Photovoltaic energy
84 theses under this subject heading
Sabit açılı sistemler ile ışınım takip sistemli güneş santrallerinin performans değerlerinin karşılaştırılması
Ülkemizde ve hatta dünyada en fazla yaygın olarak kullanılan güneşten enerji üreten santral çeşitleri sabit açılı ve güneşi takip etmeyen sistemlerden oluşmaktadır. Bu santraller kurulurken belirli simülasyonlardan faydalanılarak belli bir açı bulunmakta ya da kurulduğu çatı üzerine mevcut açıya paralel bir şekilde kurulmaktadır. Bu çalışmada gerek güneş takipli sistemin performansı, gerekse simülasyon değerleriyle sabit bir şekilde dizayn edilmiş gerçek saha koşullarında çalışan eşdeğer santrallerin performans ve verimlilik değerlerinin karşılaştırılması sayesinde; fiyat performans oranları net olarak belirlenebilecek ve yapılacak santral tipleri için karar verme daha da kolaylaşacaktır. Güneş takip sistemleri ışınım sensörleri aracılığıyla güneşten alabileceği en verimli pozisyona göre hareket ederken, açık çevrimle çalışan ve meteoroloji verilerine dayanan çok yıllık güneş verileri kullanılarak basit bilgisayar, PLC gibi elemanlar ile ayrıca dizayn edilir. Bu çalışmadaki 1-eksen, 2-eksen ve sabit açılı olmak üzere dizayn edilen üç farklı santral tipi PLC yazılımı ile açık çevrim olarak kontrol edilmiş ve santraller arası üretim farklılıkları 1 yıl boyunca değerlendirilmiştir. Yapmış olduğumuz bu araştırmaya göre, 2-eksen takipli sistemlerin 1-eksenli bir sisteme göre verimlilik oranı yıllık ortalama %23 daha yukarı seviyede olmasıyla birlikte, sabit açılı sisteme kıyasla yıllık yaklaşık %32 daha fazla enerji ürettiği sonucuna varılmıştır.
Güney yönünde farklı açılarda yerleştirilen fotovoltaik piller kullanılarak Osmaniye'de toplam güneş ışınımın ölçülmesi
Bu çalışmada, Osmaniye'de (37°.04 D, 36°.22 K) toplam güneş enerjisini ölçmek için güney yönünde farklı açılarda yönlendirilmiş ("Yön1: 0.0", "Yön2: 60.0", "Yön3: 45.0", "Yön4: 37.0", ve "Yön5: 30.0") bir fotovoltaik (FV) sistem tasarlanmış ve 1 Eylül 2022 tarihinde ölçümlere başlanılmıştır. FV pillerin bir tanesinin yönü ("Yön4: 37") özellikle Osmaniye'nin coğrafik enlemiyle yaklaşık aynı açıda seçilmiştir. Dakikada volt cinsinden ölçülen güneş enerjisi verileri, MS6D veri kayıt sistemi kullanılarak bir yıl boyunca (Eylül 2022 - Ağustos 2023) toplanmıştır. PV verileri, Eppley B&W Piranometre ile eş zamanlı olarak ölçülen veriler kullanılarak kalibre edilmiştir. Dakikalık olarak volt biriminde ölçülen tüm FV verileri daha sonra saatlik, günlük, aylık ve yıllık olarak W/m2 cinsinden analiz edilmiştir. Beş farklı yöndeki ("0°.0", "60°.0", "45°.0", "37°.0", ve "30°.0") günlük verilerden elde edilen yıllık toplam güneş radyasyon bileşenleri sırasıyla 127207.84 W/m2, 146553.52 W/m2, 156669.99 W/m2, 158409.81 W/m2 ve 155931.26 W/m2 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, aylık olarak ortalama toplam güneş radyasyonu değerleri ise sırasıyla 346.16 W/m2, 416.99 W/m2, 439.91 W/m2, 444.85 W/m2 ve 439.03 W/m2 olarak da elde edilmiştir. Saatlik, günlük, aylık ve yıllık toplam güneş enerji değerleri incelendiğinde, en yüksek güneş enerjisi sırasıyla "37°.0", "30°.0" ve "45°.0" yönlerindeki fotovoltaik sistemlerle ölçülürken, en düşük güneş enerjisi "30°.0" yönünde ölçülmüştür. Bu sonuçların güneş enerjisi ölçümleri için oldukça önemli olduğu görülmektedir.
indexedOpen AccessTRAkıllı şebekelerle uyumlu yenilenebilir enerji sistemleri için entegrasyon modeli
Enerji dönüşümü bağlamında, yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş ve rüzgâr enerjisinin elektrik şebekelerine giderek artan entegrasyonu; kararlılık, kesintililik yönetimi ve kaynak optimizasyonu açısından önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Bu zorluklar aynı anda kesintisiz beslemeyi, arz-talep dengesini ve akıllı şebeke gereksinimlerine uyumluluğu sağlayabilen entegrasyon modellerinin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışma, akıllı şebekelerle uyumlu yenilenebilir enerji entegrasyonu için kural tabanlı kontrol (KTK) yöntemiyle çalışan ve enerji yönetim sistemi (EYS) tarafından yönetilen hibrit bir mikro-şebeke modeli önermektedir. Mikro-şebeke değiştir ve gözle algoritmalı maksimum güç noktası takibi (MGNT) yaklaşımıyla ilişkilendirilmiş 19.7 kW'lık bir fotovoltaik (FV) sistem, ortalama 6.2 kW güç üreten sabit mıknatıslı senkron generatörlü (SMSG) bir rüzgâr enerjisi sistemi, 100 Ah'lik bir batarya ve 700V DA bara üzerinde birbirine bağlı 8 kW'lık paralel RLC yükünden oluşmaktadır. Sistemin enerji akışı dinamiklerini ve bileşenler arasındaki etkileşimleri modellemek, simüle etmek ve analiz etmek amacıyla MATLAB/Simulink ortamında sistematik bir yaklaşım benimsenmiştir. Beş çalışma senaryosu incelenmiş olup, bu senaryolar güneş enerjisi modu, rüzgâr enerjisi modu, ada modu, aşırı yük modu ve batarya modu olarak tanımlanmıştır. Sonuçlar, güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi modlarında 8 kW'lık yükün elektrik talebinin tamamen karşılandığını ve fazla enerjinin bataryaya yönlendirildiğini göstermektedir. Ada modunda, şebeke bağlantısı kesilmesine rağmen besleme sürekliliği sağlanmış ve DA bara gerilimi 700V'ta kararlı kalmıştır. 100 kW'lık aşırı yük modunda ise KTK-EYS, elektrik talebini karşılamak için şebeke, rüzgâr, güneş ve deşarj modundaki bataryayı koordineli biçimde yönetmiştir. Bu sonuçlar önerilen modelin etkinliğini ve akıllı şebekelerin işlevsel gereksinimlerine uygunluğunu doğrulamaktadır.
Neredeyse sıfır enerjili bir binanın sayısal, deneysel ve termodinamik analizi
Bu tez çalışması kapsamında, neredeyse sıfır enerjili bina konsepti doğrultusunda tasarlanmış ve inşa edilmiş deneysel bir yapının; yarı saydam fotovoltaik (PV), fotovoltaik-termal kolektörler (PV/T) ve faz değiştiren malzeme (FDM) destekli yerden ısıtma sistemleri, sayısal, deneysel ve termodinamik olarak kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Araştırmanın temel amacı, entegre yenilenebilir enerji sistemlerinin elektrik ve ısı üretim performansını ortaya koymak, iç ortam konforuna katkısını değerlendirmek ve enerji bağımsızlığı potansiyelini belirlemektir. Sistem, Elazığ ilinde gerçek iklim koşullarında bir yıl boyunca çalıştırılmış; ölçümler beş dakikalık aralıklarla alınmıştır. Elde edilen verilere göre, sistem yıllık 4335.8 kWh elektrik ve 8671 kWh ısıl enerji üretmiş, toplamda 3033 kWh'lik bir enerji tüketimi gerçekleşmiştir. Kış aylarında cephe kaplama sistemine entegre yarı saydam PV paneller sayesinde dış ortam sıcaklığına karşı iç mekânda pasif bir sıcaklık farkı oluşmuş ve bu durum, binanın soğuk iklim koşullarından korunmasını sağlamıştır. Ayrıca FDM destekli yerden ısıtma sistemi sayesinde, geçiş FDM etkisiyle FDM'siz duruma kıyasla iç ortam sıcaklığında 4 °C'ye kadar artış gözlemlenmiş; böylece ek enerji girdisi olmadan güneş destekli ısıtma sağlanabilmiştir. Sistem, yıllık bazda %143 oranında enerji öz yeterliliği sağlamıştır. PV'lerin ortalama enerji verimi %7.45; PV/T sistemin elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %35.4, toplam verimi %49.3'tür. Ekserjiye dayalı verimlilikler PV için %6.89, PV/T için elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %9.4 olarak hesaplanmıştır. Enerji geri ödeme süresi 3.5 yıl, finansal geri ödeme süresi ise 8.9 yıl olarak belirlenmiştir.
Yeni tip termal enerji depolamalı güneş kurutma sistemi kullanılarak kantaron bitkisinin kurutulması ve yağ eldesinin çok amaçlı tasarım optimizasyonu
Bu çalışmada, yalnızca kendi ürettiği yenilenebilir enerji ile çalışan, termal enerji depolamalı yeni nesil bir güneş kurutma sistemi geliştirilmiştir. Sistem, geleneksel enerji kaynaklarına olan bağımlılığı azaltmayı ve kurutulan bitkisel ürünlerin kalitesini artırmayı hedeflemektedir. Tıbbi özellikleriyle bilinen sarı kantaron (Hypericum perforatum) bitkisi, kurutma ve yağ eldesi süreçlerinde model ürün olarak seçilmiştir. Güneş ışınımının yetersiz olduğu zamanlarda kurutma sürekliliğini sağlamak amacıyla Faz Değiştiren Malzeme (FDM) olarak RT28HC kullanılmıştır. Çalışma kapsamında üç farklı hava hızı (1, 2 ve 3 m/s) altında, doğal güneşte kurutma, gölgede kurutma olarak deneysel ve sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta %82 olan nem oranı; 1 m/s hızda 7 saatte %10,2'ye, 2 m/s'de 6 saatte %9,1'e ve 3 m/s'de 5 saatte %8,7'ye düşürülmüştür. 3 m/s hava hızında kurutulan örneklerin renk analizinde L* = 32,56, a* = 8,12 ve b* = 17,03 değerleri ölçülmüş, bu durum ürünün görsel kalitesinin korunduğunu göstermiştir. Aynı hızda elde edilen yağ örneklerinde ise L* = 26,45, a* = 6,37 ve b* = 14,89 değerleri kaydedilmiştir. Enerji verimliliği %48,7 ile %62,9; ekserji verimliliği ise %4,13 ile %6,45 arasında değişmiştir. Sonuçlar, sistemin enerji verimli ve kesintisiz kurutma sağladığını, ürün kalitesini koruduğunu ve tarımsal kurutma uygulamaları için sürdürülebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
System development for coal gasification by using photovoltaic solar energy
Coal gasification technology is used to convert coal to syngas which is mainly mixture of hydrogen and carbon monoxide. In traditional coal gasification facilities, oxygen produced from air separation unit reactors and these reactors have disadvantages such as high energy consumption, high capital cost and reduce the air quality of ambient because of the oxygen consumption. In this study, photovoltaic solar energy is adapted to coal gasification reactor as, oxygen and hydrogen source. It enables the electrical energy obtained by solar energy to be stored outside of the battery as alternatively. Hydrogen is used to enrichment of syngas quality. The advantages of this system examined for coal gasification facility for low rank Turkish coal. In all selected regions, the amount of coal to be gasified in the coal gasification unit is 250 tons/ hour, oxygen consumption is 3 Nm3/min, and the annual amount of water to be consumed in the electrolysis unit is 1085 ton/year. The amount of hydrogen to be used is 6 Nm^3/min, the DC power consumed for the electrolysis unit is 5,306,400 kWh annually. Thermal heating value of syngas, volume flow rate of syngas, payback period and required solar power plant for electrolysis unit is calculated for Kütahya-Tunçbilek, Muğla-Yeniköy, Manisa-Soma, Muğla-Yatağan, Bursa-Orhaneli, Çanakkale-Çan, Ankara-Çayırhan, Kahramanmaraş-Afşin-Elbistan regions. The results for Kütahya-Tunçbilek region 5,063 kcal/Nm^3, 75,375,000 Nm^3/year, 16.6 years and 3.6 MWh is calculated, respectively.
Ulaşım araçlarında fotovoltaik yapılar için uygun bir maksimum güç takip algoritması ile verimliliğin artırılması
Günümüzde fosil yakıtların hızla tükenmesi ve çevreci yakıt arayışları nedeniyle elektrikle çalışan çevreci otomobil, yat ve benzeri araçlar üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Fotovoltaik yapıların da elektrikle çalışması düşünülen bu araçlarda hem çevrecilik yönüyle hem de elektriksel olarak destek ünitesi olarak yer alması öngörülmektedir. Bu araçların dış kaplamasının fotovoltaik hücrelerle yapılması durumunda azımsanmayacak bir elektrik enerjisinin aracın bataryasında depolanması mümkündür.Fotovoltaik yapılarda yük, ışınım ve sıcaklık vb. gibi çevresel etmenlerin değişmesinden dolayı maksimum gücün alınabileceği gerilim noktası değişmektedir. Bu değişimler altında fotovoltaik yapılardan bataryaya veya yüke aktarılan güç miktarını maksimum yapmak üzere geliştirilmiş Maksimum Güç Takip Sistemleri (MGTS) bulunmaktadır. Bu sistemler temelde birbirlerine benzemekle birlikte geri besleme kontrolleri ve güç takip algoritmaları yönüyle farklılıklar göstermektedir.Bu tez çalışmasıyla farklı güç takip algoritmalarına sahip MGTS'ler belirli bir hareket döngüsü ile hareket ettirilen fotovoltaik yapı üzerinde denenmiş ve her bir algoritmanın gerçek bir deneysel ortamda hareketli sistemlere uyumluluğu ortaya konmuştur. Bu deneyler sonucu her bir algoritmanın hareketli sistemlere uyumlu bileşenleri veya olumlu faktörleri ele alınarak hareketli araçlara uygun bir maksimum güç takip algoritması oluşturulmuş ve bu maksimum güç takip algoritmasının performansı değerlendirilmiştir.
Fotolvoltaik enerji ve taşıtlarda kullanımı
Günes enerjisinin gelisen teknoloji ve istenilen düzeyde performansın elde edilmesi sonucunda yakın gelecekte en çok kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarının basında olması beklenmektedir. Mevcut teknoloji ile dahi fotovoltaik enerjinin kullanılmasının kaçınılmaz oldugu alanlar mevcuttur ve bu çalısmada da öncelikle günes enerjisi ve günes enerjisi ile fotovoltaik enerji üretimi incelenmesi ile birlikte bu alanlara da deginilmistir. Temel bir sistem ve bilesenleri göz önüne alınarak ihtiyaca göre çesitli ekleme veya çıkarmalar ile muhtelif uygulamalar adapte edilebilecek bir sistemin geneli tanıtılmıstır. Fotovoltaik sistemin tasıtlarda kullanımına deginilmis, böyle bir araçta bulunan çesitli sistemlerde yaklasımın nasıl olması gerektigi gösterilmistir. 2005 Agustos ayında Türkiye'de TÜBTAK tarafından düzenlenen günes arabaları yarısına katılım sırasında elde edilen birikimler yansıtılarak bir günes arabası hazırlanırken ortaya çıkması muhtemel sorunlara yogunlasılıp bu sorunların nasıl çözülecegine dair yaklasımlar verilmistir. Bir günes arabası için çok degerli olan enerji kazanımının önemine ilaveten, dogru degerlerin elde edilebilmesi için kullanım sartlarındaki günes hücresi performans degerlerinin hesabı yapılmıstır. Kullanım sartları olarak günes ısınımı ve sıcaklıgın günes hücreleri üzerindeki etkisi çalısılmıstır Bu hesaplama sırasında karsılasılan çok degiskenli transandant denklemlerin çözümünde ?Mathematica 5.1? adlı program kullanılmıs olup gerekli program kodları da metin içerisinde verilmistir. Bulunan degerler ile bu hesaplamaların yapılmadıgı takdirde kullanılacak degerler karsılastırılarak bu hesaplamanın getirisi degerlendirilmistir. Anahtar kelimeler : fotovoltaik ( FV ) enerji, günes hücresi, günes pili, günes hücresi verimi, günes pili verimi, sıcaklık etkisi, ısınım etkisi, pratikteki verim, uygulamadaki verim.
Elektrikli araç teknolojisi ve Çankırı ilinde çatı tipi güneş paneli destekli elektrikli araç şarj istasyonu tasarımı ve maliyet analizi
Bu araştırmada elektrikli araçlara dair gelişmeler ile gelecekte bu araçların gelişim olanakları hakkında incelemeler yapılmıştır. Bu gelişmeler sonucunda elektrikli araçların insan yaşamındaki yeri, fosil yakıt tüketimli araçlar ile elektrikli araçların farkları ve elektrikli araç kullanımı sonucu çevresel ve toplumsal alanda yaşanması öngörülen değişim ve gelişimlerin neler olabileceği konusu üzerinde durulmuştur. Elektrikli araçların şarj sistemleri ve bu şarj sistemleri ile alakalı Türkiye'nin kullandığı standart belirtilmiştir. Elektrikli araç şarj terminalleri üzerine yapılan araştırmalar incelenmiş ve bu şarj terminallerinde güneş enerjisi kullanımının tercih edilmesi sonucu Çankırı ilinde PV panel kullanımı ile bir şarj terminali tasarımı yapılmıştır. Bu tasarım neticesinde Çankırı ilinde PV sistem ile elektrikli araç şarj işleminin verimli olup olmayacağı incelenmiş ve maliyet analizi yapılmıştır. Ayrıca, elektrikli araçlar ile içten yanmalı motorlara sahip araçların yakıt giderleri karşılaştırılmış olup, bu anlamda hangi araçların kullanımının daha uygun olduğu incelenmiştir. Burada, sonuç olarak Çankırı ilinde PV sistem ile araç şarj işleminin yapılabileceği, elde edilen bilgiler neticesinde günlük ortalama 28,5 kWh enerji ihtiyacı olan bir araç için 535 Wp'lik 15 panel ile kurulacak bir sistem ile enerji ihtiyacının karşılanabileceği, ayrıca fosil yakıtlı araçların elektrikli araçlara göre ortalama yakıt tüketimi maliyetlerinin ortalama bir değer ile 3,15 katı kadar daha maliyetli olduğu sonucuna varılmıştır.
Solar power harvesting design for wireless communication based wireless sensor networks application
This study conducted a thorough exploration of the efficiency of different maximum power point tracking algorithms within photovoltaic energy harvesting-based wireless sensor networks, with a specific focus on how these algorithms respond to environmental factors such as temperature and solar irradiance. Among the various algorithms evaluated, the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm stood out due to its exceptional performance. It exhibited a notably low overshoot of 14.8 volts and 25 mA at 0.1 seconds. Comparatively, the Perturb and Observe (PO) algorithm displayed a slightly higher overshoot of 15 volts and 25.5 mA. The Incremental Conductance (IC) and Fuzzy Logic (FL) algorithms both showed even higher overshoots, reaching 15.3 volts and 27 mA within the same timeframe. In the critical area of output power, the PSO algorithm again emerged as the most efficient, with the IC and FL algorithms following behind, and the PO method demonstrating the weakest performance. Furthermore, the study uncovered that environmental conditions, specifically temperature and solar irradiance, significantly influence the charging process of wireless sensor batteries. These factors have a profound effect on the charging efficiency and rate, which in turn impacts the overall performance and lifespan of the batteries in wireless sensor networks. The study recommends the use of the PSO algorithm for optimizing WSN battery charging processes due to its efficiency, adaptability, and responsiveness to changing conditions. However, for limited computational resources, alternative algorithms like IC or FL can be considered. The study also emphasizes the importance of incorporating environmental variables like temperature and solar irradiance into the battery charging optimization strategy to enhance charging efficiency, improve battery longevity, and enhance overall performance in WSN systems. Despite its computational complexity, PSO offers significant improvements over the basic P&O method. The selection of batteries that can endure a range of weather conditions is essential, especially considering the impact that extreme temperatures can have on battery performance. This research provides valuable insights that can contribute to enhancing the robustness, sustainability, and reliability of wireless sensor network systems, enabling them to operate effectively even in challenging environmental conditions. It offers a comprehensive evaluation of various MPPT algorithms used in photovoltaic energy harvesting-based wireless sensor networks, assessing their performance across different environmental scenarios using MATLAB 2021b.
Flyback dönüştürücü tabanlı fotovoltaik sistemlerde maksimum güç noktası izleme için akıllı dalga algoritması
Yenilenebilir enerji kaynaklarına artan talep, fotovoltaik (PV) sistemleri sürdürülebilir enerji üretiminin vazgeçilmez bir bileşeni hâline getirmiştir. Ancak PV sistemlerinin verimliliği, ışınım ve sıcaklıktaki değişimlerden önemli ölçüde etkilenmekte olup, bu durum Maksimum Güç Noktası İzleme (MGNİ/MPPT) yöntemini kritik bir kontrol stratejisi hâline getirmektedir. Bu tez çalışmasında, Perturb and Observe (P&O) ve Incremental Conductance (InC) gibi klasik yöntemlerin yanı sıra, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Harris Hawks Optimizasyonu (HHO) gibi meta-sezgisel optimizasyon teknikleri de dâhil olmak üzere çeşitli MGNİ algoritmaları araştırılmış ve karşılaştırılmıştır. Bu yaklaşımlar temel alınarak, Akıllı Dalga Algoritması (Intelligent Wave Algorithm – IWA) adlı yeni bir yöntem önerilmiş ve literatürde ilk kez flyback dönüştürücü tabanlı PV sistemlerde MGNİ'ye uygulanmıştır. Tüm algoritmalar MATLAB/Simulink ortamında aynı çalışma koşulları altında modellenmiş ve benzetimi yapılmıştır. Yerleşme süresi, kararlı hâl kararlılığı ve güç elde etme gibi performans ölçütleri analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, P&O ve InC yöntemlerinin basit ve yaygın kullanıma sahip olmasına rağmen salınımlar ve düşük verim sorunları yaşadığını göstermiştir. PSO ve HHO ise yakınsama hızını ve dayanıklılığı artırarak daha az salınımla daha yüksek kararlı hâl gücü elde etmiştir. Önerilen IWA algoritması ise tüm senaryolarda üstün performans göstermiş, en hızlı yakınsamayı (0,007–0,015 s), en yüksek güç çıkışını (46–47 W) ve ihmal edilebilir düzeyde aşım veya salınım ile elde etmiştir. Bu bulgular, IWA'nın gerçek zamanlı MGNİ uygulamaları için son derece etkili ve hesaplama açısından verimli bir çözüm sunduğunu doğrulamaktadır. Bu katkı, yenilenebilir enerji optimizasyonu alanında özgün bir ilerleme niteliği taşımakta olup, hem laboratuvar hem de endüstriyel ortamlarda PV sistem performansının artırılmasına yönelik umut vadeden bir yol sunmaktadır.
Fotovoltaik bir santralin farklı çevresel koşullar altındaki güç tahmini için uygun makine öğrenmesi yöntemlerinin araştırılması
Yenilenebilir enerji kaynakları (YEK), fosil yakıt tüketiminin kısıtlılığı ve çevresel etkileri nedeniyle enerji sektöründe önemli bir yer edinmiştir. Fotovoltaik (FV) sistemler, güneş enerjisinden elektrik üretmek için çevre dostu bir seçenek sunarken, üretim miktarları hava koşullarından etkilenmektedir. Bu durum, enerji sistemlerindeki arz ve talep dengesini korumak için güneş enerjisi üretiminin doğru bir şekilde tahmin edilmesini kritik hale getirmektedir. Tez çalışması, bu gereklilikten hareketle, FV panellerin çıkış gücünün hava durumu verileri kullanılarak makine öğrenmesi teknikleriyle tahmin edilmesini amaçlamıştır. Bu tezde, özellik çıkarımı için Dalgacık Dönüşümü'nün (DD) iki farklı türü, Ayrık Dalgacık Dönüşümü (ADD) ve Örnek İndirgenmemiş Dalgacık Dönüşümü (ÖİDD), kullanılmıştır. Elde edilen özellikler regresyon ve ağaç tabanlı makine öğrenmesi modelleriyle analiz edilmiştir. ADD, Destek Vektör Regresyonu'nda (DVR), 0,0001 Ortalama Kare Hatası (MSE), 0,0025 Kök Ortalama Kare Hatası (RMSE) ve 0,9992 Determinasyon Katsayısı (R2) değerleriyle ile en düşük hataları ve en iyi performansı gösterirken, Ridge Regresyon (RR) ve Lasso Regresyon (LSR) ise en düşük tahmin sürelerini (0,0003 sn.) alarak regresyon tabanlı modellerle daha uyumlu bulunurken, ÖİDD ise Rastgele Orman (RO) ve Karar Ağacı (KA) gibi ağaç tabanlı yöntemlerde daha yüksek performans göstermiştir. Özellikle ÖİDD-KA modeli MSE=0,00004, RMSE=0,0058 ve R2=0,9997 değerleriyle en dengeli ve mükemmel sonucu vermiştir. Çalışma sonucunda, veri türüne ve problem yapısına uygun özellik çıkarımı ve model seçiminin, tahmin doğruluğu üzerinde belirleyici bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Model performansı, MSE, RMSE, R2, tahmin ve eğitim süreleri gibi değerlendirme metrikleriyle karşılaştırılmış, ağaç tabanlı modellerin daha düşük hata oranlarıyla öne çıktığı (MSE=0,00004-0,00009) gözlemlenmiştir. Regresyon tabanlı modeller ise daha hızlı tahmin süresi (LR=0,0002) sunmasıyla dikkat çekmiştir. MATLAB ortamında gerçekleştirilen çalışmada, Bursa Teknik Üniversitesi (BTÜ) Mimar Sinan Kampüsü'nde yer alan 5 kW'lık Şebeke Bağlantılı FV Sistem ve 2 kW'lık akü grubu ile oluşturulan «Yenilenebilir Enerji Destekli Elektrikli Araç Şarj İstasyonu» prototip sisteminden alınan gerçek zamanlı modül sıcaklığı, ortam sıcaklığı, nem ve güneş ışınımı verileri kullanılmıştır. Bu veri seti çevresel faktörlerden meydana gelmekte olup, çeşitli hava koşulları altında FV panellerin çıkış gücünü detaylı bir şekilde modellemek üzere kullanılmıştır. Gerçek zamanlı ölçüm verilerinin kullanılması, tahmin modellerinin pratik uygulamalardaki etkinliğini artırmak için büyük bir avantaj sağlamaktadır. Bu tez, yenilenebilir enerji sistemlerinin tahmini ve yönetimi için optimize edilmiş özellik çıkarım yöntemleri ve makine öğrenmesi modellerinin uygulanabilirliğini ortaya koymuştur. Sonuçlar, ÖİDD ve ağaç tabanlı modellerin, karmaşık yapılarda üstün olduğunu, regresyon tabanlı modellerin ise zaman etkinliği sağladığını göstermiştir. Bu bağlamda, enerji sistemlerinin verimliliğini artırmak için tahmin süreçlerinde veri türüne uygun modellerin seçimi önem taşımaktadır. İlerleyen çalışmalarda, üretim tahminlerinin enerji depolama ve elektrikli araç şarj istasyonları için kullanılması önerilmektedir. Anahtar kelimeler: Fotovoltaik güç sistemi, Güç tahmini, Makine öğrenmesi, Dalgacık dönüşümü, Regresyon modelleri, Karar ağacı
Güneş panellerinin kirliliği sonucu temizlik robotlarına yönelik bölgesel yönlendirme sistemi
Günümüzde güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında çevre dostu ve sürdürülebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Güneş enerjisi üretimi, temelde termal sistemler ve fotovoltaik (PV) sistemler aracılığıyla gerçekleştirilmektedir. Bu sistemler arasında, fotovoltaik sistemler enerji dönüşümü ve çevresel etkiler açısından önemli bir yer tutmaktadır. PV sistemler, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilme kabiliyeti sayesinde çok sayıda enerji santralinde ve bireysel uygulamalarda tercih edilmektedir. Bununla birlikte, bu sistemlerin verimliliği dış etkenlere bağlı olarak zamanla azalabilmektedir. Fotovoltaik paneller, dış ortam koşullarına maruz kaldıkları için toz, yağmur, polen, kuş dışkısı ve diğer çevresel faktörler nedeniyle kirlenmektedir. Bu kirlenme, panellerin ışık alma kapasitesini azaltarak enerji üretim verimliliğini düşürmektedir. Özellikle büyük ölçekli fotovoltaik enerji santrallerinde, paneller arasındaki kirlenme şiddeti eşit dağılmaz; bazı paneller diğerlerine göre daha fazla kirlenir. Geleneksel temizlik yöntemlerinde, panellerin hem temiz hem de kirli olanlarının bir arada temizlenmesi yaygındır. Ancak bu durum, gereksiz enerji ve su tüketimine, temizlik robotlarının aşınmasına ve yedek parça israfına yol açmaktadır. Bu sorunlara yönelik planlanan sistem, PV panellerin temizliğini daha verimli hale getirmeyi hedeflemektedir. Bu sistemde, panellerin kirlenme durumlarını tespit etmek için görüntü işleme teknikleri kullanılarak, kamera sistemleriyle elde edilen veriler analiz edilerek, yalnızca kirli bölgeler belirlenip temizlik robotuna iletilecektir. Bu yöntem, gereksiz enerji ve su tüketimini azaltacak, temizlik sürecini hızlandıracak ve robotun malzeme ömrünü uzatacaktır. Ayrıca, yalnızca kirli alanlara odaklanılması, enerji üretim verimliliğinin artmasını ve sistem performansının iyileşmesini sağlayacaktır. Yalnızca kirli alanlara odaklanarak yapılan bu temizlik, zaman tasarrufu sağlarken, temizlik robotunun bakım ihtiyacını ve aşınma oranlarını azaltacaktır. Geleneksel temizlik yöntemlerinden farklı olarak, bu yöntemle temizlik operasyonlarının çevresel etkileri de minimize edilecektir. Daha az su ve enerji kullanımı, PV sistemlerinin sürdürülebilirliğini arttırırken, ekonomik verimliliğinin de artmasını sağlayacaktır. Sonuç olarak, fotovoltaik panellerin temizliğini optimize etmeye yönelik bu yenilikçi yaklaşım, enerji verimliliğinin artması ve temizlik maliyetlerinin azaltılması adına önemli bir potansiyele sahiptir. Bu çalışma, PV sistemlerinin daha sürdürülebilir, ekonomik ve çevre dostu bir şekilde kullanılmasına katkı sağlayacaktır.
Fotovoltaik sistemlerde tozlanmaya bağlı enerji kayıplarının incelenmesi için IOT tabanlı bir ölçüm sisteminin geliştirilmesi
Güneş enerjisi santralleri, çevre dostu yapıları sayesinde karbon ayak izinin azaltılmasına önemli bir katkı sağlamakta ve dünyada konvansiyonel enerji kaynaklarına yenilenebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Bu santrallerin kullanımının her geçen gün artması hem çevresel hem de ekonomik açıdan avantajlar sunmaktadır. Ancak, güneş enerjisi santrallerinin güçlü yönlerinden biri olan üretim verilerinin izlenebilirliği, kullanılan sensörlerin yüksek maliyeti nedeniyle sınırlı kalabilmektedir. Ek olarak, bu santrallerde tozlanmanın bir metrik ile izlenmemesi ve tozlanma kayıplarının belirsizliği, güç kayıplarına yol açarak sistemin etkinliğini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, güneş enerjisi santrallerinde panellerin kirlilik durumu kararı için bulanık mantık yönteminden yararlanarak, Internet of Things (IoT) tabanlı düşük maliyetli bir izleme sisteminin oluşturulması, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranın hesaplanması ve güneş paneli kirlilik durumu kararının bulanık mantık ile karar verilmesi amaçlanmıştır. Bursa Teknik Üniversitesi Mimar Sinan Kampüsü'nde bulunan 2 özdeş güneş panel akım ve yüzey sıcaklığı gibi değerleri IoT tabanlı sensörler kullanılarak izlenmiş ve kayıt edilmiştir. Ölçülen bu değerlerden yararlanılarak güneş paneli çıkış gücü, ışınım, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı miktarı değerleri hesaplanarak gerçek verilerden oluşan ölçüm verileri oluşturulmuştur. Panellerden biri haftalık olarak temizlenmiş, diğeri ise temizlenmeyerek kirli olarak bırakılmıştır. Sensörler açık kaynaklı programlanabilir devre kartı olan ESP32'ye bağlanarak kullanılmıştır. Oluşturulan düşük maliyetli IoT tabanlı izleme sistemi oluşturulmuştur. Tez çalışmasında ayrıca bulanık mantık ile güneş panellerinin kirlilik durumunun tespiti için bir karar verici yöntem de geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde, güneş panellerinin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı bulanık mantık ile tahmin edilmekte, bu sayede güneş panellerinin kirlenme durumuna karar verilmektedir. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlar, düşük maliyetli bir şekilde güneş enerjisi santrallerine ait IoT tabanlı bir izleme sisteminin gerçekleştirilebileceğini, panellerin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranının hesaplanabileceğini, bulanık mantık karar verici sistemi ile de panellerin kirlilik durumu hakkında temizlik için karar alınabileceğini göstermiştir. Bu bakımdan tez çıktılarının pratikte de mevcut güneş enerjisi santrallerinde kullanılabileceği düşünülmektedir.
Güneş enerjisi santrallerinde yapay zeka destekli enerji üretim tahmini yöntemlerinin geliştirilmesi
Yenilenebilir enerji kaynakları, küresel enerji talebinin karşılanmasında giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Güneş enerjisi, en çok ve temiz yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Türkiye, güneş enerjisi potansiyeli açısından oldukça zengin bir ülkedir. Bu nedenle, Türkiye'de güneş enerjisi santrallerinin kurulumu ve kullanımı son yıllarda hızla artmaktadır. Bu tez çalışmasında, Bursa Teknik Üniversitesi Mimar Sinan Kampüsü'nde şebeke bağlantılı lisanssız bir fotovoltaik güneş enerjisi santralinin fizibilitesinin araştırılması ve enerji tahmini için akıllı yöntemlerin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Tasarım yapılırken, kampüsün güneşlenme süresi, sistemin büyüklüğü ve sistemin maliyeti gibi faktörler dikkate alınmıştır. Enerji üretiminin tahmini için dört farklı model uygulanmıştır: Rastgele Orman (Random Forest- RF), Uzun Kısa Süreli Bellek Ağı (Long Short-Term Memory - LSTM), Doğrusal Regresyon (Linear Regression) ve Karar Ağacı (Decision Tree - DT). Bu modeller, güneş ışınımı, sıcaklık, nem ve tarihsel üretim verileri gibi parametreler kullanılarak eğitilmiştir. Modellerin performansları; Kök Ortalama Kare Hatası (RMSE), Ortalama Mutlak Hata (MAE), Ortalama Mutlak Yüzde Hata (MAPE) ve Determinasyon Katsayısı (R²) gibi benchmark metrikleriyle değerlendirilmiştir. Ayrıca çalışmada, Türkiye'deki enerji projelerinin gerçekleştirilmesinde izlenmesi gereken yasal prosedürler ve mevzuat adımları detaylı olarak ele alınmıştır. Bu bölümün amacı, enerji yatırımlarının yalnızca teknik ve ekonomik boyutlarını değil, aynı zamanda hukuki çerçevesini de ortaya koyarak Türkiye'de enerji projelerinin nasıl bir süreç içerisinde yürütüldüğüne dair bütüncül bir bakış sunmaktır. Lisanssız üretimden başvuru süreçlerine, kurum izinlerinden proje onaylarına kadar olan adımlar açıklanarak, bu tür projelerin uygulanabilirliği ve sürdürülebilirliği hakkında karar vericilere ve yatırımcılara yol gösterici bilgi sağlanması hedeflenmiştir. Sonuçlar, LSTM ve RF modellerinin yüksek doğruluk ve düşük hata oranlarıyla öne çıktığını göstermiştir. Özellikle LSTM modeli, zaman serisi verilerindeki karmaşık ilişkileri daha başarılı şekilde modelleyerek enerji tahmininde en yüksek performansı sergilemiştir. Bu çalışmayla, kampüs ölçeğinde uygulanabilir bir fotovoltaik sistemin hem ekonomik fizibilitesi hem de üretim tahmini başarıyla sunulmuştur. Türkiye'deki enerji projelerinin teknik, ekonomik ve yasal yönleri bir arada değerlendirilerek, yenilenebilir enerji planlamalarında kapsamlı bir yaklaşım sunulmuştur.
Spin kaplama yöntemi ile büyütülen ZnO/Cu2O tabanlı aygıtların üretimi ve karakterizasyonu
Uygulaması son derece basit olan spin kaplama tekniği kullanılarak, bakır ve çinko gibi doğada bol miktarda bulunan ve elde edilmesi oldukça ekonomik olan malzemeler kullanılarak, ITO kaplı cam üzerine önce n-ZnO pencere katmanı kaplanmıştır. Daha sonra elde edilen yapı üzerine p-Cu2O fotoaktif katmanı kaplanarak p-n eklem yapısı oluşturulmuştur. Elde edilen n-ZnO/p-Cu2O eklem, Ag/ITO/ZnO/Cu2O/Ag yapılı ters PV aygıt olarak karakterize edilmiştir. Optimum koşulları sağlamak için 0,05M, 0,1M, 0,5M, 1M, 2M, 3M ve 5M gibi farklı molarite de çözeltiler hazırlanmış olup XRD, SEM, AFM ve UV-VIS sonuçlarına göre uygun molarite belirlenmiştir. Molarite arttıkça kristalliğin arttığı gözlemlenmiş olup homojenliğin yer yer bozulduğu ve malzeme üzerinde kopmaların meydana geldiği tespit edilmiştir. Farklı molarite, kurutma ve tavlama sıcaklıkları denenip alınan sonuçlar neticesinde uygun koşullar belirlenmiştir.
Talep tarafı yönetimi kullanılarak konutlar için merkezi batarya veya elektrikli araç bataryası ile desteklenen PV güç sisteminin boyutlandırılması,enerji yönetimi ve ekonomik analizi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Talep Tarafı Yönetimi Kullanılarak Konutlar İçin Merkezi Batarya veya Elektrikli Araç Bataryası İle Desteklenen PV Güç Sisteminin Boyutlandırılması, Enerji Yönetimi ve Ekonomik Analizi Gül Feray SEZEN Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Dr.Öğr.Üyesi Kıvanç BAŞARAN Akıllı şebeke ve akıllı mikro şebeke teknolojilerinin gelişmesi geleceğin elektrik güç sistemleri için önemli bir adım olmuştur. Akıllı mikro şebeke sistemlerinde yenilenebilir enerji kaynakları, enerji depolama sistemleri, talep tarafı yönetimi ve elektrikli araçların şebekeye entegrasyonu araştırma konularının temelini oluşturmaktadır. Farklı tip enerji üretim kaynakları ve depolama sistemlerinin kullanılması ve bunların elektrik şebekesine entegrasyonu ile enerji talep tarafının birlikte ele alınması akıllı kontrol ve enerji yönetim sistemlerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında özellikle rüzgâr ve güneş enerjisinin kullanımı öne çıkmaktadır. Ancak, şehir içi kurulumlu ya da küçük güçlü sistemler ele alındığında büyük ölçüde güneş enerjisinden yararlanıldığı görülmektedir. Güneş enerjisi de diğer birçok yenilenebilir enerji kaynağında olduğu gibi kesikli enerji kaynağıdır. Bu nedenle, enerji sürekliliğini sağlamak için ya üretilen enerjinin depo edilmesi ya da enerji üretiminin olmadığı zamanlarda şebeke enerjisinin kullanılması gerekmektedir. Elektrik enerjisini depolamak için çoğunlukla akümülatörler (batarya) kullanılmaktadır. Ancak hem bataryaların ömür problemi hem de maliyetleri nedeniyle özellikle şebeke bağlantılı sistemlerde kullanımı tercih edilmemektedir. Bu nedenle bataryaların şebeke bağlantılı sistemlerde ekonomik kullanımı için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalardan, şebeke elektrik enerjisinin pahalı olduğu zaman diliminde yetecek kapasitede batarya kullanımı ile merkezi batarya kullanımı öne çıkmaktadır. Merkezi batarya kullanımında da elektrik dağıtım şirketleri ile mahsuplaşmanın ya da binadaki diğer dairelerin merkezi bataryadan yararlanma ve mahsuplaşma şartlarının belirlenmesi ve bunlara ait yönetmeliklerin çıkartılması gerekmektedir. Son yıllarda elektrikli araç kullanımının hızla artması ve bu araçlarda bir dairenin bir günde ihtiyaç duyacağı batarya kapasitesinin yaklaşık 15-20 katı bataryanın kullanılması, elektrikli araçların akıllı mikro şebekelerde sadece enerji tüketen bir eleman değil aynı zamanda sisteme enerji sağlayan bir eleman olarak kullanımını da gündeme getirmiştir. Enerjinin verimli ve etkin kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle, akıllı mikro şebekelerde hem enerji verimli cihazların kullanımı hem de cihazların kullanım zaman aralıkları önemlidir. Binalarda kullanılan cihazların bir kısmı kullanım zamanı değiştirilemez cihazlar olarak sınıflandırılırken bir kısmı da esnek çalışma saatlerine sahip cihazlar olarak sınıflandırılmaktadır. Elektrikli cihazların kullanım zamanlarının ve sürelerinin belirlenmesi ve yönetilmesi sürecine talep tarafı yönetimi denilmektedir. Talep tarafı yönetimi, enerjinin üretilmesi kadar önemli bir süreçtir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı akıllı sistemlerde enerji üretim tarafı ile enerji tüketim tarafı sürekli etkileşim halindedir. Bu tez çalışmasında, bir binanın elektrik enerjisi ihtiyacının merkezi batarya ve/veya araç bataryası destekli fotovoltaik (PV) güç sisteminden karşılanabilmesi için gerekli hesaplamalar ve simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca, incelenen bina da talep tarafı yönetimi için esnek ve sabit çalışma zamanlı cihazlar ve özellikleri belirlenerek talep tarafı yönetimi için gerekli çalışmalar yapılmıştır. Güç sisteminin boyutlandırılması için öncelikle binanın bulunduğu bölgedeki ışınım, sıcaklık gibi meteorolojik verilerin temini sağlanmıştır. Elde edilen bilgiler doğrultusunda ihtiyaç duyulacak PV sistem ve batarya boyutlandırması bir algoritma geliştirmek suretiyle yapılmıştır. Tez çalışmasının temelini geliştirilen bu algoritma ve buna bağlı olarak işleyen enerji yönetim birimi oluşturmaktadır. Batarya destekli PV güç sisteminin optimum boyutlandırması yapıldıktan sonra sistemin ekonomik analizi yapılmıştır. Ekonomik analiz çalışmasında, literatürde en çok kabul görmüş olan seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE), net bugün ki değer (NPV) ve amortisman süresi hesaplama teknikleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, binanın yıllık enerji ihtiyacı 4.940,811 kWh, bu ihtiyacı karşılamak için 325 Wp gücünde 14 adet PV panel, 15 kWh kapasiteli akü kullanılması gerektiği ve sistemin seviyelendirilmiş enerji fiyatı (LCOE) 0,109094183, sistem geri ödeme süre 15 Yıl, net bugünkü değer (NPV) 34,86171052 olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Talep Tarafı Yönetimi, Yük Tahmini, Merkezi Depolama Sistemi, Elektrikli Araç, V2G Teknolojisi, PV Sistem Boyutlandırma, PV Sistem Ekonomik Analizi
Güneş enerji sistemlerinde verim analizi ve enerji kayıplarının tespiti
Dünya genelinde enerji ihtiyacı nüfus artışıyla beraber giderek artmaktadır. Bu ihtiyacı karşılamak için en çok kullanılanlar ise fosil kaynaklardır. Fosil kaynak kullanımı özellikle sera gazı salınımı ile sıcaklığın artmasına ve dolayısıyla da küresel iklim değişikliğine neden olmaktadır. Bu nedenle, küresel iklim değişikliğinin azaltılması ve sürdürülebilir bir çevre için fosil kaynaklar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması gerektiği bilinen bir gerçektir. Bu anlamda, güneş enerjisi de yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak son dönemlerde oldukça dikkat çekmektedir. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi ise, her türlü bölgede kolaylıkla uygulanabilir olmasına karşılık bölgesel olarak farklı faktörlere bağlı olarak oldukça değişiklik göstermektedir. Bu çalışma kapsamında, 4 farklı bölgede, 8 ilde kurulan güneş enerjisi santrali (GES) ele alınarak sistem verimliliği, üretilen elektrik enerjisine bağlı olarak incelenmiştir. Ayrıca her bir GES için üretim değerleri bireysel ve bölgesel olarak kıyaslanmıştır. Yapılan çalışmada, özellikle Doğu Anadolu bölgesindeki illerde kurulu olan GES'lerin daha düşük üretim verimlerine sahip oldukları, bununla birlikte Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz Bölgelerindeki illerde verimin yüksek olduğu görülmüştür. Üretim değerlerine bakıldığında ise, Doğu Anadolu Bölgesindeki 1 il için toplam yıllık üretim değeri 1.864.660 kwh iken, Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz Bölgelerinde sırasıyla 4.741.959 kwh (Ortalama il başına 1.580.653 kwh) ve 3.103.195 kwh (Ortalama il başına 1.551.597 kwh)'dır. Ayrıca, Güneydoğu Anadolu bölgesindeki Şanlıurfa, Gaziantep ve Diyarbakır'daki GES'ler de incelendiğinde, Gaziantep ilinde kurulu olan santralin üretim değerlerinin diğerlerine kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Güneş enerjisinden elektrik üretiminde bölge ve il bazlı olarak oldukça farklı verimlilik değerlerinin elde edilmesindeki en temel sebep ise santralin kurulu bulunduğu bölgenin ve ilin radyasyon seviyesi ve güneşlenme süresi olarak belirlenmiştir.
Ground mounted on-grid solar power plant installation and performance analysis: A case study in Gaziantep
The danger of rapid depletion of fossil fuels, and the adverse effects on human health and the environment from these sources increase the importance of renewable energy sources day by day. For this reason, the installation of systems that obtain electrical energy from the sun, which is one of the renewable energy sources and is an endless energy source, is increasing rapidly. The study aims to compare the data of the photovoltaic-based solar power plant owned by Gaziantep Hasan Kalyoncu University and the simulation results by changing the module technology and the placement angle of the panels; According to these results, to propose the most suitable angle and module technology for Gaziantep region. This study used four-year production data of Hasan Kalyoncu University's grid-connected Solar Power Plant between 01.01.2017-31.12.2020. In addition, simulations were made with PVGIS and PVSOL programs, both with the same module and with different module technology and different slope configurations from the plant. By comparing the obtained data, the most suitable module technology and inclination angle for the Gaziantep region are shared. The study is a resource for investors and academic studies to evaluate the potential of the region.
The process of converting solar power to electricity using solar cells and improving productivity of photovoltaic solar power systems via solar cells
Photovoltaic (PV) technology, together with being an expensive and renewable technology, is the simplest electricity production technology in terms of design and installation. PV cells are semiconductor materials that convert solar energy directly into electricity. The energy conversion factor for any solar PV system is defined as efficiency. This causes some misconceptions. The efficiency of a PV cell can be taken as the ratio of the generated electricity to total solar radiation. According to this definition, only the electricity generated by the PV cell is taken into account. Other components and properties of the PV cells such as the ambient temperature, cell temperature, and chemical components of the PV cell are not considered. PV cells heat up during use and lose or gain heat according to the temperature of the environment they are in. In other words, as the PV cell warms up as a result of warming up, the heat energy must also be taken into account in the collection efficiency of the PV cell. In this study; parameters affecting the efficiency of a PV power system such as panel placement and panel-inverter compliance are examined and necessary precautions for keeping performance high are discussed.
Rüzgar ve güneş enerjisi elektrik santrallerinde kısa dönem tahmini için matematiksel modellerin üretilmesi
Rüzgar ve fotovoltaik santrallerinde gün öncesi, ne kadar elektrik enerjisi üreteceğinin doğru tahmin edilmesi arz - talep dengesinin korunması için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada meteorolojik verilerin de dikkate alınması ile rüzgar ve fotovoltaik enerji tesisleri için doğru üretim tahmini yapabilen matematiksel modeller oluşturulmuştur. Matematiksel modellerin oluşturulmasında Çoklu Regresyon Analizi (ÇRA) kullanılmıştır. Elde edilen ÇRA matematiksel model denklemleri ile üretim tahminleri yapılmıştır. Kullanılan modellerin güvenilirliğini test etmek amacıyla bilinen test yöntemleri kullanılarak doğruluk testi uygulanmıştır ve yöntemin güvenilirliği ortaya konulmuştur. Üretilen matematiksel modeller sayesinde yapılan tahminler ile yenilenebilir enerji santralleri için üretim planlamasının daha doğru bir şekilde yapılabildiği gösterilmiştir.
Düzce çevresinde su temin uygulaması için şebeke bağlantılı 15 kWp güçteki PV sistemin fayda-maliyet analizi
Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı tüm dünyada hızla artmaktadır. Giderek artan enerji ihtiyacını karşılayabilmek için petrol, kömür, doğal gaz, vb. gibi fosil kaynakların tükenme endişesi olan ülkelerde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasını gerektirmektedir. Yaşam kaynağımız olan güneş enerjisi, dünyanın günlük ihtiyaçlarını milyonlarca yıl boyunca çevreye zarar vermeden karşılayabildiği açıktır. Güneş enerjisi çevre dostu, sürekli ve sürdürülebilir olduğundan, enerji kaynakları arasında önemlidir. Bu proje ile Düzce'deki yenilenebilir enerji potansiyelinin değerlendirilmesi, bölgede çevre dostu teknolojilerin kullanılması konusundaki farkındalığın artırılması ve bölgedeki üretici ve kurumların enerji maliyetlerinin azaltılması planlanmaktadır. Bu çalışma, civar köylerde bulunan içme suyu sondaj motorlarının tükettiği elektrik enerjisinin bir bölümünü veya tamamını yapılacak olan fotovoltaik tesis ile karşılamanın ve yerel halkın üzerindeki yükü azaltarak kazanç haline dönüştürmenin mümkün olduğunu vurgulamaktadır. Aynı zamanda, Düzce'de 15 kWp gücündeki bir fotovoltaik tesisin fayda maliyet analizine değinilerek bahse konu tesisin ne kadar bir sürede maliyetini amorti edeceği hesaplanmıştır. Yatırımcılara rehberlik sağlamanın yanında ülkemizin tamamı göz önüne alındığında bu çalışma birçok bölgeye de ışık tutacaktır.
Şebeke bağlantılı fotovoltaik güç santralinin benzetimi ve performans analizi
Fotovoltaik sistem, çok önemli yenilenebilir enerji uygulamalarındanbiridir. Çevrede oluşabilecek zararı arttıran herhangi bir gürültü, kimyasal etki ya da sera gazı emisyonuna sebep olmadan, güneş ışığından elektrik üretir. Türkiye, enerji gereksinimini karşılamak ve ulusal enerji kaynaklarını korumak için uygun konumundan dolayı, güneş enerjisi sanayisine yatırım yapan ülkelerden biridir. Burada uygun olan çözüm, bazı geleneksel elektrik enerjisi tüketimlerini, şebekeye bağlı PV santralleri gibi temiz enerji kaynaklarıyla değiştirmektir. Fakat, PV modüllerinin performansı imalat malzemeleri, coğrafi konum, gölgelendirme, çalışma sıcaklığı gibi birçok faktöre bağlıdır. Bu sistemleri anlamak adına net bir görüşe sahip olmak için, MATLAB/Simulink gibi yazılım ve programlar, PV sistemlerini simüle etmek için kullanılabilir. Simülasyon güneş sistemini kurmadan önce zaman ve para tasarrufu adına önemlidir, performansı öngörmek ve uygun bileşenleri sağlamak için yardımcı olabilir. Yine de, çalışma çıktıların (I-V ve P-V) davranışlarını ve 290W PV panelinin özelliklerini incelemek için, PV modülünün MATLAB/Simulink simülasyonuna yönelik bir prosedür sunar. Seri direnç, paralel direnç, ters besleme akımı ve foto akım gibi parametreler göz önünde bulundurulmuştur. Benzer parametreler imalatçının veri sayfalarından alınmıştır. Dahası, Türkiye'nin İç Anadolu Bölgesinde bulunan Konya'daki KRMN-SNAPS 1.6 MW PV elektrik santrali, gerçek veriler ile simülasyon sonuçlarını karşılaştırmak adına MATLAB/Simulink kullanılarak simüle edilmiştir. Son olarak, önerilen PV sisteminin etkinliğini ve KRMN-SNAPS 1.6 MW PV güç santralinin performansını sergilemek adına simülasyon sonuçları sunuldu.
Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren çevre dostu sistemin tasarlanması
İnsan nüfusundaki ve sanayileşmedeki artış, teknolojinin hızla gelişmesi, bunlara bağlı olarak fosil enerji kaynaklarının 50 yıl gibi kısa bir süre sonra tükenecek olması, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Dünyamızın en önemli yenilenebilir enerji kaynağı güneştir. Bu sebeple güneş enerjisi ile ilgili çalışmalar her geçen yıl artmaktadır. Bu tez çalışmasında, teknolojinin gelişmesiyle insanların taşınabilir elektronik cihazlara gereksinimlerinin artması göz önünde bulundurarak, güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren ve cep telefonu, mp3 çalar, taşınabilir radyo gibi elektronik aygıtları şebekeden bağımsız şarj eden, çevre dostu bir sistem tasarlanmıştır. Sistem güneş paneli, şarj denetim birimleri ve aküden oluşmaktadır. Güneş paneli güneş enerjisini DC olarak elektrik enerjisine çevirmektedir. Güneşin olmadığı ya da yetersiz olduğu zamanlarda da sistemden yararlanmak için akü yerleştirilmiştir. Şarj denetim birimleri ise, akünün aşırı dolup boşalmasını engellemektedir ve sistemin gerilim değerlerini sabit tutmaktadır. Sistem deneysel olarak incelenmiş ve fotoğraflanmıştır.