Electrical energy
128 theses under this subject heading
İstanbul ilinde bir işletmenin elektrik enerji ihtiyacının güneş enerjisi ile karşılanmasının araştırılması
Çalışmada İstanbul ili Büyükçekmece ilçesinde bulunan bir sanayi işletmesinde enerji ihtiyacının fotovoltaik güneş panelleri ile karşılanması araştırılmıştır. Teknolojik gelişmelerin ve insan popülasyonun artması, tüketim ihtiyacına yönelik olarak üretimin artması ile küresel çapta enerji ihtiyacı artış göstermektedir. Sanayi işletmelerinde elektrik enerjisi giderleri en büyük gider kalemlerinden birini oluşturmaktadır. Bu durum enerjiye olan ihtiyacın ve üretim giderlerinin azaltılmasının istenmesi ile enerjinin karşılanmasına yönelik olarak farklı alternatif arayışlara neden olmaktadır. Bu nedenle enerji ihtiyacının karşılanmasında alternatif enerji kaynakları büyük önem taşımaktadır. Çalışmamızda yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinin fotovoltaik sistemlerle elektrik enerjisine dönüştürülmesi ile bir sanayi işletmesinin elektrik enerji ihtiyacının karşılanması araştırılmıştır. Çalışmada, İstanbul ili Büyükçekmece ilçesinde sanayi sitesi içinde yer alan işletmede tüketilen elektrik enerjisinin işletmenin atıl vaziyette bulunan çatı alanı'nın elektrik enerjisi üretiminde aktif olarak kullanılması ile işletmenin enerji giderlerinin azaltılmasına yönelik olarak kurulan sistemin mono-kristal veya poli-kristal panel kullanılması durumunda amortisman süreleri hesaplanmıştır. Seçilen işletmenin çatısında kurulacak olan fotovoltaik güneş enerjisi sisteminin toplam gücü, inverterlerin toplam gücü ve elde edilecek elektrik enerjisi üretim kapasitesi hesaplanmıştır. Araştırmada İstanbul ili Büyükçekmece ilçesinde bulunan sanayi işletmesinde 465 W panel kullanıldığında kullanılacak toplam panel gücü 180,885 kWp ve sistemden yıl içinde elde edilebilecek elektrik enerjisi 242.482,60 kWh olarak bulunmuştur. Sistemin kendini amorti etme süresi 3,46 yıldır.
Türkiye için kısa vadeli elektrik enerjisi talep tahmini
Bu çalışmada, Türkiye elektrik talebini etkileyen faktörler belirlenmiş ve elektrik talebini öngören ekonometrik bir model geliştirilmiştir. Yapılan literatür araştırması ve korelasyon testleri sonucunda sıcaklık, nem, güneşlenme süresi, sepet döviz kuru, hane halkı tüketimleri, piyasa takas fiyatı, sistem marjinal fiyatı, kapasite kullanım oranı, sanayi üretim endeksi ve gayri safi yurt içi hasıla (GSYİH) faktörlerinin elektrik tüketimini etkilediği sonucuna varılmıştır. Aralık 2012-Mart 2016 dönemine ait günlük frekansta verilerin kullanıldığı çalışmada, yöntem olarak En Küçük Kareler yöntemi tercih edilmiştir. Analizlerde 2012-2015 yılları arası veriler modelin geliştirilmesi, 2016 yılı ilk çeyreğine ait veriler ise kurulan modelin test edilmesi amacıyla kullanılmıştır. Modele, elektrik tüketimindeki otoregresif yapıyı ve mevsimsel etkiyi yansıtabilmek amacıyla önceki günlere ait elektrik tüketim değerleri ile zaman kukla değişkenleri de dahil edilmiştir. Eviews 8 programı kullanılarak yapılan analizlerde sıcaklık, nem ve bir önceki güne ait elektrik tüketimi değişkenleri ile oluşturulan modelin en başarılı sonucu verdiği görülmüştür. 2016 yılı ilk çeyreği için yapılan öngörüler gerçekleşen elektrik tüketim miktarları ile kıyaslandığında en düşük %0,04 ve en yüksek %7,5 sapma oranları hesaplanmıştır. Kurulan model ile Türkiye elektrik tüketimindeki artış trendi ve mevsimsel dalgalanmalar büyük ölçüde yakalanmıştır. Anahtar Kelimeler: Türkiye elektrik tüketimi, elektrik talep tahmini, en küçük kareler yöntemi.
The role of energy in regional development: A case study for Duhok
The main purpose of this study is to examine the role of energy in the regional development process in the context of electricity demand in Duhok Case. Electricity demand has played an essential role in both the economic growth and economic development processes of developing countries. Electricity demand worldwide has experienced significant changes over time, and it has also affected regional development processes. Particularly in the stable political environment that emerged as a result of regime change in Iraq, the economic development process has led to a significant change in electricity demand. As a result of this change, power outages are a principal problem the crisis of energy in the form of electricity demand in Duhok. In this respect, this study examines the electricity demand between 1995-2003 and 2003-2017, which is essential to explain the change in electricity demand in Duhok and attempts to explain the role of this demand in the economic growth process.
İndüksiyonlu ısıtma destekli yakıt pili veriminin deneysel olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında, indüksiyonlu ısıtma destekli bir yakıt pilinin elektriksel verimi deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışma kapsamında, hızlı ve etkili bir ısıtma türü olan indüksiyonlu ısıtma yöntemiyle moleküler haldeki hidrojen ve oksijen gazlarının yakıt hücresinin giriş terminallerinde sıcaklığın etkisi sonucu kademeli bir iyonizasyonla atomik hale dönüştürülerek yüksek enerji verimliliğine sahip kombine bir yakıt hücresi sistemi üretmenin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Hidrojen gazı, sisteme beslenmeden önce hücre girişinde indüksiyon ısıtma sistemi yardımıyla bir ön ısıtmadan geçirilerek atomik hale getirilmiş ve bekletilmeden hücreye aktarılmıştır. Gaz akış hızı ve ısıtma miktarı parametreleri değiştirilerek her adımda yakıt pili hücresinin akım ve gerilim değerleri ölçülmüş ve kaydedilmiştir. Daha sonra alınan bu değerler grafik ortamında değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. Yakıt pili hücresi içerisinde reaksiyon sonucu oluşan gaz ve saf su ile reaksiyona girmeden çıkan gazlar ise hücrenin gaz/sıvı çıkış terminallerinden dışarıya akıtılarak deşarj edilmiştir. Deneysel veriler ışığında elde edilen sonuçlara göre, sıcaklığın yakıt pili teknolojisinin üzerinde önemli bir etkisi olduğu görülmüştür. Teorik yaklaşımlar da bu durumu doğrular niteliktedir.
Öznitelik seçimi ve makine öğrenimi kullanılarak enerji iletim, kontrol ve yönetim sistemlerinde siber güvenlik analizi
Enerjinin iletimi, denetimi ve yönetiminin yapıldığı SCADA benzeri sistemlerin internet ağına bağlı olarak çalışmaları ve ağ üzerinden güvenli bir şekilde veri iletmeleri beklenmektedir. Enerji denetim ve yönetim sistemlerinde, sisteme yapılacak siber saldırılar sonucu verilerde oluşabilecek hataların sınıflandırılması ile sistemin korunmasını sağlayabilecek akıllı sistemlerin geliştirilmesi mümkündür. Fakat büyük çaplı sistemler için geliştirilecek akıllı sınıflandırma algoritmalarında en büyük problem öznitelik uzayının oldukça büyük olmasıdır. Böyle sistemler için doğru şekilde öznitelik azaltma önemlidir. Bu çalışmada birbirine ardışık bağlı öznitelik seçim algoritmalarının hem zaman hem sınıflandırma başarısına etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Böylece her bir öznitelik seçimi sonrası elde edilen öznitelik matrisleri ile sistem performansının iyileşip iyileşmediği incelenecektir. Geliştirilen algoritma için 128 farklı iletim hattı ölçüm parametresinin öznitelik uzayından oluşan açık kaynaklı bir veri seti kullanılmıştır. Çalışmada izlenen metodoloji temel olarak dört ana adımdan oluşmaktadır. Çalışmada her adımda sınıflandırıcı olarak 5'li komite yapısına sahip, oy çokluğu ile karar veren, sabit parametreli (katman sayısı, nöron sayısı, öğrenme oranı ve momentum katsayısı) çok katmanlı algılayıcı (MLP) tercih edilmiş ve 10 katlamalı çapraz doğrulama yöntemi uygulanmıştır. İlk adım olarak tüm veri seti doğrudan MLP ağları ile sınıflandırılmış, başarı ve sınıflandırma eğitim süreleri kaydedilmiştir. İkinci adımda ilk öznitelik seçim yöntemi olarak ANOVA analizi kullanılmış ve p-değeri 0,05'den büyük olan öznitelikler elenmiştir. İlk öznitelik seçimi sonrasında elde edilen öznitelik matrisi aynı özelliklere sahip MLP ağı ile sınıflandırılmış, başarı ve eğitim süresi kaydedilmiştir. Üçüncü adımda ise özniteliklerin arasındaki korelasyona bakılmıştır. En düşük p-değerine sahip öznitelikten başlayarak korelasyon katsayısı |r|<0,7 den küçük olan öznitelikler bu yöntemle seçilerek sınıflandırma algoritmasına sokulmuş ve başarı ile süre değerleri kaydedilmiştir. Son öznitelik seçim yöntemi olarak ise ReliefF algoritması kullanılarak öznitelikler kendi aralarındaki ilişkiye bağlı olarak ağırlıklandırılarak sıralanmıştır. Elde edilen sıralanmış özniteliklerden ise maksimum ve minimum değere sahip özniteliklerin ortalaması alınarak, bu değerden daha yüksek ağırlık değerine sahip öznitelikler sınıflandırma işlemine sokulmuştur. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde tüm veri seti için, MLP ağının aşırı öğrenme problemi ile karşılaştığı ve sınıflardan ikisini hiçbir şekilde sınıflandıramadığı görülmektedir. Sınıflandırma performansı %21 civarında olurken, yaklaşık eğitim süresinin 63,14 saniye civarında olduğu gözlemlenmiştir. İlk öznitelik seçim işlemi sonrası 128'den 82'ye inen öznitelik sayısı ile elde edilen sınıflandırma başarısı ise %89,11 civarında olurken, eğitim süresi 205,82 saniye civarında sürmektedir. Korelasyon katsayılarına bağlı olarak gerçekleştirilen ikinci öznitelik seçme işlemi sonrasında ise 24 öznitelik sınıflandırma işlemi için uygun değerlere sahip olmuştur ve bu öznitelikler ile %85,32'lik bir sınıflandırma başarısı elde edilirken işlem süreci 17,69 saniye sürmüştür. Son öznitelik seçme işlemi sonrasında ise 6'ya düşen öznitelik sayısı ile 7,4 saniye süren sınıflandırma işlemi sonrasında %84,49'luk bir sınıflandırma başarısı elde edilmiştir.
Hatay ili biyogaz enerjisi potansiyelinin incelenmesi
Günümüzde yaşamın devam edebilmesi için temel ihtiyaçlardan birisi enerjidir. Sürekli olarak hızla büyüyen sanayi, teknolojik gelişmelerin hız kazanması enerji ihtiyacının artmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle artan enerji ihtiyacına cevap verebilmek için enerji kaynaklarının verimli kullanılması gerekmektedir. Ancak son dönemlerde fosil yakıt kaynaklarının tükenmeye başlaması dünya ülkelerini endişelendirmiştir. Bu yüzden ülkeler alternatif enerji kaynakları arayışı içerisine girmiştir. Çevre dostu, üretimi tüketiminden hızlı olan ve sonsuz enerji kaynaklarından enerji üretmek için çalışmalar yapmışlardır. Enerji tüketiminin artması ile doğru orantılı olarak enerji üretiminin de artması gerekmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelen ülkeler ilk yatırım maliyetleri yüksek olsa da problem olmadan enerji üretimi ile enerji ihtiyaçlarını karşılayarak kısa vadede ilk yatırım maliyetlerinin geri dönüşümünü sağlamışlardır. Türkiye bulunduğu coğrafi bölge olarak yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli açısından oldukça elverişli bir konuma sahiptir. Ekvatora yakın olması ve rüzgar potansiyelinin yüksek olması ile birlikte geçim kaynaklarının başında tarım ve hayvancılık gelmektedir. Yani sosyoekonomik şartlarda yenilenebilir enerjiyi desteklemektedir. Bu yüzden mevcut şartların değerlendirilmesi ile oldukça yüksek bir enerji potansiyeli vardır. Bu çalışmada: Türkiye'nin en önemli enerji potansiyellerinden birisini bünyesinde barındıran Hatay ilinin biyogaz enerjisi üretim potansiyeli incelenmiştir. Sanayi alanında hızla gelişmekte olan Hatay ilinde enerji üretimi konusunda da birçok çalımalar yapılmaya başlanmıştır. Önemli geçim kaynaklarından birisinin tarım ve hayvancılık olması nedeniyle değerlendirilmesi gereken yüksek biyogaz enerji potansiyeli barındırmaktadır. Hatay ilinde mevcut şartlar altında hayvansal atıklardan yıllık olarak 52,156,774.06 m3 lük biyogaz üretilir. Bu biyogazın değerlendirilmesi ile 244.31 GWh enerji üretimi gerçekleştirilir. Biyogaz enerjisinin üretilmesi ile birlikte 211,490 ton-CO2 karbon salınımı önlenecektir. Biyogaz enerjisi üretiminin için gerçekleştirilebilmesi için gerekli olan santral maliyeti 234,900,000 TL'dir. Hatay ilinde santral kurularak enerji üretiminin hayata geçirilmesi ile birlikte tesis kendini 3.5 yılda geri ödemektedir.
Hidrojen yakıt hücreli araçlarda kontrol stratejisi geliştirilmesi
Hidrojen yakıt hücreli araçların gelişim sürecinin hızlanmasıyla, araçta depolanan enerjiyi en üst düzeye çıkarmak ve aracı yüksek verimlilikle kullanmak oldukça önemli hale gelmiştir. Bir hidrojen yakıt hücreli araçta bulunan yakıt hücresi, ani ve yüksek güç taleplerinde tek başına yeterli değildir. Bu sorunun çözümü için yakıt hücresiyle birlikte yüksek enerji yoğunluğuna sahip batarya ve yüksek güç yoğunluğuna sahip süperkapasitör teknolojileri, aracın ekstra güç ve enerji taleplerini karşılamak için kullanılır. Bu çalışmada birincil enerji kaynağı olarak bir proton değişim membranlı yakıt hücresi (PEMFC) ve enerji depolama teknolojisi olarak da bir lityum iyon batarya ile bir süperkapasitör kullanılmıştır. Bu teknolojiler, aracın çekiş motorunun ihtiyacı olan gücü uygun şekilde sağlamak için DC/DC güç dönüştürücüleri ile DC baraya bağlanmıştır. Böylece aracın sistem performansı, elektrik şebekesinden bağımsız olarak incelenmiştir. Burada uygun bir enerji yönetim sistemi ile iyi tasarlanmış bir kontrol stratejisi geliştirilmiş ve bu da hem verimliliği hem de araç dinamiklerini artırmıştır. Sonuçlar hidrojen yakıt tüketimi, enerji verimliliği ve kontrol sistemlerinin sürdürülebilirliği açısından analiz edilmiştir.
Teknik elemanların yenilenebilir enerji kaynaklarına bakış açıları
Yenilenebilir enerji; doğal kaynaklardan elde edilebilen, bol, temiz ve tükenmez bir enerji kaynağı olup; kullanıcısına enerji tasarrufu/verimlilik imkânı tanıması, ekosisteme olan katkısı ve gelecek nesillere daha temiz bir çevre bırakmak adına sürdürülebilirlik için büyük önem arz etmektedir. Bu kaynakların; enerji açısından dış ülkelere olan bağımlılığı azaltması, lojistik avantajlara sahip olması ve çalışan istihdamına katkı sağlaması da kullanımı konusunda kişileri/işletmeleri/devletleri teşvik eden diğer önemli hususlardandır. Bu çalışmada TR63 bünyesindeki Hatay, Osmaniye ve Kahramanmaraş illerinde, yenilenebilir enerji kaynaklarının tasarımında, proje kontrolünde, imalatında veya denetim aşamasında görev alan 170 kamu ve özel sektör teknik elemanlarının tecrübeleri ışığında bir anket uygulaması yapılmıştır. Çalışma kapsamında toplanan veriler tanımlayıcı istatistiksel yöntemler, göreceli önem indeksi, ki-kare bağımsızlık testi ve faktör analizi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları literatür bulguları ile tartışılmıştır. Çalışma sonucunda; ankete katılan teknik elemanlardan inşaat mühendisleri ve mimarların yenilenebilir enerji kaynaklarına olan farkındalık düzeyleri arasında büyük farklar olmadığı, kamu ve özel sektörde çalışanlar arasında da bu konuda bir fark bulunmadığı; yenilenebilir enerjiyi ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinde amaçlı kullandıkları; mekanik ve elektronik aktif sistemleri, pasif sistemlere göre daha çok tercih ettikleri belirlenmiştir. Ayrıca bu kaynaklar ile elektrik ve yakıt üretiminin de sağlanabildiği, ihtiyaç duyulan enerjinin konfor koşullarından ödün vermeden minimum seviyede tutulmasının mümkün olduğu ifade edilmiştir. Çalışmanın yapıldığı TR63 bölgesinin iklim koşullarına uygunluğu nedeniyle güneş ve rüzgâr enerjisinin en çok kullanılan yenilenebilir enerji kaynağı olduğu tespit edilmiştir.
Çanak tipi güneş enerjisi sisteminden elektrik üretiminin bilgisayar yazılımı ile takibi
Artan elektrik enerji ihtiyacını karşılamak ve elektrik enerjisinin ulaştırılmasının mümkün olmadığı durumlarda alternatif olarak güneş enerjisinden elektrik üretimi kullanılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynağı kullanılarak FV sistemden ve Stirling motordan elektrik üretimi sağlanmaktadır. Sistemde çanak tipi yansıtıcı, güneş paneli, Stirling motor, arduino uno mikrodenetleyicisi, gerilim ve akım sensörü, bluetooth modülu, internet modülu, sıcaklık nem sensörü, android studio editöründe geliştirilmiş android arayüz yazılımı, verilerin tutulduğu web sayfası ve arduino yazılımı kullanılmaktadır. Mikrodenetleyici sayesinde okunan güç değerleri, sıcaklık ve nem bilgisiweb sayfasında kayıt altına alınmaktadır. Ayrıca Visual Studio yardımıyla yazılan C# programıyla da verilerin analizi yapılmaktadır. Aynı şekilde mobil cihazdan da okunan bu değerler kullanılan veri tabanı sayesinde saatlik olarak saklanmaktadır. Elde edilen veriler incelendiğinde motordan en fazla güç 0,7 W, fotovoltaik pilden ise 0.9 W enerji üretimi gözlenmektedir. Prototip amaçla kurulan bu sistemde elde edilen güçler yeterli düzeydedir. Sistemin verimliliği acısından kıyaslama olanağı sunan bu tez kurulum yapacak kişilere yardımcı olmaktadır. Sistem çalışma prensibi çanak tipi yansıtıcı uygun şekilde odaklanarak Stirling motorun çalışmasını sağlanmaktadır. Uygun açıyla yerleştirilen fotovoltaik panelden de elektrik üretimi sağlanmaktadır. Elde edilen veriler sayesinde web sayfasında grafikler dinamik olarak çizilip, mobil cihaz tarafından da kıyaslama yapılmaktadır. Grafiklerin görüntülenmesi istenirse yakın mesafeden istenirse internet üzerinden anlık olarak takip edilebilmektedir. Sistem verimliliği hakkında bilgi veren bu tez çalışması yapılacak yatırımlara yön verecektir.
Veri ön işleme teknikleri ile kısa dönem elektrik tüketim tahmininde makine öğrenmesi modelleri: İzmir ili örneği
Son yıllarda insan nüfusunun artması ile birlikte elektrik enerjisine olan talepte de artış gözlenmektedir. Elektrik enerjisine olan talebin artmasının yanı sıra elektrik üretiminde kullanılan fosil kaynaklarında giderek azalması, elektrik tüketimi talebinin doğru tahmin edilmesinin önemini arttırmıştır. Bu çalışmada İzmir ilinin 01.01.2017 ile 31.12.2021 tarihleri arasındaki saatlik ölçekteki elektrik tüketim verileri kullanılarak kısa dönem elektrik tüketim tahmin modelleri geliştirilmiştir. Yapay sinir ağı modelleri ile birlikte, başarı oranını arttırmak amacı ile, farklı öznitelik çıkarım yöntemleri kullanılarak on iki farklı model oluşturulmuştur. Oluşturulan bu modellerden elde edilen sonuçlar geleneksel yöntemlerden biri olan ARIMA yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada sonucunda gerçek değerler ile oluşturulan modelden elde edilen tahmin değeri MAPE, RMSE, MAE vb. başarı değerlendirme kriterleri açısından karşılaştırılmış ve en doğru tahmin sonucu veren model belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma sonucunda elde edilen veriler incelendiğinde, en iyi performansın değişken mod ayrıştırma yöntemi ile entropi yönteminin bir arada kullanıldığı modelde sağlandığı belirlenmiştir. Bu model, MAPE (Ortalama Mutlak Yüzde Hatası) başarı değerlendirme kriterine göre 0,4394 değerine ulaşarak üstün bir performans sergilemiştir. Ayrıca, modelin belirleme katsayısı (R²) başarı kriterine göre elde ettiği 0,997 değeri, modelin yüksek bir doğruluk oranına sahip olduğunu göstermektedir. Bu sonuçlar, bahsi geçen yöntemin diğer yöntemlere kıyasla daha etkili ve güvenilir olduğunu ortaya koymaktadır Bu sonuçlar, geleneksel yöntemlerden biri olan ARIMA modeli ile karşılaştırılmıştır. ARIMA modeli kullanılarak yapılan yük tahmini çalışmasında, MAPE değeri 23,13 olarak bulunmuştur. Bu karşılaştırma, değişken mod ayrıştırma yöntemi ve entropi yönteminin birlikte kullanıldığı modelin, ARIMA modeline kıyasla çok daha düşük bir hata oranı ile çalıştığını ve daha doğru tahminler ürettiğini açıkça göstermektedir. Bu da modern yöntemlerin geleneksel yöntemlere göre üstünlük sağladığını ve daha güvenilir sonuçlar verdiğini kanıtlamaktadır.
Enerji arzındaki açıklığın talep tarafı katılım yerine depolama sistemleriyle giderilmesi tasarımı
Dünyada ve Türkiye'de elektrik üretiminde termik ve yenilenebilir kaynaklar kullanılarak tedarik şekli çeşitlendirilmiştir. Termik kaynaklı üretimlere baktığımızda birinci sırayı doğal gaz çevrim santralleri almaktadır. Ardından fosil kaynaklı kömür santralleri bunu takip etmektedir. Ülkemizde de hali hazırda çalışan birçok doğal gaz termik santrali ve kömür santralleri bulunmaktadır. Yeraltı kaynakları bakımından zengin olan ülkemizde maden ocaklarından çıkartılan kömür rezervleri ile elektrik üretimi yapılmaktadır. Yine doğa ve jeolojik konum açısında yenilenebilir kaynaklara da elverişli olan ülkemizde, yenilenebilir kaynaklı elektrik üretimleri de yapılmaktadır. Bunlar Hidroelektrik Santralı (HES), Güneş Enerjisi Santralı (GES), Rüzgar Enerjisi Santralı (RES), Jeotermal Enerji Santrali, (JES), Biokütle Enerji Santralı (BES) olarak oldukça yoğun bir yer tutmaktadır. Kaynak çeşitliği iklim ve coğrafya farklılıkları göz önüne alındığında sürekliliğin sağlanması açısından oldukça önem kazanmaktadır Bunun yanında zaman zaman üretimlerin tüketimleri karşılamadığı saatlerde sistemi ayakta tutmak için farklı yöntemler benimsenmiş olup tüketimleri azaltmakta bu yöntemlerden biridir. Bu çalışmada son 13 yıla ait termik ve yenilenebilir üretim santrallerinin aylık, yıllık ve günlük saat bazında üretim değerleri toplanmıştır. Bu değerler bazında enerji açıklığı veya fazlalığı analiz edilmiş, analiz sonuçları tablo ve grafikler halinde verilmiştir. Bu grafiklere bağlı olarak Talep tarafı katılım yöntemi ile enerji arzı açıklığını kapatma projesini, depolama yöntemleri karşılaştırılarak ülkemiz ve dünya için en hızlı, en ekonomik, sürdürebilir çevreye katkılı ve uygulanabilir metotların değerlendirilmesi yapılmıştır.
Türkiye imalat sanayisinde kullanılan asenkron motorların verimliliğinin incelenmesi
Günümüz dünyasında, enerji talebi ve kullanımı hızlıca artmakta ve bunun kaçınılmaz sonucu olarak da enerji kaynakları hızlıca tükenmektedir. Yükselen hayat standartlarının ve ekonomik gelişmenin sürdürülebilirliğinin sağlanabilmesi adına en önemli kaynak durumundaki enerji zorunlu temel bir ihtiyaç halini almıştır. Enerji türlerinden biri olan elektrik enerjisi; iletiminin ve kullanımının kolay olması sebebiyle hayatın her alanında en çok bilinen, talep edilen ve kullanılan enerji türlerinden birisi olmuştur. Türkiye'de de nüfus artışı ve buna bağlı olarak, gelişen sanayi ve ticaretin artan enerji talebi dolayısıyla, elektrik talebi-tüketimi her yıl artan bir grafik izlemektedir. Ayrıca talep - tüketim ve (sınırlı) enerji kaynak rezervleri arasındaki ilişki, enerji fiyatlarının ciddi oranda artışına sebep olmakla birlikte bu durum var olan enerjinin daha verimli kullanılmasının zorunluluğunu da ortaya çıkarmaktadır. Özellikle son dönemlerde, enerji verimliliği meselesi, dünyada olduğu gibi, Türkiye'de de üzerinde çokça tartışılan (popüler) konulardan birisi olmuştur. Bu bağlamda enerjinin verimli kullanılması amacına yönelik girişimler her geçen gün artarken, toplam enerji tüketiminin en büyük kısmının gerçekleştiği imalat sanayisi sektöründeki enerji verimliliğinin arttırılması, öne çıkan konulardan birisi olmuştur. Bu bağlamda Türkiye imalat sanayisinde kullanılan asenkron motorlarının verimlilik durumlarının tespiti amacıyla belirli bir örneklem (887 sanayi işletmesinin, 7,5 kW ve üzerindeki çıkış gücüne sahip, alternatif akım asenkron motor verileri) üzerinden verimlilik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda yapılan çalışmaların sonucunda, Türkiye imalat sanayisinde ağırlıklı olarak IE1 standart verim sınıfındaki düşük verimli eski asenkron motorların kullanıldığı tespit edilmiştir. Bu verimsiz motorların yerine daha yüksek verimli (IE2, IE3 ve IE4) asenkron motorların kullanılması sayesinde ortaya çıkacak olan verim artışı ve bunun olumlu sonuçlarından sadece birisi olan ekonomik faydanın niceliği incelenmeye çalışılmıştır. Sonuç olarak, bu tez kapsamında yapılan analiz çalışmaları ışığında, Türkiye imalat sanayisinde kullanılan asenkron motorlarının verimliliğinin arttırılmasının gerekliliği ortaya konulmuş olup, sanayi işletmelerinin yüksek verimli motorlara yönelmelerinin kendilerine ve dolayısıyla ülkeye sunabileceği faydalar ve bu konuda yapılması gereken çalışmalara yönelik bazı öneriler sunulmuştur.
Impact of renewable energy on the power market
Renewable energy sources have become mainstream sources of energy as the concerns for Global Warming grow. Motivated by ambitious international objectives and strong support policies, the installed capacities of renewable energy technologies has shown a large growth in recent years. This growth has raised important questions relating to their impacts on power markets and systems. As part of State energy policies in Turkey, support for the renewable energy as a prime source has been increased. This has led a significant capacity increase in the last years, especially with wind and solar PV investments. Consequently, as in other countries, analyzing the economical impact of renewables and support schemes has become crucial. The thesis aims to show the renewables effect on wholesale electricity prices and retail costs in Turkey. The prevalent and the oldest renewable support mechanism in Turkey is feed-in-tariff (FIT) mechanism. Renewable power plants are subsidized by FIT to cover their investments costs, which are higher than conventional power plants. The incentive cost is taken from electricity retailers in Turkish market. Turkish day-ahead market (DAM) price formation method is merit-order curve which enables low marginal cost plants to produce electricity first instead of high marginal cost plants. Renewable plants with their almost zero marginal costs, enter merit-order curve from the lowest part. Thus, renewable generation replaces the conventional power plants with high marginal costs and decreases wholesale prices, which is called merit-order effect in literature. In this thesis, Turkish electricity market hourly data which belongs to 2014-2017 period is analyzed using a multiple linear regression model. The ex-post analysis explains renewables under FIT mechanism and other main variables effect on historical spot prices. FIT portfolio in Turkey consists of wind, solar, hydropower, geothermal, and biofuel renewable sources. By using regression coefficients of renewables and demand, the model calculates merit-order effect of renewables which belong to FIT portfolio. Then, the merit-order effect is compared with historical FIT costs to find net cost effect of renewables. For the examined term, analysis shows that merit-order effect is less than FIT cost. That means, renewables step-down effect on wholesale prices are less than FIT cost so increases the total retail cost in the period. The calculations show that renewables increased total retail costs by 5.3 billion TL between 2014 and 2017. The thesis calculates main cost components of retailing the power: commodity, FIT, profile and imbalance costs. To show the increasing FIT cost impact on retailers, retail costs in the investigated period are compared with national retail electricity tariff prices which determines an upper limit for retailer prices. It is found that, in 2017 the national retail tariff prices are not high enough, which caused in diminishing retail sales gross margin. Regulation of FIT and other renewable support mechanisms are also explained in the thesis. The regulation of FIT cost calculation method is applied with 2017 realized FIT cost input data such as generation of renewables, FX rates, spot prices. Recalculated monthly FIT costs are found similar to realize the FIT costs. The 2017 FIT calculation model is also used to show USD/TRY exchange rate and renewable generation technologies mix effect on the FIT costs. FIT cost dependency on FX rates makes them unpredictable and volatile. Therefore, some electricity retailers, who work with limited sales margin, make loss because of volatile FIT costs. Thus, a significant part of eligible electricity customers switched to regulated authorized retail company portfolios. Consequently, the belief in private markets is reduced. Policy makers need new actions to rebuild the trust.
Türkiye elektrik piyasasında kapasite mekanizması uygulaması ve santral gelirlerine katkısına ilişkin inceleme
Enerji piyasaları dünya çapında olduğu gibi, ülkemizde de sürekli bir gelişim ve dönüşüm sürecindedir. Tarihe bakıldığında, büyüyen ekonomiler ve artan elektrik taleplerinin geleneksel modellerle karşılanamaz hale gelişinin, enerji piyasalarının oluşmasına ve gelişmesine olanak sağladığı görülmektedir. Günümüzde ise politik, ekonomik ve teknolojik kısıtlar ve gelişmeler, sektör dinamiklerini halen önemli ölçülerde değiştirebilmektedirler. Türkiye elektrik piyasasının gösterdiği gelişim ve arz güvenliği konusunda orta ve uzun vadede ortaya çıkabilecek riskler göz önünde bulundurularak 2018 yılı başında kapasite mekanizması devreye alınmıştır. Yalnızca belirli kriterleri sağlayan üretim santrallerinin yararlanabildiği bu mekanizmanın, elektrik piyasasındaki düşük fiyat seyrinden dolayı karlılık oranları beklentilerin altında olan santrallere ne kadar ilave gelir sağlayacağı, bu santrallerin bütçe planlamaları ve gelecek dönem yatırımlar için önemli bir sinyal konumundadır. TEİAŞ tarafından işletilecek olan ve gün öncesi piyasasında gerçekleşen fiyatlar ile yönetmelik kapsamında belirlenen sabit maliyet ve değişken maliyet gibi parametreleri göz önünde bulundurarak gerekli ödemelerin hesaplandığı bir kapasite mekanizması kurgulanmıştır. Bu çalışmada Türkiye elektrik piyasasının tarihsel gelişimi incelendikten sonra, ülkemizde elektrik ticaretinin yapıldığı piyasalar sıralanmış ve açıklanmıştır. Bu aşamada elektrik enerjisinin özellileri ve bu özelliklerinin elektrik ticaretine etkileri de yorumlanmıştır. Çalışmada kapasite mekanizması uygulamalarına dair detaylı bir literatür araştırması yapılmış ve kapasite mekanizmasına ihtiyaç duyulmasının nedenleri tartışılmıştır. Bu nedenler ile paralel olarak, özellikle Avrupa ülkelerinde uygulanan yöntemler incelenmiştir. Türkiye elektrik piyasasında kapasite mekanizmasının gerekliliği geçmiş dönem gerçekleşen elektrik fiyatları ve arz güvenliği kriterlerinin analizi doğrultusunda tartışılmıştır. Santrallere bu mekanizma kapsamında yapılacak olan ödemeleri tahmin edebilmek için öncelikle saatlik bazda elektrik fiyat tahminine ihtiyaç duyulmuştur. Bu ihtiyacı karşılamak için APLUS Enerji tarafından geliştirilen uzun dönem fiyat tahmin modeli AVIEW | MarketSIM kullanılmıştır. Elektrik talebi, yenilenebilir enerji kurulu güç gelişimi ve kapasite faktörleri, yakıt fiyatları, USD kuru tahmini gibi girdiler kullanılarak 2017 – 2027 dönemi için saatlik bazda fiyat tahmini çalışması gerçekleştirilmiştir. Kapasite mekanizması yönetmeliğinde belirlenmiş olan parametreler ve yapılan diğer girdi tahminleri (USD/TL kuru, enflasyon, yakıt fiyatları vb.) kullanılarak 10 yıllık dönemin her saati için yerli kömür, doğal gaz ve ithal kömür santralleri için kapasite mekanizması gelir tahmini yapılmıştır.
Elektrikli araç uygulamaları için katı hal transformatörü tabanlı güç dönüştürücü kontrolü
Elektrik iletim ve dağıtımında önemli bir yere sahip transformatörler, gelişen güç elektroniği teknolojileriyle birlikte yerini katı hal transformatörlerine (KHT) bırakmaktadır. KHT'ler; yüksek kontrol edilebilirlik, çift yönlü güç akışı, kompakt yapı ve yüksek frekanslı çalışma özellikleriyle geleneksel transformatörlerin sınırlamalarını ortadan kaldırır. Ayrıca akım-gerilim regülasyonu, reaktif güç desteği, enerji depolama yönetimi ve güç kalitesi iyileştirmesi gibi işlevler sunar. Bu özellikleri sayesinde KHT'ler, yenilenebilir enerji entegrasyonu, mikro şebekeler, dağıtık üretim ve elektrikli araçlar (EA) şarj sistemleri gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, EA uygulamalarına yönelik tek fazlı ve üç fazlı KHT tabanlı çift yönlü aktif köprü (ÇYAK) güç dönüştürücüsü incelenmiştir. Bu yapıda yüksek dinamik performans ve kararlı çalışma elde etmek için kayan kipli kontrol ve oransal–integral kontrol yöntemleri uygulanmış ve performansları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Tez kapsamında öncelikle KHT tabanlı güç dönüştürücü topolojileri ayrıntılı olarak analiz edilmiş; verimlilik, kontrol esnekliği, çift yönlü güç akışı, yüksek frekans izolasyonu ve enerji depolama entegrasyonu gibi temel kriterler göz önünde bulundurularak EV şarj altyapıları için uygun yapı belirlenmiştir. Bu doğrultuda, yüksek verimli DA/DA güç dönüşümünü sağlayan ÇYAK ile entegrasyonu sağlanmıştır. KHT tabanlı ÇYAK dönüştürücüsünün matematiksel modeli oluşturulmuş ve kontrol algoritmaları tasarlanarak sistem üzerinde uygulanmıştır. Tasarlanan modelin dinamik ve kararlı hâl performansı, farklı yük ve giriş koşulları altında değerlendirilmiştir. Tüm modelleme ve benzetim çalışmaları, güç elektroniği ve güç sistemleri analizinde yaygın olarak kullanılan MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir.
7. sınıf elektrik enerjisi ünitesinde FeTeMM yaklaşımına dayalı tasarlanan öğrenme ortamının fen bilimleri eğitimine etkileri
Bu çalışmanın amacı, 7. sınıf elektrik enerjisi ünitesinde Fen Bilgisi, Teknoloji, Mühendislik ve Matematik (STEM) yaklaşımına dayalı tasarlanan öğrenme ortamının fen bilimleri eğitimi üzerindeki etkisini belirlemektir. Bu bağlamda araştırma, fen öğrencilerinin başarısına, fen öğrenmeye yönelik motivasyona ve fen bilgisinde sorgulama öğrenme becerileri algısına odaklanmıştır. Ayrıca araştırma sürecini yansıtacak şekilde öğrencilerin görüşleri belirlenmiştir. Çalışmanın örneklemini 2017-2018 eğitim yılında Manisa'nın Kula ilçesinde iki ayrı sınıfta öğrenin gören toplam 30 öğrenci oluşturmaktadır. Araştırmanın modeli yarı deneysel desenlerden olan eşleştirilmiş desendir. İlk olarak deney grubuna FeTeMM semineri eğitimi verilmiş ve altı hafta boyunca FeTeMM yaklaşımına dayalı etkinliklerle öğrenme öğretme süreci gerçekleştirilmiştir. Kontrol grubunda ise öğretim programına uygun olarak öğretim gerçekleştirilmiştir. Ölçme aracı olarak Elektrik Enerjisi Başarı Testi, Fen Öğrenimine Yönelik Motivasyon Ölçeği, Fene Yönelik Sorgulayıcı Öğrenme Becerileri Algısı Ölçeği ve Yarı Yapılandırılmış Görüşme Formu kullanılmıştır. Araştırmanın verileri SPSS 17.00 programı ile analiz edilmiştir. Araştırma sonunda gönüllü olan öğrenciler ile görüşmeler yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre FeTeMM yaklaşımı ile işlenen Fen Bilimleri dersinde deney grubu öğrencilerinin Fen Bilimleri dersi akademik başarılarının ve Fene Yönelik Sorgulayıcı Öğrenme Becerileri Algılarının kontrol grubu öğrencilerine göre istatiksel açıdan anlamlı olarak arttığı tespit edilmiştir. Deney grubu öğrencileri ile kontrol grubu öğrencileri arasında Fen Öğrenimine Yönelik Motivasyon bakımından istatiksel açıdan bir fark olmadığı tespit edilmiştir. Uygulama sonrası öğrencilerle yapılan görüşmelerde FeTeMM yaklaşımı ile işlenen Fen Bilimleri dersi hakkında öğrencilerin çoğunun olumlu görüşlere sahip olduğu tespit edilmiştir.
Elektrik enerjisi depolama sistemi olarak tüm krom ve demir-krom redoks akış bataryaları için elektrolit ve elektrot geliştirilmesi
Redoks akış bataryaları (RAB), diğer enerji depolama teknolojilerinden farklı olarak sağladığı güç ve enerji değerlerinin birbirinden bağımsız olarak esneklikle tasarlanabilir olmasından dolayı büyük ölçekli enerji depolama uygulamaları için oldukça ilgi çekicidir. Bu teknoloji özellikle güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekliliğini sağlama ve güç tüketim dengesi ve arzı için alternatif çözümler sunmaktadır. Avantajlarına ve büyük ölçekli enerji depolama uygulamalarında diğer enerji depolama teknolojilerine göre maliyet etkinliğine rağmen sahip oldukları düşük enerji ve güç yoğunluğu değerleri ve sistemi oluşturan başta elektrolit olmak üzere sistem komponentlerinin maliyeti, RAB teknolojisinin ticarileşmesi önünde ciddi bir problem olarak öne çıkmaktadır. Bu tez çalışması ile, rezerv açısından Türkiye'de bol bulunan ve maliyeti alternatiflerine oranla oldukça düşük olan krom ve demir redoks çiftlerinin kullanıldığı RAB sistemleri (Tüm Krom veya Demir-Krom)'nin, ticari muadillerine göre performanslarının belirlenmesi ve iyileştirilmesini amaçlamaktadır. Bu hedef doğrultusunda tüm krom ve demir krom RAB sistemi için anolit ve katolit çözeltilerinde redoks çifti kaynağı olarak, Cr2(SO4)3, CrK(SO4)2.12H2O, (NH4)2SO4.Cr2(SO4)3, (CH3COO)3Cr, Cr(III)Cl3.6H2O, FeCl2, Fe(CH3SO3) bileşikleri, elektrot olarak 3 farklı karbon bazlı elektrot (Spektroskopik grafit (SpGr), ticari grafit elektrot (StGr) ve camsı karbon disk elektrot) ile çeşitli metal (Ti, Pd, Au, RuIr kaplı Ti, Ag, Pt) elektrotlar kullanılmıştır. Redoks çiftlerinin, gerilim, akım yoğunluğu ve yükseltgenme/indirgenme karakteristiklerinin belirlenmesi amacıyla Dönüşümlü Voltametri ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) yöntemleri kullanılmıştır. Katalizör kaplamalarının karakterizasyonu için XRD ve SEM-EDX teknikleri kullanılmıştır. Araştırma süresince, 3 elektrotlu elektrokimyasal hücrede elektrokimyasal ve Spektroskopik verilerin elde edilmesi, ardından ara bir düzenek olan cam hücrede şarj deşarj verilerinin elde edilerek gerilim ve akım yoğunluğu aralıklarının belirlenmesi ve son olarak PE Tek Hücre RAB prototipinde sistemin şarj deşarj edilerek reel performansının simüle edilmesi yolu izlenmiştir. İlk deney düzeneğinde tüm krom RAB sisteminin kinetik sınırlamalar sonucu ticarileşmeye halen uzak olduğu belirlenmiş, tezin odak noktası olarak Demir-Krom (Fe-Cr) RAB sistemi seçilmiştir. CH3SO3H, HClO4, H2SO4, CH3COOH ve HCl asit elektrolitleri içinde karbon bazlı elektrotlar kullanılarak yapılan çalışmalar yapılmıştır. SpGr elektrotu, Cr indirgenme yükseltgenme akım yoğunluğu olarak öne çıkmış asit elektrolit olarak da HCl dışında diğer asit elektrolitlerin uygun olmadığı görülmüştür. Cam hücre düzeneğinde SpGr ve Cr(III)Cl3.6H2O ile HCl çözeltilerinde muhtemel katalizörlerin etkinliği incelenmiş, Ag katalizörün akım yoğunluğunu arttırdığı görülmüş ancak ticari RAB sistemlerinin karakteristiği olan şarj deşarj gerilim platoları gözlemlenmemiştir. Ticari muadillerini simüle edebilecek PP Tek Hücre dizaynı ile tipik RAB şarj deşarj verileri elde edilmeye başlamış ve yine ticari muadillerinin sahip olduğu enerji yoğunluklarında ancak çok daha ucuz elektrolite sahip bir prototip verisi elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar EIS yöntemi ile de teyit edilmiştir. Bu sonuçlar, rezervce Türkiye'nin zengin olduğu madeni bileşikler kullanılarak, maliyet etkin ve tedariğinde problem yaşanmayacak hammaddenin kullanıldığı büyük enerji depolama teknolojilerinin uygulanabilirliği ve ticarileşmesi için umut vericidir.
Electricity demand forecasting methods used in Turkey and their effects on investments in electricity sector
Electrical energy is one of the most critical elements for accessing applications that are related to modern life. Due to the nature of electricity as a commodity that cannot be stored on a large scale, demand management should be handled with particular care. For this reason, realistic demand forecastings must guide investment decisions. This is also an essential element for the balance of payments and investment planning. Thus, electricity investments are also essential to determine accurately associated with unsaturated electricity demand in Turkey. Furthermore, many tools and materials used in the electricity sector are requiring high technology imported goods. Besides, the fuels used in electricity generation and the planning of the power plants that use these fuels affect all economic activity. As a result, planning is the most important factor for power plants. For this purpose, some energy models and forecasting methods have been developed for use in many countries worldwide. Some of these models and methods have also been used in Turkey, but high rate deviations have been observed up to 85% in long-term official forecastings. Even though rapid developments of computer and software technology ensure to enhance forecasting accuracy in many countries, such a deviation ratio is an unacceptable subject in Turkey. In this thesis, as a common and high forecast accuracy rate, the ARIMA Model and Artificial Neural Networks (ANN) have been used for future 10-year demand forecasting in Turkey. These forecasting results have been compared with the actual amounts and official forecasting. Then, the relationship between these results and power plant investments in Turkey has been discussed. Accordingly, it is analyzed that existing investments and future investments can meet the electricity demand. Finally, the proposals for investment in Turkey in the international developments and practical guidance and solutions have been introduced.
Yeni ruzgar santrali projelerini gegerlendirmek icin elektrik sistemine gaglanti odakli model
For a continuous and sustainable economic growth, energy is one of the most important necessities that has to be supplied properly. Not only for a continuous economic growth but also for a better environment, renewable energy sources gain more and more importance, and new investments are made to supply electrical energy from those sources. Turkey, as one of the largest and continuously growing economies in the world, wants to increase the share of renewable energy sources in its overall energy supply. For this purpose recently, legislation featuring new incentives and support for new and existing renewable energy projects has frequently been on the agenda of the Turkish parliament. This thesis is about a specific problem originating from the expected rapid expansion of renewable energy generation projects. It is aimed to provide two basic optimization solutions, focusing on reduction in connection cost and increase in energy delivery and installed capacity, to evaluate the most suitable new wind power generation projects. In order to provide an evaluation of new wind power generation projects, a couple of optimization models have been developed to identify the wind power projects to be invested in especially regarding their connection points, and connection voltage levels. First, necessary information is explained and description of data is provided while establishing the model constraints. Then, data set is introduced to be used in the models for sensitivity analysis. Models are coded in C++ and solved by using the Cplex optimization solver. The results of a series of scenarios are obtained and analyzed, and future research opportunities are explained with addition of some comments on the results.
Integrated simulation and optimization of decentralized Turkish electricity market
Unlike most other commodities, electricity cannot be stored. Therefore, its generation must closely match the demand on a continuous time scale. Primarily for this reason, an independent system operator is needed to manage, monitor and supervise the market behavior and control the physical operations to balance the demand and supply. The regulation called ?Balancing and Settlement? based on Electricity Market Law No.4628 enacted in 2001, was put into practice in 2004 to form more liberalized market where uncontracted generation can be traded. In this new system, transmission was completely separated from the distribution and the ownership of the national grid, the responsibilities of planning new transmission investments and building new transmission facilities were transferred to the TEIAS. Generation, on the other hand, was to be accomplished by many individual power companies (some public and some private) who would be selling the electricity produced in an ?auction? system. This ?auction? system consists of the Day-Ahead Market and of the Real-Time Balancing Market. This study analyzes the Day-Ahead and the Real-Time Balancing markets and power generator agents in many aspects like system prices, demand levels, profits, market shares, capacity utilization and algorithms which enable power generator agents to take decision regarding the matters related to the Day-Ahead Market operations according to administration of the ?Balancing and Settlement? regulation in an agent-based simulation model. Results provide key insights into the behavioral and the structural aspects of decentralized electricity market and investigate the electricity market restructuring and implication of competitive power market based on hourly bidding.
Technological detailed modeling and analysis of electrical energy use and co2 emissions in turkey within the framework of markal based bottom-up national energy model
In Turkey, as a fast developing country, demand for energy is growing each day. Asenergy?s strategic importance regarding sustainable economic growth, social and politicalstability gets greater; an energy modeling system that balances long and short term energysupply and demand, identifies possible bottlenecks, coordinates investments and financing,and foresees environmental impacts, a scenario based framework becomes inevitable. Forthe purpose of analyzing and better understanding the energy sector of Turkey and beingable to predict how the energy sector will evolve in the future; a ?bottom-up?, long-termenergy supply and demand balance modeling system which is the ?MARKAL? modelingsystem and the MARKAL-TURKEY model developed at Boğaziçi University aredeployed in this study. Especially, the electricity generation sector of the MARKAL?Turkey model is analyzed and expanded with the aim of minimizing total costs andestimating total amount of greenhouse gas (GHG) emissions. Firstly, a reference scenariothat reflects the status of Turkey?s energy system under current conditions and expectedfuture trends is generated, and different ?What-if? scenarios are developed by, (i)restricting CO2 emissions at a certain percentage, (ii) applying tax per tonne of CO2, (iii)changing fuel prices, (iv) forcing carbon capture and storage (CCS) technologiesdeployment and, (v) utilizing nuclear power. Together with the reference scenario,different realizations of these considerations and their combinations have led to thegeneration of a total of 30 scenarios (as the reference scenario and alternative scenarios).Finally, the results of each scenario are presented considering the electricity sector costs,the CO2 emissions and fuel consumptions. After the analyses of these results, concludingremarks are given.
Türkiye için 2015 yılı aylık elektrik enerjisi talep tahmini
Tüm dünyada olduğu gibi Türkiye'de de elektrik enerjisi kullanım ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Bu talebi karşılamak için ülkelerde sürekli olarak yeni politikalar geliştirilmekte, var olan politikalar da ihtiyaca göre sürekli olarak revize edilmektedir. Türkiye enerji kullanım yoğunluğu artış eğiliminde olan bir ülkedir. Bunun için de önümüzdeki yıllar için doğacak enerji ihtiyacını belirlemek, arz ve talep dengesini kurmak birinci önceliğidir. Bu dengeyi sağlayabilmek için ülkemizde yeni tesis kurulumlarını teşvik etmenin yanı sıra; ülke dışından enerji ithal etmek, tesislerin kendi enerjisini üretebilmesi için destekler sağlamak, özellikle de yenilenebilir kaynaklı üretimleri teşvik etmek gibi çok çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Başka bir açıdan değerlendirdiğimizde enerji piyasası dünyanın en önemli piyasalarındandır. Bu piyasanın güçlü bir aktörü olabilmek için Türkiye, ulusal ve uluslararası yatırımcıların piyasadaki etkilerini arttırmayı temel amaç olarak benimsemiştir. Bu amaçla, özellikle elektrik enerjisi üretimi, dağıtımı ve iletimi ile ilgili oldukça köklü değişiklikler yapılmıştır. Bu değişikliklerin başında özelleştirme süreçleri gelmektedir. 1994 yılına kadar Bütünleşik Yapı ile yönetilen, tekel konumundaki Türkiye Elektrik Kurumu'nda 1994 yılında ayrıştırma yapılması ile özelleştirme süreci başlamıştır. 2001 yılına gelindiğinde ise ayrıştırma süreci tamamen gerçekleşmiştir. Ayrıştırma sonucunda Elektrik Üretim A.Ş. devlete ait santaller ile elektrik üretimi yapmakta, Türkiye Elektrik İletim A.Ş. üretilen elektriğin kullanıcıya iletimini sağlamakta, Türkiye Elektrik Ticaret ve Taahhüt A.Ş. elektrik ticaret ve taahhüt faaliyetlerini, Türkiye Elektrik Dağıtım A.Ş. ise 21 özel dağıtım şirketi ile dağıtım işlevini gerçekleştirmektedir. 2001 yılında kurulan Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu ile ayrıştırmanın getirdiği, elektrik iletim ve dağıtım faaliyetleri düzenlenmiştir. Elektrik üretim kısmında ise rekabet oluşmuştur. Bu rekabetin oluşması ile bir takım yeni iş kolları ve iş gereklilikleri ortaya çıkmıştır. Tüketilebilecek elektrik enerjisinin tahmini de bu gerekliliklerden birisidir. Yapılan değişikliklere göre de gelecek yıllar için elektrik enerjisi talebinin tahmin edilmesi çok daha önemli hale gelmiştir. Literatürde, elektrik enerjisinin gelecek için tahmin edilmesine yönelik çalışmalar bulunmaktadır. Bunlardan en çok kullanılanları Eğri Uydurma Yöntemi, Ortalama Yıllık Artış Yüzdesi Kullanımı, Son Kullanım Yöntemi, Yüzeysel Yük Tahmini, Regresyon Analizi ve Yapay Sinir Ağları yöntemleridir. Konu ile ilgili çalışmalar her geçen gün detaylandırılarak devam etmektedir. Ancak pratikte, talep edilen elektrik enerjisi miktarı ile söz konusu tahminlere yaklaşılabilmesi için oldukça fazla değişkenin hesaba katılması gerekmektedir. Bu durum da tahminlerdeki hata payını arttırmakta ve üretilen elektrik enerjisi miktarlarında eksikler veya artıklar oluşmasına yol açmaktadır. Bu çalışmada, 2015 yılı için aylık, Türkiye elektrik enerjisi talebi güvenilir bir şekilde belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma, Türkiye genelinde aylara göre elektrik enerjisi tüketimi üzerine kurgulanmıştır. Bu amaçla, birçok ülkede kullanılan ve güvenirliği test edilmiş bir yazılım olan PLEXOS yazılımı kullanılmıştır. Yapılan tahminlerde kullanılan veri gruplarından en uygun verilerin geçmiş yılların enerji tüketim değerleri, yıllık nüfus verileri ve elektrik enerjisi aylık fiyatları olduğu tespit edilmiştir. Öncelikle 2011 yılından başlayarak, 2014 yılına kadar aylık elektrik tüketim verileri incelenmiştir. Ardından güvenilirlik amaçlı testler yapılarak 2014 yılının açıklanmış verileri ile yazılım sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu doğrulama ile kullanılan yazılımın ve kullanılan verilerin güvenirliği belirlenmiştir. Kıyaslama yapabilmek adına yapılmış diğer tahminlere, ticari amaçlar doğrultusunda yapıldıkları için maalesef ulaşılamamıştır. 2014 yılı için yapılan doğrulama çalışmalarında Ocak, Mayıs, Temmuz, Eylül, Ekim ve Kasım aylarının elektrik enerjisi tüketimleri tahminlerden yüksek çıkmıştır. Diğer yandan söz konusu yıl için elde edilen tüm veriler, "Elektrik Enerjisi Talep Tahminleri Hakkındaki Yönetmelik'de Üçüncü Bölüm, Madde 9. (2) Uygulanacak testlerde seçilecek güven aralığı %10'u geçemez" şeklinde belirtilen güven aralığı sınırlarında kalmıştır. Bu durum kullanılan yazılımın, yapılan testlerde gösterdiği başarıyı 2015 yılı için de doğruladığını desteklemiştir. 2015 yılı için yapılan elektrik enerjisi tüketim tahminleri ise TEİAŞ tarafından aynı yıl için yapılan tahminlerle kıyaslanmıştır. Mayıs ayı için yapılan elektrik enerjisi tüketim tahmini %0,5 hata ile TEİAŞ tahminine en yakın değer olarak bulunmuştur. %8 hata ile TEİAŞ elektrik enerjisi tüketim tahmininden en farklı yapılan tahmin ise Eylül ayındadır. Yapılan tahminlerde Ocak, Şubat, Mart, Haziran, Ekim ve Aralık aylarında TEİAŞ tahmin değerlerinin üzerine çıkılırken; diğer aylarda TEİAŞ tahminlerinden düşük değerler bulunmuştur.
1,17 MWp'lik bir fotovoltaik güç santralinin deneysel ve simülasyona dayalı enerji performans analizi
Bu çalışmada, Balıkesir ili Bigadiç ilçesinde yer alan 1.171,8 kWp gücündeki Bigadiç Güneş Enerji Santralinin (GES), gerçek saha verilerine dayalı, enerji performans değerlendirmesi yapılmıştır. Değerlendirmede, IEC 61724 Fotovoltaik Sistem Performansı Standardında açıklanan parametreler kullanılmıştır. Bu parametreler arasında enerji çıkışı, dizi verimi, nihai verim, referans verimi, fotovoltaik (FV) modül verimliliği, invertör verimliliği, sistem verimliliği, dizi yakalama kaybı ve sistem kaybından oluşan enerji kaybı, performans oranı ve kapasite faktörü yer almaktadır. Yapılan deneysel çalışmanın doğrulanabilmesi için mevcut FV santral bilgileri kullanılarak, santralin PVsyst (Photovoltaic Systems Software) programı üzerinde modeli oluşturulmuştur. Bu model sayesinde ayrıca, hareketsiz ve sabit eğimli FV panellerden oluşan santralde, çeşitli FV panel yönlendirme ve güneş takip uygulamalarının, santral performans parametreleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma sonunda PVsyst simülasyonu sonucu elde edilen birçok parametrenin, deneysel sonuçlarla büyük bir uyum sergilediği görülmüştür. Santralde DC ve AC tarafında üretilen aylık ve yıllık gerçek elektrik üretim değerleriyle, santralin aylık ve yıllık ortalama kapasite faktörü değerlerinin, PVsyst simülasyonu sonucu elde edilen değerlerle büyük oranda benzerlik gösterdiği ortaya koyulmuştur. Simülasyonun, yıllık DC elektrik üretimini %2,8, AC elektrik üretimini ise %2,3 hatayla tahmin ettiği bulunmuştur. Santral için PVsyst programında yapılan varyant çalışmaları neticesinde, mevcut durumda yer alan hareketsiz ve sabit eğimli FV paneller yerine farklı panel yönlendirilmelerinin, panellere düşen düzlem içi ışınım değerlerini önemli ölçüde artıracağı görülmüştür. Simülasyon, bu artışla birlikte, santralin yıllık elektrik üretiminde de önemli yükselmelerin olacağını ortaya koymuştur. Buna göre, mevcut sabit eğimli hareketsiz FV panel sistemi yerine, güneşi çift eksende takip edebilecek FV panel sisteminin, yıllık elektrik üretim değerini %36 oranında artırabileceği görülmüştür.
Grafen katkılı nanolif üretimi ve uygulamaları
Son yıllarda nanomalzemelere olan ilgi oldukça artmış ve bu tür malzemelerin kullanılmasıyla üstün özelliklere sahip yapıların elde edilmesi amaçlanmıştır. Grafen sağladığı avantajlı özellikleri sayesinde nanomalzemelerin başında gelmektedir. Nanolif uygulamaları ise hem üretim yöntemi hem de kullanım kolaylığı ile pek çok uygulama alanlarında tercih edilmektedir. Bu tür malzemelerin kullanılması günümüzde pek çok alanda olmakla birlikte özellikle biyomedikal uygulamalarda mevcut birçok problemin üstesinden gelmeye yardımcı olmuştur. Günümüzde kablosuz sensörler, implante edilebilir ya da giyilebilir elektronik cihazlardaki hızlı gelişmelerle birlikte uzun ömürlü güç kaynaklarına ihtiyaç artmaktadır. Bu tez çalışmasında, vücut hareketlerini kullanarak mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren kendiliğinden enerji eldesi sağlayan piezoelektrik nanojeneratör (PENG) tasarlanmıştır. PENG yapısında piezoelektrik polimer olarak PVDF (Poliviniliden Diflorür) polimeri kullanılmış ve bu polimere Baryum titanat (BaTiO3) nanoparçacığı ve farklı oranlarda indirgenmiş grafen oksit (rGO) katkılanarak katkısız ve katkılı nanokompozit nanolifler elde edilmiştir. BaTiO3 ve rGO katkısı PENG'in piezoelektrik ve dielektrik özelliklerini geliştirmektedir. Elde edilen nanokompozit liflerin yapısal karakterizasyon ve elektriksel karakterizasyon ölçümleri yapılarak katkı oranları karşılaştırılmıştır. Ayrıca iletken elektrot olarak PANI-rGO-PVA nanolif elektrodu üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece biyomedikal alanda giyilebilir elektronik cihazlara harici güç kaynağına ihtiyaç duymadan sürekli enerji sağlamayı amaçlayan bir çalışma olarak esnek PENG tasarımı için gerekli olan malzemelerin üretim parametreleri ve özellikleri araştırılmıştır.