Solar energy
349 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.
Yenilenebilir enerji kaynaklarının potansiyelinin değerlendirilmesi: Türkiye örneği
Dünya ülkeleri ortaya çıkan bu sorunları gidermek ve gelişmenin devamı için sürdürülebilir kalkınmayı benimsemişledir.Dolayısıyla bu anlayış içerisinde yenilenebilir enerji kaynakları gelişmeye başlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları çevreye ve toplum sağlığına olumsuz bir durumunun olmaması, ekonomik bir hammadde desteği sunması ve kullanımdan sonra eksilmemesi özelliği ile dikkat çekmektedir.Bu çalışmada sürdürülebilir kalkınmada önemli yer alan yenilebilir enerji kaynaklarının önemi anlatılmıştır. Fosil kaynaklı yakıtlar ile oluşan ekonomi, çevre ve dışa bağımlılık gibi olumsuz etmenlerin yenilenebilir enerji kaynakları ile çözümlenebileceği gösterilmiştir
Tek ve çift yüzlü fotovoltaik panellerin enerji performansının karşılaştırılması
Çift yüzlü güneş panelleri ön yüzeyinden ve albedo etkisi ile arka yüzeyinden aldığı ışınım ile tek yüzlü güneş panellerinden %20'lere varan oranlarla daha fazla enerji üretebilmektedir. Çift yüzlü güneş panellerin performansını etkileyen birçok faktör vardır. Panel yüksekliği, panel eğim açıları, panel yönelimleri (panel ön yüzeyinin baktığı yön), ışınım miktarı, panel yüzey sıcaklığı, hava sıcaklığı, nem miktarı, vb. performansı etkileyen faktörlerin başında gelmektedir. Bu çalışmanın amacı Tekirdağ ilinin Çorlu ilçesinde tek ve çift yüzlü fotovoltaik panellerin enerji performansının deneysel olarak karşılaştırılması, meteorolojik verileri giriş alarak yapay sinir ağları ile deneysel verilerin tahmini ve bu fotovoltaik sistemlerin enerji ve ekserji analizinin yapılmasıdır. Çalışmada doğu yöneliminde 2 adet 460 W gücünde çift yüzlü güneş paneli ve güney yöneliminde 1 adet 460 W gücünde tek yüzlü güneş paneli kullanılmıştır. Tek yüzlü panel deneyler boyunca 40°'lik panel eğim açısında sabit bırakılmıştır. Çift yüzlü güneş panellerinin bir tanesi yerden 50 cm diğeri 100 cm yüksekliğe konumlandırılmıştır. Çift yüzlü panellerin eğim açıları Nisan-Mayıs aylarında 30°, Haziran-Temmuz aylarında 40°, Ağustos-Eylül aylarında 50° olarak konumlandırılmış ve toplam 6 ay boyunca enerji üretimleri gözlenmiştir. Işınım miktarı, hava sıcaklığı ve nemi, rüzgâr hızı ve panel yüzey sıcaklığı sensörler aracılığı ile ölçülmüş ve kayıt altına alınmıştır. Elde edilen veriler karşılaştırmış, enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiş, çift yüzlü güneş panelleri için bölgede uygun kurulum şartları tespit edilmiştir. Enerji ve ekserji analizleri ile fotovoltaik panellerin tasarımı ve verimliliğinin arttırılmasına yönelik bir yol haritası oluşturulmuştur. Aynı zamanda yapay sinir ağları ile çift yüzlü fotovoltaik panellerin farklı meteorolojik şartlarda enerji üretim miktarının tahminine yönelik üç gizli katmanlı bir model ortaya konmuştur.
Manisa yöresindeki kanatlı hayvancılık işletmelerinin ısı gereksiniminin güneş radyasyonundan karşılanma potansiyeli
Günümüzde tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de enerji kaynaklarımızın risk altında olduğu bilinmektedir. Her geçen yıl bu kaynaklarımız giderek azalmaya devam etmektedir. Aslında en büyük enerji kaynağımız güneştir. Güneş enerjisinin temiz, güvenilir ve sınırsız bir kaynak olması göz önüne alındığında bu enerjiden daha fazla faydalanma talebi artmaktadır. Sanayi, hizmet ve tarım gibi birçok farklı sektör de en önemli ihtiyaçların başında enerji gelmektedir. Tarım sektörü içerisinde hayvansal üretim özellikle de kanatlı yetiştiriciliğinde enerji ihtiyacı en önemli unsurların başında gelmektedir. Bu çalışmamızda Manisa İli Akhisar ilçe sınırları içinde yer alan kümeslerde yetiştirilen kanatlı yetiştiriciliğin de özellikle soğuk mevsimlerde oluşan ısınma ihtiyacı, sıcak mevsimlerde ise soğutma ihtiyacı, aydınlatma ihtiyacı, sulama ve beslenme ihtiyacı ile işletmedeki diğer alanlarda oluşan enerji ihtiyacının karşılanmasında güneş enerjisinin kullanılabilirliğinin incelenmesi ve bu yolla enerji maliyetlerinde oluşacak düşüşün belirlenmesi amaçlanmıştır Bu amaçla materyal olarak seçilen işletmenin daha önceki yıllarda oluşan enerji gereksinimleri incelenmiş, enerji gereksinimleri, enerji kayıpları (ısıtma, soğutma ve aydınlatma gibi) incelenerek analiz edilmiştir. İşletmede en büyük enerji gereksiniminin oluştuğu Aralık – Mart ayları arasındaki ısıtma ihtiyacının güneş enerjisiyle karşılanma durumu incelenmiş ve enerji maliyeti üzerindeki etkisi ortaya konulmaya çalışılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda ilgili dönemdeki enerji ihtiyacının % 53 güneş enerjisinden karşılanabileceği ve enerji maliyetinde yaklaşık % 76 tasarruf sağlanabileceği bulunmuştur.
Fotovoltaik panellerde farklı tasarımların verime etkisinin değerlendirilmesi
Mevcut enerji kaynakları içerisinde hem yenilenebilir hem de çevreci olduğundan dolayı güneş enerjisi tercih sebeplerindendir. Halihazırda kullanılan panellerde ise tek tip bağlantı uygulanmaktadır. Panellerde uygulanan bağlantı hücreler arası seri bağlantı şeklindedir. Panelin içerisinde hücrelerin arasındaki tüm bağlantının seri olması bazı olumsuz durumları da yanında getirmektedir. Bu tez çalışmasında her hücresi diğerlerinden bağımsız bir güneş paneli tasarlanmış ve imal edilmiştir. Her hücrenin birbirinden bağımsız olması hücreler arası bağlantının farklı şekillerde yapılabilmesi için kullanılacak bir opsiyondur. Panelde bulunan hücrelerle birbirinden farklı seri ve paralel hücre bağlantıları oluşturulmuştur. Oluşturulan bu bağlantılardan flaş test ile ölçümler yapılmıştır. Ölçümlerden elde edilen değerler karşılaştırıldığında % 10' a varan artış elde edilmiştir.
Türkiye'nin farklı iklim bölgeleri için güneş ve genleştirici-kompresör destekli iki kaynaklı ısıtma çevriminin uygulanabilirliğinin araştırılması
Isı pompaları konut ısıtmasında yaygın olarak kullanılmaktadır ve bu sistemin performansını arttırmak için güneş gibi farklı bir kaynaktan yararlanılan iki kaynaklı bir ısı pompası iki farklı basınçta soğutucu akışkanın buharlaşmasını sağlayabilmektedir. Bu iki buharlaşma sıcaklığı arasına ejektörde veya genleştirici – kompresörde yüksek basınçlı soğutucu akışkan kullanımı ile kompresör giriş basıncı arttırılarak daha iyi bir performans katsayısı (COP) değerleri elde edilebilir. Bu çalışma, binalara kolayca entegre edilebilen yenilenebilir ısıtma sistemi için yenilenebilir enerji kaynaklı ve yüksek etkinlikli bir ısı pompası sistemi sunmaktadır. Sistem, ısı pompasının yüksek etkinlikte çalışması için ortam enerjisinin kullanımını en üst düzeye çıkarmak amacıyla, biri hava diğeri güneş enerjisi olmak üzere iki ısı kaynağı kullanılmıştır. Güneş kolektöründeki nispeten düşük çalışma sıcaklığı avantajı ile kolektörün ısıl verimliliği kış aylarında yeterli olacaktır. Kolektördeki PV/T (Fotovoltaik ısıl) hücresi fotovoltaikler tarafından üretilen elektrik ile şebekeden gelen enerji talebinin daha da azaltılması sağlanacaktır. Çalışmada ışınım, ortam ve kolektör sıcaklıklarının sistem performansı üzerine etkileri incelenmiştir. Optimum kolektör buharlaşma sıcaklıkları ve farklı koşullar için COP artış potansiyelleri belirlenmiştir. 5 kW ısıtma için, 15 m2 PV/T kolektör kullanılarak 400 W/m2 ve 10 ℃ ortam altında sistemin COP değeri %25 iyileştirilebilir. Aynı koşullar için PV'den (Fotovoltaik) üretilen elektriği de dahil ederek, şebekeden gelen elektrik talebinin %87 azaltılması sağlanabilmektedir. İlerleyen zamanda, PV/T kolektörü kullanımıyla, daha geniş kolektör alanlarında sistem karbonsuz özellikte olacaktır.
Organik rankine çevrimi ve buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi destekli fotovoltaik termal sistemin termodinamik analizi
Bu tez çalışmasında, Organik Rankine Çevrimi (ORÇ), buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi (BSSÇ) ve fotovoltaik termal (FVT) sistemin kombine çalıştırıldığı hibrit bir sistemin termodinamik analizi yapılmıştır. ORÇ-BSSÇ ünitelerinde sırasıyla R290, R1234yf ve R1233zd(E) iş akışkanları kullanılmıştır. ORÇ ünitesindeki ısıl enerji kaynağının jeotermal ısı kaynağı olduğu varsayılmıştır. Sistemde birçok çalışma ve tasarım parametresinin sistem performans indikatörlerine etkileri incelenmiştir. Akış debisindeki artış FVT yüzey sıcaklığını düşürerek elektrik üretimini arttırmıştır. Ancak akış debisinin artması soğutma yükünü ve buna bağlı olarak kompresör güç tüketimini arttırmıştır. Panel sayısının artması daha fazla soğutma kanalı kullanılmasına sebep olmakta ve bu da soğutma yüküne bağlı olarak kompresör güç tüketimini arttırmaktadır. Ancak daha yüksek panel sayısı daha çok elektrik üretimine sebep olmuştur. FVT kolektöre giren akışkanın sıcaklığının artması soğutma kapasitesini azaltırken, FVT ünitesinin elektrik üretimini arttırmıştır. Jeotermal ısı kaynağı sıcaklığının artması genel olarak performans indikatörlerini iyileştirmiştir. Güneş ışınımındaki artış daha çok elektrik üretimine sebep olurken, soğutmaya harcanan enerjinin de artmasına sebep olmuştur. Son olarak ORÇ debisinin etkisi incelenmiş ve 80 °C'deki ısı kaynağı için 10 kg/s'de çalıştırılacak bir ORÇ ünitesinin gerektiği teorik analizlerde ön görülmüştür. Günlük analizlerde FV panellere göre FVT kolektörler sayesinde %26,70 kadar daha fazla elektrik üretimi sağlanmıştır. Ayrıca sistemdeki toplam elektrik üretiminde en yüksek değerler R1233zd(E)'nin kullanıldığı durumlarda elde edilmiştir.
Bazı gazların sera etkisinin güneş panellerinin verimliliği üzerine etkisi
Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının birçok çeşidi bulunmaktadır. Bu kaynaklardan biri de güneştir. Türkiye, ülke olarak ciddi bir güneş potansiyeline sahiptir. Güneş enerjisi fotovoltaik paneller vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Fakat fotovoltaik güneş panellerinin bilinen en büyük sorunlarından biri de verimlerinin istenilen düzeyde olmamasıdır. Günümüzde kullanılan bu sistemlerin verimlerinin ortalama % 20-30 arasında olduğu bilinmektedir. Bu nedenle gün geçtikçe daha da geniş kullanım alanına sahip olan bu panellerin verimlerinin arttırılması güncel bir problemi ortadan kaldıracaktır. Fotovoltaik panellerin verimliliğini etkileyen faktörlerin belirlenmesi ve kayıpları minimize edecek yeni yöntemlerin uygulanması, güneş panellerinin verimliliği açısından önemli bir gerekliliktir. Bu çalışmada, fotovoltaik güneş panellerinin verimini doğrudan etkileyen önemli faktörlerden biri olan ve güneş paneli üzerine düşen ışığın şiddetini önemli ölçüde etkileyen bazı sera gazlarının fotovoltaik güneş panellerinin verimliliği üzerine olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Tasarlanan deney sisteminde gazların sera etkisine eşdeğer olabilecek bir gaz hücresi yapılmış ve panel üzerine boşluksuz olarak yerleştirilmiştir. Bu gaz hücresine belirli bir basınçta çeşitli sera gazları birbirinden bağımsız olarak doldurulduktan sonra güneşe maruz bırakılmıştır. Isısal kararlılık sağlandıktan sonra, her gaz türü için panelin zamana bağlı akım-gerilim değerleri ölçülerek hesaplama yöntemiyle güç grafikleri oluşturulmuş ve karşılaştırmalı olarak yorumlanmıştır. Çalışma neticesinde, bazı sera gazlarının güneş panellerinin verimliliği üzerinde önemli etkileri olduğu görülmüştür.
Alçak gerilim hatlarında enerji depolama sistemlerinin kullanımının PV sistem entegresinden kaynaklı gerilim artışına etkilerinin araştırılması
Yenilenebilir enerjinin bir türü olan güneş enerjisinden yararlanma eğilimi gün geçtikçe artmakta ve buna paralel olarak çatı üstü Fotovoltaik (PV) sistemlerin kurulumu da yaygınlaşmaktadır. Ürettiği enerjiyi satmak isteyen konut müşterilerinin sayısı arttıkça Alçak Gerilim (AG) hattı üzerinde ters yönde güç akışlarının (tüketici bağlantı noktalarından dağıtım transformatörüne doğru) meydana gelme olasılığı da artmaktadır. Bu ters güç akışlarının neden olduğu temel problemlerden biri AG hattı üzerinde gerçekleşen gerilim artışlarıdır. Yoğun güneş ışınımına bağlı olarak gerçekleşen yüksek enerji üretimi ile düşük enerji talebinin çakıştığı zaman dilimlerinde AG hattına yüksek miktarda enerji enjekte edileceğinden tüketici bağlantı noktalarında gerilim artışları gerçekleşecektir. Diğer bir ifade ile AG hattı üzerinde meydana gelen gerilim artışlarının asıl nedeni ters yönde akan PV kaynaklı yüksek hat akımları ve hat direnci (R)'dir. Dolayısıyla bu tez çalışmasında Pil Enerji Depolama Sistemleri (PEDS)'nin ağ üzerinde gerçekleşen bu gerilim artışlarına karşı nasıl yarar sağlayabileceği test edilmiştir. 12 farklı senaryo üretilerek (her bir senaryoda pil kapasitesi veya pil gücü değiştirilerek) ve iki farklı depolama kontrol yöntemi kullanılarak (yerel ve merkezi kontrol) yapılan test işleminde, PEDS'in ne derece etkili olabileceği gözlemlenmiştir. Test işlemi, gerçek verileri dikkate alan bir güç akışı analiz programı olan OpenDSS üzerinden gerçekleştirilmiştir. Ayrıca PEDS için, gerçek hayatta kullanılan ve Lityum-İyon teknolojisine sahip Tesla Powerwall 2'nin özellikleri baz alınmıştır. Sonuçlar, PEDS'in gerilim artışlarını önlemede başarılı olduğunu göstermektedir. Pil kapasitesinin (kWh) artırılmasıyla (1 adet Tesla Powerwall 2'nin kullanılmasına karşılık 2 adet kullanılması sonucu) gerilim artışlarının önemli ölçüde önlenebildiği görülmüştür. Bununla beraber, depolama gücünün (kW) kısıtlanması, yüksek enerji üretim zaman dilimlerinde AG ağına daha fazla enerji enjekte edilmesine neden olmaktadır. Öte yandan, yüksek depolama gücü ise pilin erken şarj olmasına ve erkenden pasif duruma geçmesine neden olmaktadır. Dahası, bu tezde kullanılan yük ve PV modeli dikkate alındığında, kontrol yöntemi değiştirilerek (merkezi kontrol yaklaşımı kullanılarak) 1 adet Tesla Powerwall 2'nin kullanılmasıyla da gerilim artışlarının büyük oranda önlenebildiği görülmüştür. Diğer çalışmalardan farklı olarak bu çalışmada; gelecekte yaşanabilecek gerilim problemlerinin ve müşterilerin maruz kalabileceği bazı mağduriyetlerin (PV kısıtlaması gibi durumlar yatırımcıyı mağdur edebilir) şimdiden önlenmesi adına mevzuatta izin verilen çatı üstü lisanssız enerji üretimi için belirlenen üst sınır gücünün yeniden gözden geçirilmesi gerektiği, PV sistemle beraber konumlandırılacak PEDS'in güç değerinin PV sistem gücünü geçmemesi gerektiği, PEDS kapasitesiyle beraber PEDS şarj/deşarj gücünün de doğru seçilmesi gerektiği, çatı üstü PV sistemlerin ve sayaç arkası PEDS'lerin şebeke bağlantı koşullarının dikkate alınması gerektiği belirtilmektedir.
Türkiye`nin yenilenebilir enerji potansiyelinin termodinamik analiz yöntemi ile incelenerek, yenilenebilir enerji kullanımının gelecek projeksiyonlarının değerlendirilmesi
"Türkiye'nin Yenilenebilir Enerji Potansiyelinin Termodinamik Analiz Yöntemi İle İncelenerek, Yenilenebilir Enerji Kullanımının Gelecek Projeksiyonlarının Değerlendirilmesi" konulu tezimin temel amacı yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji ve ekserji verimlilikleri incelenerek ülkemiz açısından en uygun kullanım şartlarının belirlenmesidir. Tezimin içeriğinde Türkiye'de fosil ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanım durumu ve kapasitesi anlatılmıştır. Türkiye'de mevcut olan yenilenebilir enerji kaynaklarının varlığı ve kullanım durumu ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgar, güneş ve jeotermal enerji ile ilgili örnekler üzerinden termodinamik analiz yapılmıştır. Enerji ve ekserji verimlilikleri bu kaynaklar için hesaplanmış ve sayısal sonuçlar tablolar halinde verilmiştir. Enerji çeşitliliğinin arttırılması, dışa bağımlılığın azaltılması ve daha yaşanılabilir bir dünyayı gelecek nesillere bırakabilmemiz için yenilenebilir enerji kaynaklarının son derece büyük önem taşıdığı görülmektedir.
Çatı ve cephelerde fotovoltaik panel uygulamaları üzerine bir çalışma: Burdur örneği
Bu tezde çatı ve cephelerde uygulanan fotovoltaik paneller üzerine bir araştırma yapılmaktadır. Burdur ilinde yapılan bu çalışmada bir evin ihtiyacını karşılayan elektrik ihtiyacının fotovoltaik panellerden karşılanması, maliyeti, ortaya çıkacak sorunlardan bahsedilmektedir. İlk bölümde konu ile ilgili genel bilgiler verilmektedir. Genel enerji problemleri, fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerjiyi kullanmanın gereklilikleri anlatılmaktadır. İkinci bölümde binalarda kullanılabilecek yenilenebilir enerjiden güneşin kullanımına yönelik bilgiler verilmiştir. Binalarda aktif ve pasif sistemler olarak güneşin bina üzerine etkilerinden bahsedilmektedir. Dünyada ve Türkiye'de fotovoltaik panellerin kullanımlarına ilişkin değerlendirmeler ele alınmıştır. Mevcut bir bina ile yeni tasarlanan binalar için nelere dikkat edilmesi gerektiği hakkında bilgiler verilmektedir. Üçüncü bölümde fotovoltaik panellerin (PV) tanımı, tarihi, panelleri oluşturan hücrelerin çeşitleri, fotovoltaik sistemi oluşturan ekipmanlardan bahsedilmiştir. Fotovoltaik panellerin kullanımlarından dolayı ortaya çıkan avantaj ve dezavantajları anlatılmıştır. Dördüncü bölümde fotovoltaik panellerin binalar üzerinde konumlandırılmasının çatı ve cephelerde uygun koşulların sağlanması hakkında bilgiler verilmektedir. Fotovoltaik panellerin kurulumunun maliyeti incelenmektedir. Beşinci bölümde Burdur ilinde bir alan çalışmasıyla mevcut bina ile yeni tasarlanan bina arasında oluşan farklılıkların fotovoltaik panellerin çatı ve cephede uygulanmasıyla elde edilen veriler anlatılmaktadır. Çatılarda veya cephelerde kullanımlarıyla elde edilen enerjinin verimlerine etkilerinden bahsedilmektedir. Altıncı bölüm olan sonuç bölümünde ise anlatılan tüm bilgilerin tamamı değerlendirilerek fotovoltaik panellerin kullanımlarına ülkemizin avantajlı konumunu göz önüne alınarak kullanımlarının artmasının önemi vurgulanmıştır. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik Paneller (PV), Yenilenebilir Enerjiler, Güneş.
200 kWlık PV güneş enerji güç sisteminin retscreen programı kullanılarak amortisman ve enerji analizlerinin irdelenmesi
Güneş ışınlarından elektrik enerjisi üretimi başlangıçta kendine her ne kadar uzay boşluğunda çalışan uzay araçlarında kullanım alanı bulduysa da günümüzde üretim teknolojilerinin ilerlemesi, fosil yakıtların olumsuz etkileri ve rezervlerinin tükenmekte olması gibi nedenlerle güneşten elektrik üretimine evlerde dahi yer verilmektedir. Çevreci olduğu kadar devlet teşvikleriyle ekonomik olarak da cazip hale gelen güneş enerji santralleri her geçen gün elektrik enerjisi sektöründeki payını arttırmaktadır. Fotovoltaik panel teknolojilerindeki gelişmeler neticesinde günümüzde panellerin verimlilikleri %20'yi, verimli kullanım ömürleri ise 25 seneyi aşmaktadır. Bu olumlu etkenler güneş enerji sistemlerini her geçen gün daha cazip hale getirmektedir. Özellikle güneşlenme süreleri uzun, güneş radyasyonu ortalamanın üzerinde olan bölgeler için güneş enerji santralleri kârlı birer yatırım haline gelmeye başlamıştır. Bir güneş enerjisi santralinin İskenderun'da yerleşik olarak düşünülen bir AVM çatısında kurulduğu varsayılarak, amortisman ve enerji analizleri Retscreen programı kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen karbon ayak izi ve fizibilite verileri incelenerek, yatırım çevresel ve ekonomik olarak incelenmiştir. Bu tez çalışmasında günde ortalama 4,73 kWh/m2 güneş ışınımına maruz kalan bir alana kurulu 200 kW kapasiteli güneş santralinin yıllık 263 MWh elektrik ürettiği; bu 263 MWh enerji sayesinde 31 536 USD gelir sağlanabileceği hesaplanmıştır. Yatırım çevresel açıdan incelendiğinde 112,2 ton akaryakıt kullanımına eşdeğer 282 tCO2 emisyonunun önlenebileceği, ekonomik açıdan incelendiğinde yatırımın geri ödeme süresinin (PBP) 6,4 yıl olarak hesaplandığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Güneş Enerjisi, Retscreen, Amortisman ve Enerji Analizi
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.
Metal katkılı TiO2 öncülleri kullanılarak boya duyarlaştırılmış güneş hücresi üretimi ve analizi
Bu tez çalışmasında, boyaya duyarlaştırılmış güneş hücrelerinin (DSSC) verimini artırmaya yönelik, DSSC ana bileşenlerinden yarıiletken malzeme ele alınmıştır. Yarıiletken malzeme olarak titanyum dioksit (TiO2) seçilmiştir. Alttaş olarak flor katkılı kalay oksit (FTO) camlar üzerine Niyobyum (Nb) katkılı ve katkısız TiO2 kaplanmış ve elde edilen camlar DSSC'nin çalışma elektrodu olarak kullanılmıştır. FTO camlara kaplama yapmak için ultrasonik sprey piroliz (USP) ince film kaplama tekniğinden yararlanılmıştır. Öncül solüsyon titanyum (IV) izopropoksit öncül malzemenin 1-propanol (%99.9) içerisinde 0.5 M konsantrasyonda çözdürülmesi ile hazırlandı. Reaksiyonun tamamlanmasını sağlamak ve boya adsorpsiyonunu artırmak için az miktarda glasial asetik asit eklendi. Hazırlanan başlangıç çözeltisi 275 °C' deki FTO camlar üzerine ince film formunda biriktirildi. Nozül frekansı 120 kHz, basınç 2.5 psi ve akış oranı 0.2 ml/dk olarak ayarlandı. Üretilen Nb katkılı ve katkısız TiO2 kaplı FTO camlar 500 °C' de 40 dakika boyunca tavlandı. Tavlama sonrasında kristal yapılarının değişimi X-ışını kırınım cihazı (XRD), yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve elementel özellikleri ise EDS analizi ile incelenmiştir. XRD sonuçlarından, tavlamanın pik şiddetini artırdığı ve kristal yapıyı geliştirdiği sonucuna varılmaktadır. Buna ek olarak katkılanan Nb'nin de olumsuz bir etki oluşturmadığı sonucuna varılmıştır. EDS analizi ile kaplamanın başarılı bir şekilde gerçekleştiği desteklenmiştir. Nb katkılanarak üretilen hücrenin verimliliği katkısız TiO2 ile karşılaştırıldığında Nb katkısının bulunduğu hücrelerde daha yüksek verimlilik sergilendiğini göstermiştir. Katkısız TiO2 kaplı çalışma elektroduna sahip DSSC'nin verimi %0,03 ve FF ise %10,22 elde edilmiştir. Nb katkılı TiO2 çalışma elektroduna sahip DSSC'nin verimi ise %0.13, FF ise %10.89 elde 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.
Bir güneş enerjisi santralinin maliyet analizi: Aydın ili örneği
Sanayi devrimi ile birlikte enerji konusunun önemli olmadığı hiçbir alan neredeyse kalmamıştır. Geçmişten günümüze enerji ihtiyacının sürekli olarak artması, enerjisini dönüştürerek kullandığımız tüm fosil kaynakların limitli oluşu ve hızla tükenmesi, tüm dünya ile birlikte ülkeler, devletler, hatta insanların bile enerjinin sürdürülebilirliğinin önemini anlamasında ve bu konuda bilim dünyasına katkı sağlamak için sürekli çalışmasında etkili olmuştur. Dünya ülkeleri enerji bağımlılıklarını aza indirmek için ve daha önemlisi fosil yakıtların çevreye verdikleri hasarı en aza indirebilmek için politikalarında yenilenebilir enerji ya da sürdürülebilir enerji yatırımlarının oranını artırmışlardır. Böylelikle temiz enerji anlamında rüzğar, güneş ve diğer enerji alanındaki yatırımlar hem mühendislik hemde ülke carisinde önemli rol oynamaya başlamıştır. Çalışmamızda fotovoltaik sistem kullanan santralin ne derece verimli çalışacağını ve kurulum yöntemlerini, gerçek veriler ışığında bir enerji santralinin aylık verilerine dayalı olarak üretim farklılıkları araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında Aydın'ın Çine ilçesiden kurulması planlanan 1 MW gücünde ki güneş enerji santralinin yatırım aşamasından proje ve sahada ki uygulamasına kadar geçen sürede, yapılacak yatırımlar kullanılacak malzeme ve panel seçimleri, sahanın kurulması düşünülen bölgenin coğrafi olarak önemi, bölge seçimi konusunda çeşitli programlardan yararlanılması incelenmiştir. Yapılan hesaplamaların mevcut yasa tasarısına göre analiz durumları hesaplanmış ve gerçek verilerle kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, ekonomik ve üretim açısından değerlendirmeye alınan sistem tutarlılık, üretim ve mühendislik açısından birbiriyle bağlantısı belirlenmiştir.
Güneş enerjisi takip sistemi tasarımı, imalatı ve verimlilik karşılaştırması
Yapılan bu çalışma yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneşten elde edilen enerjinin, tasarlanan sistemle daha verimli hale getirilmesi ve sistemin korunmasını sağlamaya yöneliktir. Bu çalışmada sistemlerin veriminin karşılaştırılabimesi için dört tane PV pil sistemi tasarlanmıştır. Prototipi yapılan sistemler Isparta ili için yapıldığından, Isparta ili için güneş açıları dikkate alınmıştır ve çalışmada kullanılacak olan PV pillerinin sabit sistemde 0°, 10°, 33° ve takipli sistem prototiplerinin hazırlanması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştililen bu prototiplerle PV pillerine gelen güneş ışıma değerleri ile akım- gerilim değerleri ölçülerek verim karşılaştırılması yapılmıştır. Bir sonraki aşamada ise verimi yüksek çıkan güneş takip sisteminin korunması ve çalışma ömrünün uzatılması için hava istasyonu ve titreşim sensörü eklenmiştir. Böylece hava istasyonundan elde edilen rüzgâr hızı verileri ve titreşim sensörü verileri yardımıyla güneş takip sisteminin olası fırtına ve dolu hadisesi meydana gelmesi halinde, sistemi korumak için, PV pillerinin bir biri üzerine kapanarak tehdit ortadan kalktığında, sistemin tekrar açılması sağlanmıştır. Tasarlanan ve imalatı yapılan güneş takipli sistemle, Isparta ili ve 2019 Temmuz ayı için 33o sabit açılı PV piline göre % 21 daha yüksek verim elde edilmiştir.
Fotovoltaik – termoelektrik (PV-TE) hibrit güç üretim sistemlerinin performanslarının incelenmesi
Bu tez çalışmasında fotovoltaik (PV), fotovoltaik-termoelektrik (PV-TE) ve yoğunlaştırılmış fotovoltaik termal (CPVT) sistemlerin elektro-termal performansı incelenmiştir. Performans analizinde PV, PV-TE sistemde sonlu farklar metodu, standart ve çift yüzeyli CPVT sistemlerde ise sonlu hacimler metodu uygulanmıştır. PV ve PV-TE sistemlerin deneysel ile sayısal analiz ve iki farklı CPVT sistemde sayısal analizle güneş enerjisi sistemlerinin performansları değerlendirilmiş ve karşılaştırılmıştır. PV modüllerin sayısal sıcaklık tahmininin iyileştirilmesine yönelik bir çalışma yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki geliştirilen modelin tahmin sonuçları ölçülen değerlere daha yakın olmaktadır. PV ve PV-TE sistemde sayısal sıcaklık tahmini, homojen ve homojen olmayan koşullarda sistem karşılaştırılması, TE modülün katkısı incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre düşük ışınımlarda TE modülün katkısı ihmal edilecek kadar az iken homojen olmayan koşullarda PV-TE sistemdeki sıcaklık dağılımları arasındaki farkının PV sistemden daha az olması hem PV hem de TE modülde bir miktar güç artışı sağlamaktadır. Termal modelde ise PV-TE kesitinde PV modüllerin arka kısmında sıcaklık artışının 42.5 ⁰C'lere ulaştığı gözlemlenmiştir. TE modülün soğuk tarafının deneysel verilere yakın olduğu gözlemlenirken sıcak tarafında 4-5 ⁰C fark oluştuğu görülmüştür. CPVT sistemde ise çift yüzeyli CPVT sistem için sonlu hacimler metodu geliştirilmiştir. Standart ve önerilen sistemin su ve R134a akışkanları için farklı akışkan giriş sıcaklığında elektriksel ve termal performansı değerlendirilmiştir. Önerilen çift yüzeyli CPVT sistem; standart sisteme göre üst yüzey sayesinde yaklaşık %26 daha fazla güç üretmektedir. Böylece güneş enerjisinin daha etkin kullanımı gerçekleştirilmektedir.
Hava ısıtmalı güneş kollektörlerinde farklı kayaçların dolgu malzemesi olarak kullanımının verim üzerine etkilerinin belirlenmesi
Çalışma kapsamında havalı güneş kollektörleri olarak bilinen tarımsal ürün kurutma, mekân ve sera ısıtma gibi uygulamalarda kullanılan sistemler konu edilmiştir. Havalı güneş kollektörlerinin farklı dolgu malzemeleri kullanarak ısıl veriminin artması hedeflenmiştir. Laboratuvar şartlarında yapılan çalışmalarda 1 dolgusuz ve 5 farklı kayaç türü (limra, mermer, traverten, kireç taşı ve dolomitik kireç taşı) olmak üzere 6 farklı varyasyon incelenmiştir. 5.1x5.1x2.1 cm boyutlarındaki dikdörtgen prizma şekilli taşlardan eşit sayıda (45) kullanılmıştır. Galvanizli sac malzemeden imal edilmiş güneş kollektörü 110x80x10 cm boyutlarındadır. Sisteme hava, radyal fan yardımıyla gönderilmiştir. Yapay güneş ışınımı, her biri 330 W gücündeki 30 adet halojen lamba bulunan ve ışınım şiddeti 1000 W/m2 ve 0º geliş açısına sahip simülatör ile sağlanmıştır. Denemenin ilk 2.5 saatinde simülatör ve fan birlikte çalışmış, daha sonra fan tek başına kollektör yutucu yüzey sıcaklığı ortam sıcaklığına yaklaşıncaya kadar 2 saat daha çalışmıştır. Deney sistemine gönderilen havanın alansal debisi 4.51 kg/dk. m2'de sabit tutulmuştur. Denemede kullanılan dolgu malzemelerinin tamamında verimler dolgusuz uygulamadan daha yüksektir. Denemelerde en yüksek verim %72.4 ile dolgu malzemesi olarak traverten kullanılan uygulamada belirlenmiştir.
PVT entegreli CO2 ile çalışan bir ısı pompası sisteminin performans analizi
Dünyada ve ülkemizde insan nüfusu sürekli olarak artış eğilimi göstermektedir. Bu artışın doğal bir sonucu olarak tüketim artmaktadır. Artan tüketimlerin başında ise enerji ihtiyacı gelmektedir. Yeryüzünde sınırlı ve her geçen gün azalmakta olan enerji kaynaklarının birçoğu ise gezegene kullanımlarıyla beraber zararlar vermektedirler. Dünya üzerinde artan ihtiyacı karşılamak amaçlı enerji kaynakları gelişen bilinç ve teknolojilerin de bir tezahürü olarak daha çevreci ve sürdürülebilir şekillerde elde edilme yönünde bir eğilim içerisindedir. Tercih edilen bu çevreci ve sürdürülebilir enerji kaynakları sayesinde ise çevre kirliliğinde azalma ve küresel ısınmada yavaşlama sağlanmaktadır. Bu çevreci kaynakların başında ise güneş enerjisi gelmektedir. Bu tez çalışmasında PVT'li ve çevreci CO2 akışkanlı hibrit bir ısı pompası ile tasarlanan bir evin ısınma ve elektrik enerjisi ihtiyacının karşılanması için bir sistem tasarımı ile teorik incelemesi gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, çalışmada tasarlanan evin ısınma enerjisi ihtiyacı belirlenmiştir. Daha sonrasında ise PVT'nin modellenmesi ile termal ve elektriksel analizleri gerçekleştirilmiştir. Son olarak da ısı pompasının termodinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Analizlerde, çevre dostu CO2 akışkanı yanında ticari olarak bulunan farklı akışkanlar hem performans hem de elektrik tüketimi açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular grafik ve çizelge halinda karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Seri bağlı U-borulu vakum tüplü güneş kolektöründe TİO2/su nanoakışkanı kullanımı
Dünyadaki nüfus artışı, endüstriyel ve teknolojik gelişmeler gibi nedenlerle her geçen gün artan enerji talebi, fosil yakıtların sınırlı olması ve çevresel olumsuz etkileri sebebiyle, yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi ortaya çıkmaktadır. Güneş enerjisi, yenilenebilir enerji kaynaklarının başında gelmektedir. Birçok farklı uygulamada kullanılan güneş enerjisinin en yaygın kullanım alanlarından birisi su ısıtma sistemleridir. Güneş enerjili ısıl sistemlerin verim iyileştirme çalışmaları devam etmektedir. Mevcut çalışmalara katıkıda bulunmak amacıyla gerçekleştirilen bu çalışmada vakum tüplü U-borulu güneş kolektörlerinde nanoakışkan kullanımının kolektör verimine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. İç ortam şartlarında bir güneş simülatörü ile gerçekleştirilen ölçümlerde ısı transfer akışkanı olarak TiO₂/su nanoakışkanı kullanılmıştır. Kütlesel olarak %0.5, %1, %1.5 ve %2 oranlarında hazırlanan nanoakışkanlarla gerçekleştirilen ölçümler sonucunda, kolektör verimine sırasıyla yaklaşık %5, %7, %8 ve %10'luk bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Suya ilave edilen TiO₂ nanopartikül oranı arttıkça kolektör veriminin arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca akışkan olarak su kullanıldığında kolektördeki ortalama akışkan sıcaklığı 38 ℃ iken basınç düşümü yaklaşık 62 kPa olarak belirlenmiştir. Nanoakışkan kullanılan sistem testlerinde ise, akışkan sıcaklığı ortalama 39.5 ℃, basınç düşümü yaklaşık 53 kPa'dır.
Termal enerji depolamalı parabolik güneş kollektörünün termodinamik incelemesi
Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklı güneş enerji teknolojisinden biri olan parabolik oluk güneş kolektörünün Isparta şartlarında enerji üretiminin performansı incelenmiştir. Bu hedefle, öncelikli olarak parabolik oluk kolektörünün dinamik matematiksel modellemesi bilgisayar programı olan Energy Equation Solver paket programı ile yapılmıştır. Bir yıl boyunca elde edilen saatlik verilerin incelenmesi ile en yüksek ve en düşük ışınım şiddetine sahip olan aylar belirlenmiştir. Belirlenen aylar Temmuz ve Aralık ayları olmuştur. Temmuz ve Aralık ayların en iyi performans gösterdiği akışkan debisi, çıkış sıcaklığı, enerji ve ekserji verimliliklerinin parametrik incelenmesi yapılarak en iyi performans şartları Isparta ili için incelenmiştir. Karşılaştırmalar sonucu Temmuz ayında 981 W/m2 de ve 0.092 kg/s akışkan debisi ile %27.64 enerji verimliliği, %28.5 ekserji verimliliği çıkış sıcaklığı 137.2 ℃ ve faydalı enerji miktarı 5970 W olarak belirlenmiştir. Aralık ayında 388 W/m2 de ve 0.092 kg/s 'de %69.64 enerji verimliliği, %63.87 ekserji verimliliği çıkış sıcaklığı 114.5 ℃ ve faydalı enerji miktarı 2325 W olarak belirlenmiştir. Sıcak depolama tankı için de performans analizi yapılmıştır. Daha düşük depolama tank hacimleri tank içinde daha yüksek sıcaklığa yol açtığı belirlenmiştir. Aylar arasındaki sıcaklık farkı düşük depolama tankı hacimleri daha yoğundur. Tank hacmi 4 m3 de Temmuz ayında tank sıcaklığı 133.8 ℃, Aralık ayında tank sıcaklığı 110.7 ℃ olarak gözlemlenmiştir.
Parabolik çanak ve parabolik oluk kolektör sistemlerinin tasarlanması ve deney sonuçlarının yapay zekâ yöntemleri ile modellenmesi
Bu tez çalışmasında, yenilenebilir enerji teknolojilerinden yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemleri olan parabolik oluk kolektör (PTC) ve parabolik çanak kolektör (PDC) sistemlerinin tasarımı, teorik analizleri, deneysel testleri ve yapay zekâ yöntemleriyle performanslarının modellenerek karşılaştırılması amaçlanmıştır. Araştırma kapsamında, PTC ve PDC sistemlerinin mekanik tasarımları, elektronik kontrol birimleri, güneş takip algoritmaları, optik yansıtıcıları ve alıcı sistemleri detaylı olarak geliştirilmiştir. Sistemlerin teorik analizlerinde enerji dengesi denklemleri ve ısı transfer mekanizmaları detaylı incelenmiş, sistemlerin verimlilik ve performansını etkileyen faktörler kapsamlı bir biçimde ele alınmıştır. Teorik analizlerde, PTC sisteminde farklı alıcı boru çapları (10 mm, 20 mm, 30 mm) ve debi değerlerinin (0.01 kg/s, 0.02 kg/s, 0.03 kg/s) termal performans üzerindeki etkileri incelenmiş; ANSYS analizleri sonucunda optimum performansın 20 mm çaplı alıcı boru ve 0.02 kg/s debide gerçekleştiği belirlenmiştir. PDC sisteminde üç farklı alıcı tasarımı (konik spiral, kavite tüp ve kavitesiz tüp) karşılaştırılmış ve konik spiral alıcının daha yüksek termal verimlilik sağladığı ortaya konmuştur. Son aşamada deneysel veriler yapay zekâ teknikleriyle modellenmiştir. Bu model sonuçları literatürdeki benzer çalışmalar ile karşılaştırılarak doğruluğu teyit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, güneş enerjisi sistemlerinin tasarımı ve optimizasyon süreçlerinde önemli bir referans oluşturmakta, ayrıca farklı coğrafi bölgelerde ve çeşitli çevresel koşullarda benzer sistemlerin performansının değerlendirilmesine yönelik çalışmaların yapılmasına öncülük edecektir. Bu bağlamda, ekonomik analizlerle desteklenecek çalışmaların, sistemlerin geniş çapta uygulama potansiyelini ortaya koyacağı öngörülmektedir.
Hava soğutmalı PVT paneller ile kereste kurutma prosesinin ısparta ili şartlarında incelenmesi
Bu tez çalışmasında, Isparta ili iklim koşullarında hava soğutmalı fotovoltaik/termal (PVT) sistemlerin kereste kurutma prosesinde kullanılabilirliği enerji verimliliği ve uygulanabilirlik açısından araştırılmıştır. Çalışma, Isparta Sanayi Sitesi'nde faaliyet gösteren bir kereste fabrikasının çatısında kurulmuş olan 200 adet 455 W gücündeki fotovoltaik paneller esas alınarak yürütülmüştür. Gerçek saha verilerine göre sistemin yıllık elektrik üretimi 141 757 kWh olarak belirlenmiştir. Teorik analizlerde, sistemin PVT yapısına dönüştürülmesi durumunda elektrik üretiminin PV sistemine kıyasla yıllık ortalama %4, yaz aylarında ise %5'e kadar artış göstereceği hesaplanmıştır. PVT sistemden elde edilen ısıl enerji, panel arkasında dolaşan hava akışkanının soğutma etkisiyle geri kazanılmakta ve kurutma havasının ön ısıtılmasında kullanılabilecek düzeye ulaşmaktadır. Ancak elde edilen ısı miktarı, kereste kurutma fırınının tam yükteki enerji gereksinimini karşılayacak kapasitede değildir. Bu nedenle sistemin, doğrudan ana ısı kaynağı olarak değil; hibrit yapı içerisinde destekleyici bir enerji bileşeni olarak değerlendirilebileceği belirlenmiştir. Böyle bir kullanımın, fosil yakıt tüketimini azaltarak kurutma maliyetlerini düşürdüğü tespit edilmiştir. Yapılan analizler, PVT tabanlı sistemlerin Isparta koşullarında PV sistemlerine göre daha yüksek elektrik üretimi sunduğunu ve kereste kurutma proseslerinde yenilenebilir, destekleyici bir enerji kaynağı olarak uygulanabilir olduğunu ortaya koymuştur.