID denetleyici, Bulanık Mantık (BM) denetleyici ile karşılaştırılmıştır. BPID denetleyici ile en iyi performans elde edilmiştir.
Fotovoltaik pillerin klimalara uygulanması
Bu tez, başta Afyonkarahisar ili olmak üzere, Antalya, Çanakkale, Çorum, İzmir, Konya, Mardin ve Van illeri için, belli aylarda belli ebatlarda bir odayı soğutan pencere tipi klimayı, fotovoltaik enerji ile besleyen sistemin tasarlanması ve maliyetini tespit etmek amacıyla hazırlanmıştır. Ayrıca, ülkemizde gittikçe artan fotovoltaik güç araştırmalarına yeni bir tasarımla katkıda bulunulması amaçlanmaktadır.Çalışmanın birinci bölümünde tezin amaç ve kapsamı hakkında kısaca bilgi verildikten sonra önceki çalışmalara ait kaynak özetleri verilmiştir. İkinci bölümde Güneş tanıtılmış, Türkiye için güneş enerjisinin önemine dikkat çekilmiş, fotovoltaik piller hakkında ayrıntılı bilgiler verilmiş ve bunlara klima bilgileri eklenmiştir. Üçüncü bölümde her bir ile ait sistem tasarlanmış ve birçok kaynaktan faydalanılarak bu sistemler hakkında gerekli hesaplamalar yapılıp uygulanabilir düzeye getirilmiştir. Bunun yanında maliyet hesaplamalarına da yer verilmiştir. Dördüncü bölümde yapılan tüm hesaplamalar sonucunda elde edilen sonuçlar, tablolar halinde verilmiştir. Beşinci bölümde ise elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir.Son zamanlarda Türkiye'de kamu kurum ve kuruluşları, üniversitelerin dışında bu alanda özel sektörün de başlatmış olduğu atılımlar ile fotovoltaik güç sistemlerinin kullanımı gitgide artmaktadır. Yeni çıkarılan yasalarla da bu desteklenmektedir. Bu bağlamda bu alanda yapılan çalışmalara önümüzdeki dönemlerde de yenilerinin ekleneceği aşikârdır.
Afyonkarahisar Merkez Endüstri Meslek Lisesi elektrik bölümünün modüler sisteme uyarlanması
Bu çalışmada modüler eğitim sisteminin ülkemizdeki en büyük ve kapsamlı uygulaması olan MEGEP (Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi) ele alınarak Afyonkarahisar Merkez Anadolu Teknik Lisesi Teknik Lise ve Endüstri Meslek Lisesi Elektrik Bölümü bu sisteme uyarlanmıştır.Mesleki ve Teknik Eğitim hakkında genel bilgiler verilerek modüler sistemin dünyada ve Türkiye' deki uygulamalarına değinilmiş MEGEP tanıtılmıştır.MEGEP' e göre Elektrik Bölümünün nasıl Elektrik-Elektronik Alanına dönüştüğü anlatılmış, alan öğretim programı ile ilgili genel bilgiler verilmiş, mesleğin alt dalları anlatılmıştır.MEGEP projesine göre üretilen sistemin içerisinde yetişen öğrenci kazanımları hakkında bilgiler verilmiş, öğretim yöntem ve süreleri açıklanmıştır.Afyonkarahisar ve çevresindeki işletmelere, alan ve dalları ile ilgili anket düzenlenmiştir. Bu anketle alanın alt meslek dallarından hangilerine, ne ölçüde ihtiyaç olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde alanın 10. sınıfında okuyan ve alan ortak derslerini gören öğrencilere dallar hakkında tanıtıcı seminerler verilerek dal seçim anketi uygulanmıştır.Uygulanan bu iki anket verileri incelenmiş, grafikler çizilmiş, yorumlanmış ve alanda açılması gereken dallar tespit edilmiştir. Endüstri Meslek Lisesinde, Teknik Lisede ve Anadolu Teknik Lisede açılacak dalların ders ve modül seçimleri yapılmıştır.Modüler sistemin daha sağlıklı uygulanabilmesi için bölümün geniş alanlı atölye ve laboratuarları daha küçük ve verimli hale dönüşmesi için bazı fiziki değişiklikler planlanmıştır. Ayrıca atölye ve laboratuarların modüler sisteme göre iç dizayn planları da yapılmıştır.Böylelikle pilot kurumlarda denenerek süratle ülke çapında uygulamaya konulan modüler sistemin Elektrik Bölümüne uygulanarak bölüm yeni adıyla Elektrik-Elektronik Teknolojisi Alanı haline dönüştürülmüş, bu adaptasyonu sağlayamayan diğer okullar içinde bir başvuru kaynağı oluşturulmuştur.2008, 141 SayfaANAHTAR KELİMELERModüler Eğitim Sistemi, Mesleki ve Teknik Eğitim, Endüstri Meslek Lisesi, Teknik Lise ve Anadolu Teknik Lisesi, Elektrik Bölümü, Elektrik-Elektronik Teknolojisi Alanı, Teknik Eğitim, MEGEP
Mermer kesme makinelerinde inverter parametreleri değiştirrerek elektrik enerjisi optimizasyonu
Bu çalısmada mermer kesme isleminde inverterle yapılan çalısmalar ve inverterkullanmadan yapılan çalısmalar üzerinde durulmustur. Ayrıca kullanılan inverterparametrelerinin degisiminin elektrik enerji tüketimine ve spesifik enerji üzerindeki etkisiarastırılmıstır. Kesme deneyleri için bilgisayar tabanlı dairesel testereli blok kesmemakinesi kullanılmıstır. Deneylerde Usak yesil mermeri adında bir mermer türü içinilerleme hızı ve inverter parametrelerinin enerji tüketimine etkisi incelenmistir.Deneylerin ilk asaması invertersiz olarak 0,5-0,6-0,7 m/dk. ilerleme hızlarında sabit 2866d/dk. testere dönüs hızında gerçeklestirilmistir. Daha sonraki asamalar inverter kullanılarakenerji tasarrufu modunda açık döngü V/f olarak ayarlanmıs ve 0,5-0,6-0,7 m/dk. ilerlemehızlarında ve 2389?2627?2866 d/dk testere dönüs hızlarında yapılarak tüketilen aktif güçve spesifik enerji incelenmistir. Sonuç olarak uygun kesme parametreleri belirlendigitakdirde enerji tüketiminin optimize edilebilecegi görülmüstür.Anahtar kelimeler: Bilgisayar tabanlı otomasyon, inverter, enerji tasarrufu, açık döngüV/f, spesifik enerji, optimize.
Üç eksenli CNC ile mermer işlemede elektrik enerji tüketimine etki eden parametreler
Bu çalışmada mermer sektöründe üç eksenli CNC tezgâhların kullanımının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ilk olarak Afyon Kocatepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Komisyonu tarafından desteklenen Üç Eksenli CNC freze tezgâh tasarlanıp imal edilmiştir. Üç eksenli CNC tezgâhın imal edilmesinin amaçlarından bir tanesi de tez çalışmasından sonra bu cihazın elektrik, makine ve mermer bölümü öğrencileri tarafından eğitim ve araştırma amacıyla kullanılabilmesidir.Bu çalışmada mermer kesme işleminde kullanılan elektrik enerji tüketimi ve kesme parametrelerin bu tüketime etkisi incelenmiştir. Farklı mermerleri farklı hızlarda işlerken yüksek frekans motorunun enerji analizleri yapılmıştır. Hesaplanan değerler kıyaslanarak grafiksel veriler elde edilmiştir. Deneysel verilerin elde edilmesinde ölçü aleti olarak enerji analizörü kullanılmıştır.Deneylerde kesme derinliği, ilerleme hızı ve spindle motorun dönüş hızının ortalama aktif güce ve elektriksel enerjiye etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak uygun kesme parametreleri belirlendiği takdirde enerji tüketiminin optimize edilebileceği görülmüştür.