Theses supervised by Prof. Dr. Sabir Rüstemli
11 theses · Bitlis Eren University
Enerji iletim hatlarında arıza yerinin yürüyen dalga yöntemi ile belirlenmesi ve simülasyon
Enerji İletim Hatlarında (EİH) oluşan arızaların giderilme süresi kesinti süresini ve dolayısıyla Enerji İletim Sistemlerinin güvenilirliğini ve sürekliliğini etkiler. EİH'nda oluşan arızaların yerlerinin doğru olarak belirlenmesi, arıza yerinin bulunmasını kolaylaştıracağından kesinti süresini azaltabilir. Bu çalışmada, Türkiye Elektrik İletim A. Ş. (TEİAŞ) Van Bölge Müdürlüğü bünyesindeki EİH'larında oluşan arızaların yerlerinin daha doğru bir şekilde belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda EİH'nda arıza yeri belirleme yöntemleri incelenmiş ve Yürüyen Dalga Yöntemleri ile Arıza Yeri Belirleme ile ilgili simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmada TEİAŞ Van Bölge Müdürlüğü bünyesindeki EİH'larında oluşan arızalar incelenmiş, örnek iki arızanın Yürüyen Dalga Yöntemleri ile Arıza Yeri Belirleme ve Dalgacık Dönüşümü (WT) kullanılarak MATLAB-SIMULINK ortamında simülasyon çalışması yapılmıştır. Sonuç olarak, Empedans Temelli Yöntemler kullanarak arıza yeri belirleyen koruma rölelerinin belirledikleri arıza yerinin hata payı %1 ile %4 arasında değişirken, bu çalışmadaki Yürüyen Dalga Yöntemleri ile Arıza Yeri Belirleme simülasyon çalışmalarında belirlenen arıza yerinin hata payı %0,07 ile %0,1 arasındadır.
Bitlis Eren Üniversitesi kampüs alanında rüzgar enerji potansiyelinin belirlenmesi ve simülasyonu
Yenilenebilir enerji kaynağı olan rüzgâr enerjisi; zararsız, güvenilir, tükenmeyen ve düşük maliyetli olan bir enerji kaynağıdır. Bu çalışmada, Bitlis Eren Üniversitesi Rahva yerleşkesinde 2014 yılında dokunmatik ekranlı hava istasyonu PCE-FWS 20 tipindeki rüzgâr enerji ölçüm istasyonu kurularak bir yıllık sürede beş saniyelik aralıkla ölçülen rüzgâr yönü, rüzgâr hızı, sıcaklık, bağıl nem ve hava basıncı verilerinin yirmi dakikalık ortalamaları alınarak ölçümü yapılan bölgede rüzgâr enerji potansiyelinin uygun olup olmadığı tespit edilmiştir. Bu zaman zarfında alınan tüm veriler ile rüzgâr enerjisi potansiyelinin ölçüm yapılan bölgede istatistiksel analizi yapılmıştır. Weilbull dağılımı bu bölgenin rüzgâr enerji potansiyelinin analizinde kullanılmıştır. Weibull dağılımının belirlenmesinde, grafik yöntemleri kullanılmıştır. Rüzgâr verileri analizi ve simülasyonu gerçekleştirmek üzere Matlab programı kullanılmıştır. Bölgenin aylık istatistiksel rüzgâr enerji potansiyeli analizi yapılmış olup, 20 dakika aralıklarla ortalama rüzgâr hızı ve güç yoğunluğunun değerleri hesaplanıp grafikler ile sunulmuştur.
Tünel aydınlatılması ve aydınlatmanın karşılaştırmalı analizi
Günümüzde ulaşımı sağlayan kara yolu, demir yolu ve yaya yolu gibi yolların yapımında gerek teknik yetersizlik gerekse ekonomik maliyetin yüksek olmasından dolayı yolun bir kısmı yer altından, tünellerden geçer. Sürücüyü zorlayacak, rahatsız edecek, doğa koşullarının durumuna göre sürüş güvenliğini tehlikeye atabilecek rampaları azaltmak ve seyahat mesafelerini kısaltmak için yol güzergahındaki engeller (dağ, tepe vb.) tüneller açılarak geçilmektedir. Bu şekilde yol güzergahındaki tüneller artmakta ve bu farklı özelliklerdeki tünellerin gece, gündüz aydınlatma yöntemleri değişmektedir. İyi bir tünel aydınlatmasında yaklaşılan yoldaki ile aynı rahatlık, hız ve emniyette trafik akışı sağlanması gerektiğinden tünel aydınlatma hesapları ve uygulamaları ayrı bir önem kazanmaktadır. Ayrıca tünel teknolojisinin gelişmesi ile tünel içinde ve dışında birçok donanımın kullanılmakta olup bu donanımların çeşitlerine göre elektrik ihtiyaçları çeşitlilik göstermektedir. Yapılan bu tez çalışmasında; Tünel aydınlatmasının öneminden bahsedilerek aydınlatmanın temel ilkeleri detaylı olarak incelenmiştir. Bu ilkeler ışığında Bitlis ilindeki 8 Ağustos Tünel'inin aydınlatılmasını ve aydınlatmanın karşılaştırılmalı analizi yapılmıştır. 8 Ağustos Tüneli mevcut durumdaki aydınlatması yüksek basınçlı sodyum buharlı armatürlerle yapılmakta olup gereken enerjinin tümü şebekeden sağlanmaktadır. Bu çalışma kapsamında 8 Ağustos Tünel'inin mevcut durumda aydınlatma için harcadığı enerji gerçek verilerle elde edilmiş ve daha sonra aynı sistemin LED aydınlatma ekipmanları kullanılarak yapıldığında alınan sonuçlar ilk durumla karşılaştırılmıştır. Bu çıkan analiz sonuçları Matlab/Simulink programında modellenmiştir.
Koordinat tabanlı güneş takip sistemi tasarımı
Yaşadığımız çağda insan nüfusunun sürekli artması ve teknolojinin hızlı bir gelişim göstermesi kullanılan enerji miktarının da devamlı olarak artmasına sebep olmaktadır. Dünyada fosil yakıtların rezervlerinin azalması ve çevreye verdiği olumsuz etkilerden dolayı, elektrik enerjisi üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. YEK kaynaklarından olan güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etme yöntemlerinin başında fotovoltaik (FV) paneller gelmektedir. FV panellerin verimlerinin arttırılmasına yönelik çalışmaların çoğu FV hücrenin kimyasal yapısı ile ilgili olmuştur. FV panelin üzerine düşen güneş ışınımın, FV panel tarafından ne kadar elektrik enerjisi ürettiğine etki eden diğer bir faktör ise güneş ışınlarının FV panel yüzeyi ile yaptığı açıdır. Bu açı değeri ne kadar dik olursa FV panelin ürettiği elektrik enerjisi o kadar yüksek olmaktadır. Bu tez çalışmasında, güneş takip sistemlerinin (GTS) FV panellerin kazançlarına etkisinden bahsedilmiş olup, GTS çeşitleri detaylı olarak anlatılmıştır. GTS'lerin birbirleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Koordinat tabanlı güneş takip sistemi (KTGTS) tasarlanabilmesi için gerekli olan güneş açıları ile ilgili bilgiler ve hesaplamalar verilmiştir. Bu bilgiler ışığında bir GPS modül, manyetik (pusula) ve ivme ölçer kullanılarak, gerekli olan açı bilgileri elde edilmiş olup, bu bilgiler geliştirilen bir yazılım ile Ardunio Mega2560 mikrodenetleyicisi kullanılarak çift eksenli KTGTS tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem sabit açılı sistem ile karşılaştırılması yapılarak, %33-38 oranında kazancının daha fazla olduğu gözlemlenmiştir.
Kampüs enerji yönetimi ve uygulamaları
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. İnsanlık, tarih boyunca hayatta kalma mücadelesi vermiştir. Mücadele, güç gerektirdiği için insanoğlu kendi gücünün yanında doğanın da gücünü kendi yaşamında kullanmak için çareler aramıştır. Gelişen dünyada bilim adamlarının katkısıyla birçok enerji türü keşfedilmiş ve insanlığın yaşamının temel ve lüks ihtiyaçlarını gidermede kullanılmak için hizmetlerine sunulmuştur. Ancak yenilenemez enerjinin kısıtlı olması ve insanlığın enerji ihtiyacının sınırsız olması enerjinin yönetilmesi sonucunu doğurmuştur Enerji yönetimi, insanlığın yaşam standartlarından (konfor şartlarından) ödün vermeden ihtiyaçlarını gidermede ve yaşamını kolaylaştırmada kullanılan teknolojilerin maliyetlerini azaltıp, çevreye en az zararla dış faktörlerin de etkisini katarak tasarruf projeleriyle minimum seviyeye düşürmektir. Bu çalışmada, Muş Alparslan Üniversitesi kampüsünde bulunan binaların mimari ve enerji tüketim verileri toplanarak ulusal yazılım olan BEP-TR programından faydalanarak binaların yıllık enerji tüketim değerleri ve sera gazı emisyonları teorik olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler dört yıllık gerçek enerji tüketimleri ile karşılaştırma yapılarak durum analizi yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda dış ortam sıcaklığının toplam enerji (yakıt ve elektrik) tüketimini etkileyen en önemli parametre olduğu görülmüştür.
Güç sistemlerindeki harmoniklerin ve araharmoniklerin bilgisayar destekli modellemesi ve simülasyonu
Elektrik enerjisinin talebinde meydana gelen artış ile birlikte, daha güvenilir ve daha kaliteli enerjiye ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu kavram elektrik mühendisliği alanında "güç kalitesi" başlığı ile yerini almıştır. Günümüzde sanayide kullanılan güç elektroniği elemanları, transformatörler, ark fırınları, konverterler vb. harmonik yayan elemanlar güç kalitesinin bozulmasına sebep olmuş ve sonuç olarak da harmoniklerden kurtulma yollarına bizi sevketmiştir. Kaliteli elektrik enerjisinin sağlanabilmesi için enerjinin devamlılığı, gerilimin ve frekansın stabilliği, güç faktörünün 1'e yakınlığı, faz gerilimleri dengesi ve gerilimdeki harmonik miktarlarının belli değerlerde kalması gibi bazı kriterler göz önünde bulundurulmalıdır. Yapılan bu tez çalışmasında, güç sistemindeki harmonik ve araharmoniklerin analizi yapılabilmesi için ve sistemdeki oluşan etkinin görülebilmesi amacı ile MATLAB / Simulink programında seri aktif güç filtresi, farklı nonlineer yüklere karşı modüle edilip simülasyonu yapılmıştır. Sistemdeki harmonikler ve araharmoniklerin yok edilmesinin ve filtrelemeye karşı vermiş oldukları tepkinin görülebilmesi için FFT analiz programı ile sonuçlar gösterilmiştir. Nonlineer yükleri olan güç sistemindeki harmonik ve araharmoniğin filtrelemeden önce ve filtrelemeden sonraki oluşturduğu sonuçlar analiz edilmiş ve incelenmiştir. İnceleme sonucunda alınabilecek önlemler ile ilgili önerilerde bulunulmuştur.
Nesnelerin interneti cihazlarda derin öğrenme kullanarak eylem algılama
Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojisi akıllı teknolojik cihazların birbiri ile iletişime geçip haberleşmesidir. Bununla birlikte Nesnelerin İnterneti (IoT) gelişimiyle beraber gün geçtikçe, akıllı uygulamaların ve birbirine bağlı olan cihazların sayısı artmaktadır. Derin Öğrenme (DL) yöntemi toplanan çok miktarda ham verinin işlenmesi, zekâ ve uygulama yeteneklerini daha da geliştirmek için gerekli hale gelmiş durumdadır. Araştırmacıların çoğunluğunun eylem algılama üzerine yoğunlaştığı görülmektedir. Deep learning kullanılarak IoT cihazlarında doğrudan eylem algılaması yaygın bir yöntem değildir. Derin Öğrenme uygulamaları yüksek CPU, RAM ve depolamaya ihtiyaç duyduğundan IoT cihazlarında standart Derin Öğrenme tekniklerinin kullanılması zordur. Bu tez çalışmasında farklı olarak derin öğrenme tekniklerinin IoT cihazlarında kullanılması ile eylem algılama işlemi doğrudan kenar cihazında yapılmasın üzerine çalışılmıştır. Bunun için 3 farklı gerçek IoT cihazı üzerinde mini boyutlu Derin Öğrenme (DL-Lite) teknikleri uygulanmıştır. Bu tekniklerin IoT cihazlarında uygulanması sonucunda ortaya çıkan algılamada doğrululuk, gecikme ve cihazların sıcaklığı gibi parametrelere göre IoT cihazların ve mini Derin Öğrenme tekniklerinin kıyaslanması gerçekleştirilmiştir.
Hidroelektrik santrallerinde enerji verimliliğine türbinin etkisi
Her geçen gün artan enerji ihtiyacını karşılamak için güçlü enerji politikalarına ihtiyaç bulunmaktadır. Dünya, enerji ihtiyacını karşılamak için yıllardır fosil yakıtları kullanmaktadır. Ancak bu kaynakların zararlı olması, yakın tarihte tükeneceğinin öngörülmesi gibi sebepler, yenilenebilir enerji ve verimlilik çalışmalarını ülkeler için öncelik haline getirmiştir. Hidroelektrik santralleri yenilenebilir enerji kaynakları arasında gösterilmektedir ve bu santrallerin verimlilikleri de yüksektir. Ancak zaman içerisinde yaşanan yıpranmalar santrallerde performans ve verimlilik düşüşlere neden olmaktadır. Santral verimliliğini etkileyen en önemli faktör ise türbindir. Santrallerde yapılacak olan saha performans testleri ile teçhizatın mevcut durumu sağlıklı bir şekilde görülebilir, verim izleme sistemi ile ünite, generatör, türbin, santral verimleri anlık olarak izlenebilir. Böylece teçhizatlara gerekli müdahaleler zamanında yapılabilir, performanstaki düşüşlerin önüne geçilebilir. Bu çalışmada, Hidroelektrik Santrallerinde Enerji Verimliliğine Türbinin Etkisini tespit etmek için Alpaslan-1 HES'te verim izleme sistemi kurulmuş, boya seyreltme ile debi ölçüm metodu ve Winter-Kennedy metodu kullanılarak türbin saha performans testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan testlerde türbin veriminde %3,5 oranın da bir kaybın olduğu tespit edilmiştir.
Otomatik sayaç okuma sisteminin elektrik dağıtım şebekelerindeki teknik olmayan enerji kayıplarının azaltılmasına etkisi
Elektrik enerjisi, üretildiği santralden tüketiciye kadar ulaştırılmasında teknik ve teknik olmayan enerji kayıpları oluşmaktadır. Teknik enerji kayıpları, malzemelerden kaynaklandığı için bellidir. Teknik olmayan enerji kayıpları ise kullanımdan kaynaklandığından tespiti güçtür. Teknik olmayan enerji kayıplarının bir kısmı sayaç okumalarından kaynaklanmaktadır. Elektrik dağıtım şebekelerinde tüketilen elektrik enerjisini kaydetmek için kullanılan elektrik sayaçları geniş bir alana yayılmıştır. Bu nedenle, elektrik sayaçlarından okunan verilerin hatasız bir şekilde toplanması mümkün olmamaktadır. Ayrıca tüketilen elektrik enerjisinin ölçülmemesi durumu da önemli bir problemdir. Bu problemlere Otomatik Sayaç Okuma Sistemi (OSOS) ekonomik bir çözüm sunmaktadır. OSOS, günümüzde klasik sayaç okuma yöntemlerinin yetersiz kaldığı durumlarda önemli bir avantaj sağlamaktadır. Bundan dolayı, bu istemlere olan ilgi, gelişen teknoloji ile birlikte her geçen gün biraz daha artmaktadır. Nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak enerji ihtiyaçları sürekli artmaktadır. Artan enerji ihtiyacının karşılanması için elektrik enerjisi üretiminde kullanılan enerji kaynaklarının ve enerjinin verimli kullanılması gerekir. Enerji verimliliği, OSOS gibi veri toplama ve yönetimi sistemlerinin, enerji sistemleriyle uyumlu bir entegrasyonu ile sağlanabilir. Bu tez çalışmasında, OSOS'un yapısı, faydaları ve OSOS uygulaması olan güç hattı üzerinden haberleşme (PLC) sayaçların kullanılmasıyla elektrik dağıtım şebekelerindeki teknik olmayan enerji kayıplarının azaltılmasına etkisi incelenmiştir. İncelemede, Bitlis ilindeki enerji tüketim verilerinden faydalanılmıştır. Yıllık bazdaki kayıp kaçak oranlarında, teknik enerji kayıplarının payı bir önceki yıl ile aynı oran olduğu kabul edilmiştir. Yapılan değerlendirmede, 2019 yılında kayıp kaçak oranı % 36,28 olduğu, 2020 yılında kayıp kaçak oranı % 35,10 olduğu, 2021 yılında kayıp kaçak oranı % 29,82 olduğu ve 2022 yılında kayıp kaçak oranı % 25,32 olduğu tespit edilmiştir. 2019 yılından 2022 yılına kadar kayıp kaçak oranlarında oluşan azalma, teknik olmayan enerji kayıplarındaki azalma olarak anlaşılmaktadır. Bu durum, OSOS'un elektrik dağıtım şebekelerindeki teknik olmayan enerji kayıplarının azaltılmasında önemli bir katkısı olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca teknik olmayan enerji kayıpları konusunda daha sonra yapılacak çalışmalar için öneriler sunulmuştur.
ULTRA HD LED televizyonların bilgisayar destekli arıza tespiti ve çözüm yöntemi
ULTRA HD LED televizyonlar iletişim ve haberleşme alanında günden güne değişmeler, gelişmeler ve farklı kullanım alanları oluşmaktadır. ULTRA HD LED televizyonlar gelişmekte olan sistemler çeşitliliği ve sayıları son yıllara oranla artış gösteriyor. Kullanım alanlarına göre maliyet artışı, enerji problemleri yeni çözümler ve yöntemlerin gelişmesine yol açmaktadır. Enerji tüketimi ise bu alanda çözüm bulunmaya çalışılan problemlerin başında geliyor, çünkü kullanılan ULTRA HD LED televizyonlar aktarılan verinin boyutu ve ekran genişliği ile enerji tüketimi artmaktadır. ULTRA HD LED sisteminin gelişmesiyle ortaya çıkan teknolojiler, düşük güç kullanımını, geniş alanlardaki görüntüyü destekliyor ve kullanım alanı çeşitliliğini arttırıyor. Yüksek çözünürlüklü televizyon artık dünyanın birçok yerinde tüketicilerin evlerine sıkıca yerleştirilmiştir. Geçmişten günümüze kadar ve teknolojinin hızla gelişmesiyle birlikte daha büyük ekran olasılığını sunan panel ekranları eski katot ışınlı tüplü televizyonlar ardından dijital televizyonun tanıtımı derken teknolojinin son harikası olan ULTRA HD LED televizyonlar üretilmiştir. Bu televizyonlar internet, uydu, ekran büyüklüğü, düşük elektrikte çalışma, video görüntü oynatma, resim görsellerini gösterme gibi birçok özelliği içerisinde barındırır. ULTRA HD LED televizyonlar besleme kartı ve ana kart olmak üzere iki elektrik aksamından oluşur. Ana karta bağlı olarak içerisinde bulunan 25Q32 entegre sayesinde ULTRA HD LED televizyonların birçok özelliğinden faydalanabilir. Yüksek gerilim gelmesi sonucu ya da yanlış yazılım atılması durumunda bu entegreler devre dışı kalarak televizyonların arızalanmasına neden olur. Bu tezin amacı sık sık arızalanan hafıza entegreleri ve ana kart üzerinde bulunan aktif devre elemanlarını nasıl ve ne gibi önlem alarak zarar vermeden düzeltebilmek ve bununla ilgili çözüm yöntemi geliştirmektir. Görüntü oranı, alınan sinyal gücü, veri hızı gibi ULTRA HD LED televizyonun ömrü açısından çeşitli ölçümler sağlayarak bu tür arızaları gidermek içindir. Elde edilen ölçümlerle, ULTRA HD LED televizyonların bilgisayar yardımıyla arıza tespiti ve çözüm yöntemi incelenmiş ve bilinçli kararlar alınmasını sağlayacağını tahmin ediyoruz.
Muş Alparslan Üniversitesi kampüsünün elektrik enerji kalitesinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında Muş Alparslan Üniversitesi kampüsünde bulunan dağıtım trafoları güç kalitesi problemlerinden olan akım ve gerilim harmonikleri açısından incelenmiştir. Kampüste bulunan trafolarda enerji analizörü ile yapılan ölçümlerde akım ve gerilim harmonikleri kayıt altına alınmıştır. Ölçümler sonucunda elde edilen akım ve gerilim harmonikleri incelenmiştir. Yapılan ölçümlerde akım harmoniklerinin standart limitlerin üzerinde olduğu gerilim harmoniklerinin ise standart limitlere uygun olduğu belirlenmiştir. Akım harmonik değerleri kullanılarak Matlab/Simulink ortamında üç fazlı nonlineer yük modelleri oluşturulmuştur. Bu modellerin toplam harmonik bozulma (THD) oranları, enerji analizörü ile ölçülen değerlere oldukça yakın sonuçlar vermiştir. Matlab/Simulink ortamında akım harmoniklerini elimine edecek paralel aktif güç filtresi tasarlanmış ve her bir trafo için paralel aktif güç filtresinin performansı incelenmiştir.