Sustainable energy
92 theses under this subject heading
Reconciling energy and carbon emission performance for sustainability
The concepts of energy and environmental efficiency, with creating less or no pollution in production processes, help to redefine efficiency in general and serve to attain a sustainable future. The relevant literature is underprovided in analyzing environmental efficiency and thus performance measures for countries over time. This study models energy and CO2 emission performance in electricity generation from the production efficiency point of view. It uses a non-radial directional distance function and constructs energy, environmental and energy-environmental performance indices for 112 countries over the period of 1988-2011. The models are run in GAMS 23.5 with IEA data 2013. The countries are grouped firstly with respect to their use of combined heat and power (CHP) technology to construct best practice frontier. The second group is G20 countries, which allows investigation of the tradeoffs amongst energy and environmental performances of top 20 countries in the world. The last group is UNFCCC Annex I countries, consisting of Turkey. The study shows that the majority of the countries still have room for improvement for energy and the environment. For the most current year in the dataset, 2011, for all the indices, the following countries are the best performers; Switzerland and Sweden in the group of countries with CHP technology, Brazil for the non-CHP countries, Brazil and United Kingdom among G20 countries, and Belarus and Slovak Republic in Annex I. Consistent with the literature, Turkey has better energy and environmental performance compared to the major polluters as it performs around the medians of sample countries in UNFCCC Annex I. Keywords: Energy efficiency, Environmental efficiency, CO2 emission performance, Electricity Generation, Directional distance function, Data envelopment analysis.
Türkiye rüzgar enerjisi kurulu güç bölgesel dağılım optimizasyonu
Tez çalışmasında rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi üretiminde, rüzgarın süreksiz yapısı nedeni ile iletim sistemi üzerinde oluşan negatif etkilerin azaltılması amacı ile sistemin dengede kalmasını sağlayan sıcak rezerv ihtiyacını en küçükleyecek stokastik doğrusal olmayan karma tam sayılı bir matematiksel programlama modeli geliştirilmiştir. Çözüm yaklaşımı olarak, geliştirilen matematiksel modelde yer alan doğrusal olmayan kısıtları basitleştiren ve amaç fonksiyonunun yakınsamasını sağlayan bir sezgisel algoritma önerilmiştir. Çalışma kapsamında literatür için yeni bir problem ele alınmıştır, aynı zamanda geliştirilen matematiksel model ve sezgisel yaklaşım da literatürde yer almamaktadır. Geliştirilen çözüm yaklaşımında kullanılan parametreler, Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden, Enerji Piyasaları İşletme A.Ş.'den, Türkiye Elektrik İletim A.Ş.'den ve Yenilenebilir Enerji genel Müdürlüğü'nden temin edilen gerçek veri setleri ile oluşturulmuştur. Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilen 357 adet meteoroloji ölçüm istasyonunun 10 yıllık veri seti düzenlenerek rüzgar enerjisinden elektrik üretimi tahmini yapılmıştır. Tahmin değerlerinden korelasyon katsayılarının hesaplanabilmesi için bir benzetim algoritması oluşturulmuş ve korelasyon katsayıları tahmin edilmiştir. Ayrıca Türkiye'yi temsil etmesi için homojen olarak dağılmış 47 meteoroloji ölçüm istasyonu seçilerek korelasyon analizi yapılmıştır. Korelasyon analizinin sonucunda Türkiye'de pozitif korelasyon yapısının varlığı ve negatif korelasyon yapısının olmadığı gözlenmiştir. Geliştirilen çözüm yaklaşımı ile 2016 yılı için ve 2023 yılı için kurulu güç dağılımları elde edilmiştir. 2016 yılı için elde edilen kurulu güç dağılımı ile mevcut kurulu rüzgar gücü yapısı karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda iki kurulu güç dağılımı arasındaki benzerlikler ve farklar belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar incelendiğinde geliştirilen çözüm yaklaşımı ile belirlenen ve mevcut durumda devrede olan kurulu rüzgar gücünün büyük bir kısmının Türkiye'nin coğrafi olarak küçük bir kısmında yer aldığı gözlenmiştir. 2023 yılı için biri literatürde yer alan, diğeri T.C. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı tarafından hazırlanan raporlardan alınan 2 farklı talep tahmin senaryosu altında kurulu güç dağılımları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ve 2023 yılına kadar tamamlanması öngörülen rüzgar kurulu gücü göz önünde bulundurularak, süreksizliğin negatif etkilerini azaltacak, yatırım potansiyeli yüksek olan iletim bölgeleri belirlenmiştir. Yatırımcıların çalışma kapsamında belirlenen iletim bölgeleri için teşvik edilmesi rüzgar enerjisinden elektrik üretiminin negatif etkilerinin azaltılmasına yardımcı olacaktır.
Enerji tüketimi ve büyüme ilişkisi üzerine bir panel veri analizi
Bu çalışmada 33 OECD ülkesi için enerji tüketimi ve ekonomik büyüme ilişkisi üzerine 1995-2015 yılları arasındaki veri setini kullanarak panel veri analizi gerçekleştirilmiştir. LLC, IPS ve Fisher ADF–PP birim kök testleri kullanılarak serilerin durağanlığı sınanmıştır. Breusch Pagan testi ile birimler arasında yatay kesit bağımlılığı tespit edildiği için Pesaran CADF testi ile durağanlık durumu araştırılmıştır. Pedroni eşbütünleşme testi ile iki değişkenin uzun dönemde birbirleriyle anlamlı ilişki içinde oldukları saptanmıştır. Uzun ve kısa dönem tahmin modelleri için PMG ve MG tahmin yöntemleri doğrusal model ve doğrusal olmayan model üzerine kurulmuştur. Ampirik analiz neticesinde 33 OECD ülkesi için geri bildirim hipotezinin geçerli olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Enerji tüketimi ve ekonomik büyüme değişkenlerinin birbirlerinden etkilendikleri tespit edilmiştir.
Finansal yeniliklerin yeşil ürünlere etkileri üzerine bir inceleme
Çevre duyarlılığının artmasıyla birlikte yeşil ürün kavramı gündeme gelmiş ve bu kavram zamanla yenilikçi finans sektöründe somut ürünlere dönüşmüştür. Çalışmanın ilk bölümünde yeşil ürün kavramı, geleneksel ürünlerden farkları, türleri, sınıflandırmaları ve yenilenebilir enerji ile ilişkisi ele alınmış; AB Yeşil Mutabakatı, Paris Anlaşması ve çevresel etiketleme sistemleri gibi uluslararası düzenlemelerin etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca, yeşil inovasyon ve çevresel Ar-Ge yatırımlarının sürdürülebilirliğe katkısı incelenmiştir. İkinci bölümde, yeşil finans kavramı ve finansal yenilikler kapsamında yeşil dönüşümün finansal altyapısı analiz edilmiş; yeşil krediler, tahviller ve çevre dostu dijital finans araçları ile çevresel vergilendirme ve karbon fiyatlandırma mekanizmaları değerlendirilmiştir. Uygulama kısmında, Malmquist Data Envelopment Analysis (DEA) ve Total Factor Productivity (TFP) yöntemleri ile AB'ye üye 22 ülke ve Türkiye'nin çevre dostu teknoloji verimliliği incelenmiştir. İlk modelde çevre dostu teknolojiler çıktı, finansal gelişmişlik, GSYH, çevre vergileri ve enerji tüketimi girdi olarak alınırken; ikinci modelde karbon emisyonları istenmeyen çıktı olarak eklenmiştir. Sonuçlar, ülkeler arası etkinlik farklarını ve finansal gelişmişliğin bu verimlilik üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, yeşil ürünlerin finansal sistemle ilişkisini teorik ve ampirik yönleriyle inceleyerek sürdürülebilir ekonomi politikalarına katkı sağlamayı amaçlamaktadır.
Biyopolimer temelli katalizörlerin biyolojik aktivitelerinin incelenmesi ve yapay fotosentez uygulamaları
Büyüyen ekonomiler, nüfus artışları, yaşam kalitesindeki değişiklikler dünya ekonomilerinin enerjiye olan bağımlılıklarını, enerjiye güvenilir ve ekonomik yollardan ulaşmanın önemini vurgulamaktadır. Enerji talebini karşılamak için çoğunlukla fosil yakıtlar kullanılması çevre kirliliğine neden olarak büyük zararlar verilmektedir. Geleneksel enerji üretim yöntemlerinin yerini alacak farklı yeşil ve ekolojik yöntemler bulmak tüm insanlık için kaçınılmaz bir hal almıştır. Küresel ısınma ve çevre kirliliğinin bir sonucu olarak sürekli artmaya devam eden CO2'in azaltılması için fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerji kaynakları ve yeşil enerji üretim teknikleri kullanılması büyük önem arz etmektedir. Bu tez çalışması kapsamında karbon temelli ve biyopolimer temelli katalizörler sentezlenerek yapısal, optik ve morfolojik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katalizörlerin yapay fotosentez uygulamaları ve biyolojik aktivite çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Karbon temelli katalizörler olarak CNT/ZnO, rGO/ZnO ve TEGO/ZnO nanokompozit katalizörleri sentezlenmiş ve fotokatalitik hidrojen üretim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. CNT/ZnO, rGO/ZnO ve TEGO/ZnO nanokompozitlerinin fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri, MoSx ve Pt yardımcı katalizörleri kullanılarak araştırılmıştır. Fotodepozisyon yöntemi ile üzerine yardımcı katalizör katkılanan katalizörlerin geliştirilmiş hidrojen üretim verimliliği, yüksek aktif yüzey alanı, yük ayrımı ve doymamış S atomlarının oluşumu, düşük ekziton oluşumu hızı ile ilişkilendirilmiştir. Biyopolimer temelli katalizörler olarak ticari SiC ve elektro eğirme yöntemiyle elde edilen lantanit grubu geçiş metal oksitlerinden CeO2 ve Yb2O3 (Yb2O3/SiC ve CeO2/SiC) nanofiber katalizörlerinin geniş bant aralığı nedeniyle EY boyar maddesi ile ışığa duyarlı hale getirilmiş biyolojik destek malzemesi olarak sodyum aljinat, selüloz, kitosan ve kitin gibi biyopolimerlerin varlığında fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri incelenmiştir. Biyopolimer tabanlı yapılarının oluşturulması ile elde edilen organik/inorganik yapılı katalizörler sayesinde aktif reaksiyon yüzey alanının ve iletkenliğin arttırılması aynı zamanda elektron/boşlukların rekombinasyonunun azaltılması öngörülmektedir. Ayrıca, MoSx veya Pt ortak katalizör öncüleri varlığında sodyum aljinat, selüloz, kitin ve kitosan gibi farklı biyopolimerler destek malzemesi olarak kullanılmasıyla SiC katalizörlüğünde gerçekleştirilen fotokatalitik hidrojen üretim aktiviteleri arttırılmıştır. Tüm biyopolimerler, aktif yüzey alanı sağlaması, aglomerasyonunun önlenmesi, elektron transferini kolaylaştırılması ve katalizörler ile yardımcı katalizörler için bağlanma alanı sağlayarak katalizörlerin hidrojen üretim aktivitesini artırması amaçlanmıştır. Sodyum aljinat, kitosan, selüloz ve kitinin yarı iletkenler için biyolojik destek malzemesi olarak kullanımı, biyopolimer ile inorganik katalizör arasındaki sinerjik etki sayesinde hidrojen üretim aktivitesinin arttığını ortaya koymaktadır. Biyopolimerin destek malzemesi olarak kullanıldığı çalışmalarda morfolojik ve optik bulgular, biyopolimerlerin fotokatalitik hidrojen üretim reaksiyonlarında etkili destek malzemesi rolünü doğrulamaktadır. Ayrıca, tez kapsamında gerçekleştirilen antibakteriyel aktivite çalışmalarında kullanılan SiC, Yb2O3/SiC ve CeO2/SiC kompozit malzemelerinin hem E. coli hem de S. aureus bakterileri üzerinde karanlık ve LED ışık ortamında herhangi bir antibakteriyel aktivite göstermediği anlaşılmaktadır. Bu tez çalışması, katalizörlerin fotokatalitik hidrojen üretim performansını önemli ölçüde iyileştirmek için biyolojik destek malzemelerinin ve ortak katalizör entegrasyonu ile birlikte kullanılmasının potansiyelini vurgulamakla birlikte verimli ve sürdürülebilir enerji dönüşüm teknolojilerinin geliştirilmesine yol açmaktadır.
Karbon vergilerinin iklim değişikliği açısından önemi ve Türkiye'de uygulanabilirliği
Genellikle beşerî faaliyetler kaynaklı emisyonlar sonucu sera gazı konsantrasyonlarındaki artıştan kaynaklandığı düşünülen ve küresel gündemde yer alan en önemli konulardan biri olan iklim değişikliği, dünya üzerindeki yaşamı ve biyoçeşitliliği ciddi seviyede tehdit etmektedir. 1980'li yıllardan bu yana, küresel sıcaklıklardaki artış, çeşitli uluslararası kuruluşlar tarafından gündeme getirilmiş ve iklim değişikliği ile mücadele için küresel bir çabanın gerekliliği ortaya konulmuştur. Bu aşamadan sonra, uluslararası düzeyde iklim değişikliği ile mücadeleye yönelik toplantı ve zirveler büyük bir ivme kazanmıştır. Ülkemiz de küresel iklim değişikliği ile mücadele konusunda çeşitli adımlar atmış, uluslararası iklim zirve ve konferanslarında bazı taahhütlerde bulunmuştur. Bu noktada, ülkemizin jeopolitik konumu da oldukça önem arz etmektedir. Türkiye'nin jeopolitik konumu, onu başlıca petrol üreten bölgeler arasında doğal bir "enerji köprüsü" yapmaktadır. Enerji sektörünün hızlı bir şekilde büyümesine kurumsal reformlar eşlik etmiştir. En önemli gelişmelerden biri, elektrik üretimi ve dağıtımı da dahil olmak üzere tüm enerji sektörünün hem yerli hem de yabancı özel sermayeye serbestleştirilmesi olmuştur. Enerji ve karbon vergilerinin potansiyel etkilerinin ekonomik analizi, politika tercihleri üzerinde önemli sonuçlar vermektedir. Devletler, sera gazı emisyonlarını azaltarak çevrenin korunmasında öncü bir rol oynamıştır. Geniş tabanlı karbon/enerji vergileri, karbondioksit emisyonlarının azaltılmasını teşvik etmek için en etkili araçlardan biridir. Karbon vergileri, kamu gelirlerini artırırken aynı zamanda karbondioksit emisyonlarının kontrol altına alınmasında önemli bir rol oynayacaktır. Bunun yanı sıra, uluslararası kuruluşlar da sera gazı emisyonlarını sınırlamak için karbon vergilerinin uygulanması gerektiğini belirtmektedir. Türkiye, yeşil büyüme kapsamında sürdürülebilir çevre politikalarını hızla hayata geçirmektedir. Fakat Türkiye'de, hâlihazırda bir karbon vergisi uygulaması bulunmamaktadır. Kamuoyunun bu konudaki tutumu, verginin uygulamaya geçirilmemesindeki önemli etkenlerdendir. Karbon vergilerinin Türkiye'de uygulanabilirliğinin incelendiği bu çalışmada, karbon fiyatlandırması, vergilendirme ve iklim finansmanı konularına da değinilmiş ve Türkiye'nin iklim politikaları incelenmiştir. Çalışmada, karbon vergisinin Türkiye'de uygulanabilirliğine ilişkin mevcut durum analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, Türkiye özelinde karbon vergisinin uygulanabilirliğine ilişkin olası zayıf yönlerin ve karşılanabilecek zorlukların daha fazla olduğu yönündedir.
Modelling the electricity and heat production sector in line with Türkiye's net zero emissions target
Various international agreements and mechanisms are established to mitigate climate change by setting targets to reduce greenhouse gas emissions. Türkiye plans to reduce greenhouse gas emissions by 41% from the Business as Usual level in 2030 and set its net zero target. Thus, reducing the emissions of the electricity and heat production sector, primarily driven by fossil fuels, will help achieve its emission target. This study aims to provide a pathway for designing the Turkish electricity and heat production sector and its policy reflection to achieve a net zero emissions target for 2053. Türkiye's electricity sector is analyzed based on five scenarios with different emission pathways between 2021 and 2053. The model results show a substantial increase in installed capacity, generation and cumulative investment costs to achieve the net zero target in the two scenarios, dominantly using nuclear power plants and fossil power plants with carbon capture and storage. Although the increment in installed capacity has a similar level in a third net zero emissions scenario, which integrates more wind and solar energy investments with the help of energy storage technologies, with these two scenarios, the cost of generation and cumulative investment costs are smaller than in these scenarios. An additional investment between 340 and 391 billion USD is necessary to achieve the net zero emissions target over business as usual between 2020 and 2053. It is calculated that 19-23% of the additional investment costs over business as usual level can be covered by carbon revenues. On the other hand, a minor increase in generation cost, emissions and installed capacity is expected when an emission reduction of 40% from the Business as Usual level is estimated. These results reveal the need for significant changes in its energy policies to pave the way for substantial investment in renewable and nuclear energy, battery storage installations, and power plants with carbon capture and storage to achieve the net zero target.
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.
Kayısı çekirdeği kabuğu temelli selüloz sentezi, sürdürülebilir enerji depolamada kullanılmak üzere sert karbon üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin araştırılması
Yenilenebilir kaynaklara dayalı sürdürülebilir enerji sistemlerinin geliştirilmesi, enerji depolama teknolojilerinde çevre dostu ve maliyet etkin çözümlerin önemini artırmaktadır. Bu çalışmada, biyokütle tabanlı kayısı çekirdeği kabuğu kullanılarak, sodyum-iyon bataryalarda anot elektrot olarak değerlendirilebilecek sert karbon malzemelerinin üretimi ve performansı araştırıldı. Karbon öncülü olarak kayısı çekirdeği kabuğu (KÇK), bu biyokütleden izole edilen selüloz (S) ve nanoselüloz (NS) olmak üzere üç farklı malzeme seçildi. Her bir malzeme üzerinde üç farklı işleme yaklaşımı uygulandı: i) temel karbonizasyon süreci, ii) sodyum karbonat ile kimyasal aktivasyon sonrası karbonizasyon ve iii) hidrotermal işlem ile Mn katkılama işlemini takiben karbonizasyon. Elde edilen karbon bazlı malzemeler; X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), yüzey alanı ve gözenek boyutu analizi (BET) ile Raman spektroskopisi kullanılarak detaylı biçimde karakterize edildi. Elde edilen ve yapıları aydınlatılan karbon bazlı malzemelerin Na-iyon batarya testleri, yarım hücre tipi CR2032 bataryalarda gerçekleştirildi. Elektrokimyasal karakterizasyonlar; döngüsel voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS), galvanostatik çevrim testleri ve farklı akım yoğunluklarında C-rate performans analizleri yapıldı. Düşük akım yoğunluğunda (0,05 A/g) en yüksek ilk deşarj kapasitesi, 451,99 mAh/g ile alkali işlem görmüş nanoselüloz tabanlı örnekte elde edildi. C-rate testleri sonucunda, düşük akımda en yüksek kapasiteyi kayısı çekirdeği kabuğu esaslı ve alkali aktivasyon uygulanmış örnek gösterirken; yüksek akımda kapasitesini en iyi koruyan örneklerin Mn katkılı versiyonlar olduğu belirlendi. Elde edilen bulgular hem aktivasyon hem de Mn katkılama işlemlerinin elde edilen karbon bazlı malzemelerin elektrokimyasal performans üzerinde önemli etkiler yarattığını ortaya koymakta, özellikle alkali işlem görmüş karbonların yapısal dayanımını ve çevrim kararlılığını artırdığını göstermektedir. Bu sonuçlar, kayısı çekirdeği kabuğu ve türevi karbon malzemelerin sodyum-iyon bataryalar için potansiyel anot malzemeleri olarak değerlendirilebileceğini göstermektedir.
An exploratory study on the dynamics of localization of renewable energy industry among the managers of a leading company
Utilizing localization as a strategy has increased especially in the energy sector due to the ever-growing need for being sufficient for survivability and sustainability. Governments have started to take energy needs into consideration when planning for the future, and finding local sources of energy as well as managing them became a priority in this context. Therefore to provide the required level of energy, not only MNEs but also governments have been working on the localization process for their energy needs. Following this framework, renewable energy production is a new trend to provide a clean and sustainable energy, appealing to both the governments and entrepreneurs with a shorter pay-back time and longer lifetime of the investments, grabbing the attention of private and governmental sectors alike. This dissertation aims to be an exploratory study that shows the dynamics of the localization strategy on the renewable energy sector. There are two different phases for the conducting of the research. The first phase is collecting all the necessary information about the energy market of Turkey and the governmental position on the renewable energy with relevant policies. Primary and secondary data will be used in this stage to set the correct data . In the second stage, a multinational company will be evaluated in order to ascertain how willing it is to comply with localization strategy in a new and developing market. A leading company's managers who are directly involved and in point of fact, one of the determinants to achieve the success for the adaptation of the localization in the renewable energy market in Turkey, will be interviewed to accomplish this objective. In-depth interviews is the chosen method to get the critical opinions and the perspective of the small number of respondents who play a critical role for the determination of the strategy of the aforementioned MNE. Using their first hand experiences in the energy sector will also prove to be more effective as a primary source material to be collected for the qualitative analysis part of this study. A comprehensive review of the existing literature will take part as the secondary data collective in the qualitative analysis.
Harran Üniversitesi güneş enerjisi santralinin performans analizi
Bu çalışma, Harran Üniversitesi'ne ait 5.31 MW kapasiteli güneş enerjisi santralinin (GES) 2021-2023 yılları arasındaki performansını, çevresel faktörlerin etkilerini dikkate alarak değerlendirmektedir. Analizler, Uluslararası Enerji Ajansı'nın IEC 61724 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiş olup, güneş ışınımı, sıcaklık ve rüzgâr hızı gibi faktörlerin santral verimliliği üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Elde edilen bulgulara göre, santralin yıllık ortalama Performans Oranı (PR) %88.41 olup, bu değer santralin genel performansının yüksek olduğunu göstermektedir. Özellikle yaz aylarında artan sıcaklıkların fotovoltaik (PV) panellerin verimliliğini olumsuz etkilediği, buna karşılık kış aylarında düşük ışınım değerlerine rağmen verimliliğin arttığı gözlemlenmiştir. Çalışmanın bulguları, güneş enerjisi santrallerinin verimli bir şekilde işletilebilmesi için düzenli bakım ve temizlik stratejilerinin önemini vurgulamaktadır. Özellikle PV panellerin yüzey temizliği, enerji üretim verimliliğinin korunmasında kritik bir rol oynamaktadır. Çalışma, yenilenebilir enerji kullanımını teşvik etmek ve enerji sektörü ile akademik literatüre önemli katkılar sağlamak amacıyla bilimsel bir kaynak sunmaktadır.
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.
Selection of heating, ventilating and air conditioning (HVAC) suppliers for green buildings with fuzzy-evaluation based on distance from average solution (EDAS) method
The traditional definiton of successful construction projects were based on completing the project according to budget and expected quality within intended schedule boundaries. However, growing concerns related to environmental issues are shaping tomorrow's definiton of success within environmental boundaries. Intergovernmental aggreements charted new courses in the global climate and environmental effort. Industries are evaluated according to their burden to the nature. According to related-studies, it is found that building industry consumes nearly 40% of total energy use and account for 40% of total global CO2 emissions. This situation obligues the revolutionary changes in the industry. Therefore, new concepts are proliferated. From 1990's green building movement has become increasingly widespread. These buildings are designed and operated to protect environment while considering the life-cycle of every component in them. In order to maintain these approaches, the collaboration of different professions and participants is necessary. It is a fact that consideration of project participants is one of the most vital processes that leading to the success of the projects. Suppliers possess the paramount importance to shape a building because of their strategic role on achieving project aims and protecting competitiveness levels of companies. In order to finish the desired project with success, choosing the right supplier is most of the time the key aspect. Therefore, in green building projects, the selection process have to be followed in the most sensible way within an environmentally-friendly framework. Companies main expectations are shifting towards more sustainable products as well as environmentally-responsible suppliers. A mathematical model is helpful in order to constitute a logic basis for the selection process of suppliers, that should be preferred rather than only personal experiences or instincts. Supplier selection is often studied with the appropriate tools called Multi-criteria decision making methods (MCDM) in order to formulate problems. These methods help professionals in obtaining the most appropriate results according to the pre-defined criteria. In this study, one of the latest MCDM is applied on a green building's HVAC systems supplier selection. Firstly, a broad literature review related to supplier selection, green supplier selection and HVAC systems selection is presented. Also, working principle of HVAC systems is summarized. One of the main components of HVAC systems – air handling units (AHUs) which is used to balance and distribute air as part of the whole, is explained in terms of its contribution to the system. After these, methodology that is used in the study is declared. The definitions of multi criteria and multi attribute decision making is given. Then, Evaluation Based on Distance from Average Solution (EDAS) method is explained within its related formula and logic. In order to describe the Extended Fuzzy-EDAS, information about fuzzy numbers are shown and related equations are given. Fuzzy numbers are applied to the method, because of its ability to comprehensively describe the linguistic environment of real life and successfully translate the vagueness. Fuzzy-EDAS method is described with its equations and mathematical foundation. In the case study, AHUs selection of a green certified shopping center undertaken by a Turkish contractor is processed by Fuzzy-EDAS method is demostrated. HVAC, directly associated to AHU, constitutes one of the most important roles in green building certification and energy consumption levels. The importance of the HVAC related points in the ECOSTANDART certification is given in the study. Therefore, careful selection of the equipment as well as its suppliers is found vital in terms of project success from the literature and the interviews. 8 criteria are identified in order to apprehend the problem in the most comprehensive and leanest way possible. The criteria determined is aimed to set environmental-responsibility; total cost (C1), warranty period (C2), delivery lead time (C3), conformity with specifications (C4), company profile (C5), efficiency level of motors (C6), maintenance and spare parts service (C7) and green production, design and supply (C8). These criteria are shaped along literature review and expert opinion in order to constitute a framework. For the study, bidding files are received and evaluated. Later, 5 experts (between 10 to 40 years of experienced) from the construction and design team evaluated bids of the alternatives according to the criteria developed. After completing the computational process of Fuzzy-EDAS, results have presented the superiority of the second alternative. A sensitivity analysis is also applied to prove that the method is appropriately applicable to the case. Also by that, combination of weights and the preffered alternative's accuracy and righteousness is controlled. A comprehensive literature review is summarized in this study to fully comprehend the related problem. Also, supplier selection, green supplier selection, HVAC systems selection and EDAS method literature is combined and shown in intuitive tables. According to results, the method employed and the criteria has been found satisfactory.
Türkiye'nin farklı derece-gün bölgelerinde yer alacak örnek bir konut için uygun mekanik tesisat sisteminin tayini
Dünya nüfusunun artması ve insanların refah seviyelerinin değişmesi sonucu enerji ihtiyacı her geçen yıl artış göstermektedir. Uzun dönem, artan enerji ihtiyacı tükenebilir kaynaklardan ve fosil yakıtlardan karşılanmış, bunun sonucunda atmosfere yapılan yoğun karbon emisyonuyla ekosisteme ciddi zararlar verilerek insanoğlu küresel ısınma tehdidiyle karşı karşıya kalmıştır. Bu durum dünyada enerji politikalarının gözden geçirilmesine neden olmuş, tüm ülkeleri enerji tasarrufu ve enerjiyi verimli kullanmaya dair tedbirler almaya mecbur kılmıştır. Gerek dünyada gerekse ülkemizde insanların yaşam alanlarını oluşturan binalar en önemli enerji tüketen kalemler arasında yer almaktadır. Ülkemizde son yıllarda hızlı bir gelişim gösteren inşaat sektörü kapsamında, büyük şehirler başta olmak üzere bir çok şehirde konut inşaatı sayısı artış göstermiştir. Farklı bölgelerde hızla yapılan konutlarda gerekli enerji tasarrufu ve verimliliği tedbirleri düşünülerek, sürdürülebilir yapılar yapılmasına yoğunlaşıldığında önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlanarak ülkemizin enerjide dışa bağımlılığı azaltılabilecektir. Yapının sürdürülebilirliğinde en önemli paremetrelerden birisi uygun mekanik tesisat sisteminin seçilmesidir. Mimari anlamda enerji verimli stratejilerin uygulanması tek başına yeterli olamayacağı için mimariye ve iklime uygun mekanik tesisat sisteminin belirlenmesi, yapının sürdürülebilirliğinde pay sahibi olup, önemli ölçüde enerji tasarrufu elde edilmesini sağlayacaktır. Tez çalışmasında, Türkiye'nin beş derece-gün iklim bölgesi için seçilen örnek bir konutta uygun mekanik tesisat sisteminin tayini saatlik simülasyon programı ile irdelenmiştir. Bu kapsamda ele alınan konut, beş iklim bölgesinde standartlarca belirlenen minimum bina kabuğu şartlarını sağlayacak şekilde modellenip ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu hazırlanması işlemlerinde kullanılmak üzere üç farklı mekanik tesisat sisteminin yıllık enerji tüketimleri, yıllık CO2 emisyonları ve geri dönüş süreleri her iklim bölgesi için hesaplanıp karşılaştırılmıştır. Bina modellemesi simülasyon programında yapılarak, tüm bina elemanları, iç kazançlar ve aydınlatma yükleri programa tanımlanmıştır. Simülasyonlarda incelenen mekanik tesisat sistemlerinden, referans olarak alınan sistemde ısıtma ve kullanım sıcak suyu ihtiyacının duvar tipi kombi ile, soğutma ihtiyacının ise multi split klima ile karşılandığı düşünülmüştür. Bu sistemlere alternatif olarak ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu ihtiyacını karşılamak üzere hava kaynaklı ve yatay serme toprak kaynaklı ısı pompalarının yıllık enerji tüketimleri simülasyon programıyla hesaplanmıştır. Hesaplamalar sırasında, hava kaynaklı ısı pompasının farklı dış hava sıcaklıklarında ve kısmi kapasitelerdeki elektrik tüketimleri ile, toprak kaynaklı ısı pompasının toprak devresinde farklı mevsimlerde oluşan farklı su giriş sıcaklıklarında ve kısmi kapasitelerde elektrik tüketim verileri programa işlenmiştir. Hesaplanan enerji tüketimlerinden yola çıkılarak, birim tüketilen enerji başına atmosfere salınan CO2 miktarı Excel programına işlenerek, karşılaştırılan iklimlendirme sistemlerinin her derece-gün bölgesinde yıllık CO2 emisyonları hesaplanmıştır. Mekanik tesisat sistemlerinin her bölgedeki yıllık enerji faturaları, tüketilen enerjinin birim maliyetinin simülasyon programına işlenmesi sonucu simülasyon programının çıktısı olarak elde edilmiştir. Simülasyonlar sonucunda beşinci iklim bölgesi dışındaki tüm bölgelerde ısı pompası alternatiflerinin ikisi de binanın yıllık enerji harcamalarını ve CO2 emisyonlarını önemli ölçüde düşürmüştür. Geri ödeme süreleri düşünüldüğünde birinci ve ikinci iklim bölgelerinde hava kaynaklı ısı pompası referans iklimlendirme sistemine alternatif olarak kullanılabilmektedir. Üçüncü iklim bölgesinde, hava kaynaklı ve toprak kaynaklı ısı pompalarının geri ödeme süreleri birbirine yakın olduğundan, enerji tüketimi ve CO2 emisyonlarında toprak kaynaklı ısı pompası daha büyük oranda bir düşüş sağladığı için üçüncü bölgede toprak kaynaklı ısı pompası daha iyi bir alternatif olarak göze çarpmaktadır. Dördüncü ve beşinci iklim bölgelerinde ısı pompası sistemlerinin geri ödeme süreleri yüksek olduğundan söz konusu sistemlerin bu bölgelerde ekonomik bir çözüm olmadıkları tayin edilmiştir.
İstanbul'da bir ofis binası örneğinde elektrokromik pencerelerin performans değerlendirmesi
Küresel ısınma, iklim değişiklikleri gibi önemli sorunların yaşandığı günümüzde, kuşkusuz bizi ilgilendiren en önemli konulardan biri enerji korunumudur. Bugün kullanmakta olduğumuz enerji kaynaklarının %93' ünün tükenebilir enerji olması gerçeğine bağlı olarak yapılarımızda ısıtma- soğutma ve aydınlatma amaçlı enerji kaynaklarının en verimli şekilde kullanma yolunun bulunması sürdürülebilir çevreler yaratılması açısından büyük önem taşımaktadır. Bina kabuğundaki enerji kayıplarının büyük bir bölümü pencere sistemlerinde meydana gelmektedir. Günümüzde özellikle yüksek katlı ofis binalarında tercih edilen saydamlık oranı yüksek cephelerin yaygınlaşmasıyla birlikte, enerji kaybının en çok yaşandığı eleman olan pencere sistemlerinin performansının iyileştirilmesine yönelik araştırmalar yapılmakta ve yeni teknolojiler mimarlık alanında gözlemlenmektedir. Gelişen teknoloji ve sürdürülebilirlik konularının önem kazanması ile birlikte bina kabuğunun çevresi ile uyumlu, enerji etkin olarak tasarlanması giderek daha önemli hale gelmiştir. Çevreyle uyum sağlayan cephe sistemleri beklentisi, dış koşullara göre aktif olarak çalışabilen akıllı pencere sistemlerinin gelişimini de beraberinde getirmiştir. Bu sebeple artık pencere sistemlerinin bina dış koşullarına uyum sağlayabilen enerji etkin mekanik bir sistem olarak davranması beklenmektedir. Son yıllarda, pencerelerin saydamlık özelliğinin olumsuz etkilerinin giderilmesi amacına yönelik olarak güneş kontrolü ve ısı yalıtımı sağlayan yeni teknolojiler geliştirilmiştir. Berrak, yansıtıcı ve renkli camlar, düşük yayınımlı film kaplamalar (Low-E) ve argon, krypton gibi düşük iletkenlik değerine sahip gazlarla bütünleştirilerek pencere sistemleri oluşturulmuştur. Renkli camlar, yaz aylarında binaların soğutma enerjisini azaltmakla birlikte kış aylarında ısıtma enerjisinin artmasına ve düşük gün ışığı geçirgenlik değerleri nedeniyle dış ortam görüntüsünde azalma ve yapay aydınlatmaya bağlı enerji kullanımında artışa neden olmaktadırlar. Güneş ışınımını yansıtan ve gün ışığının iç ortama geçmesine izin veren spektral seçici özellikteki film kaplamalı cam teknolojileri, güneş kontrolü, ısı yalıtımı ve doğal aydınlatma ile ilgili performans gereksinmelerini aynı anda sağlayabilmektedir. Low-E camların teknolojik olarak ikinci adımı olan spektral seçici düşük yayınımlı camlar (SS-Low-E) görünür bölge dışındaki güneş ışınımının iç ortama girmesini engellerken görünür bölgedeki ışığın geçmesine izin vererek iç ortam gün ışığı seviyesini düzenlemektedir. Tüm bu teknolojiler gün içinde güneş ve bulut değişimlerine tepki gösterememektedirler ve çevreye uyum sağlayabilen sistem beklentisini karşılayamamaktadırlar. Fakat yenilikçi olarak tanımlayabileceğimiz pencere sistemlerinde gelişen teknolojiler, artık görsel konfordan ödün vermeden çevre koşullarıyla uyum sağlayarak binanın enerji etkinliğini sağlama yönündedir. Son dönemde pencere teknolojilerinde gelinen nokta, güneş ve bulut durumlarındaki değişime optik özelliklerini değiştirerek tepki verebilen dinamik pencere sistemlerinin geliştirilmesidir. Dinamik özellik gösteren akıllı pencere teknolojilerinin başında halihazırda ABD ve Avrupa ülkelerinde yaygınlaşmaya başlayan ve gelecekte daha yaygın kullanıma sahip olması hedeflenen "elektrokromik (EC) pencere teknolojileri" gelmektedir. Cam yüzeyine çok katmanlı film tabakası şeklinde uygulanan ve yüzeyde oluşan elektriksel alana bağlı olarak optik özelliklerini değiştirebilen bu sistemler cephede dinamik bir filtre gibi davranarak binaların enerji ve konfor performanslarını da arttırmaktadır. Yenilikçi pencere sistemleri arasında en çok umut vadeden sistemler de elektrokromik pencere sistemleridir. Elektrokromik pencere sistemleri hakkında 90'lı yılların ortasından itibaren, özellikle LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratuary) tarafından yürütülmüş araştırmalar, saha ve simülasyon çalışmaları mevcuttur. Bu çalışmalarla performansı kanıtlanan fakat maliyetinin yüksek olması nedeniyle uygulanamamış olan bu sistemler, geçtiğimiz 10 yıl içerisinde üretilmeye ve uygulanmaya da başlamıştır. Fakat, tüm bu gelişmelere rağmen ülkemizde elektrokromik pencere sistemleriyle ilgili herhangi bir uygulama ya da yürütülmüş bir çalışma olmamakla birlikte, literatürde de yeterli sayıda Türkçe kaynak bulunmamaktadır. Bu çalışmada, var olan yenilikçi pencere teknolojileri ile birlikte elektrokromik pencere sistemlerinin fiziksel özellikleri ve kontrol edilme stratejileri anlatılmakta ve İstanbul'da bir ofis binası örneği üzerinden bir simülasyon çalışmasıyla elektrokromik pencerelerin enerji performansı geleneksel pencereler ile kıyaslanarak değerlendirilmektedir. Tez yenilikçi pencerelerden beklenen performans parametreleri ve bu sistemlerin özelliklerinin anlatılması, EC pencerelerin özelliklerinin detaylı bir şekilde incelenmesi ve kontrol stratejilerinin tanıtılması, örnek binaya ilişkin özelliklerle birlikte değerlendirme ölçütlerinin açıklanması ve simülasyon sonuçlarına ait adımlardan meydana gelmektedir. İkinci bölümde yenilikçi pencere türleri ve çalışma prensipleri açıklanmaktadır. Ardından yenilikçi pencerelerden beklenen enerji ve konfor performansı beklentileri anlatılmaktadır. Üçüncü bölümde elektrokromik pencerelerin tanımı, çalışma prensibi ve fiziksel özellikleri anlatılmakta ve kontrol stratejileri tanıtılmaktadır. Bununla beraber EC pencerelerle ilgili yürütülmüş çalışmaları ve uygulama örneklerini içermektedir. Dördüncü ve beşinci bölümlerde öncelikle kullanılacak bilgisayar programına ait bilgiler verilmektedir. Örnek binaya ilişkin konum, iklim özellikleri, kullanıcı bilgileri ve yapısal özellikler açıklanmaktadır. Kullanılacak pencere sistemlerine ilişkin fiziksel özellikler anlatılmaktadır. Ardından, değerlendirme kriterleri belirlenmekte, simülasyon çalışması sonucunda elde edilen veriler grafikler ile anlatılarak, belirlenen değerlendirme kriterleri kapsamında tartışılmaktadır.
Limanlar için bütünleşik yenilenebilir enerji güç sistemlerinin tekno-ekonomik analizi
Ülke ekonomilerinin gelişmesi, refah seviyelerinin yükselmesi ve küresel kalkınmanın önemli bir unsuru olan ticaret % 90 oranla deniz taşımacılığı ve limanlarla gerçekleşmektedir. Enerjinin yoğun olarak kullanıldığı denizcilik sektörünün en önemli bileşenleri olan gemilerin ve limanların enerji tüketimindeki payı da yüksektir. Bunun doğal sonucu olarak yüksek enerji talebiyle birlikte denizcilik sektöründe artan fosil yakıt kullanımı karbon emisyonu, sera gazı ve küresel ısınma üzerinde olumsuz etkilerin artmasına neden olmaktadır. Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO – International Maritime Organization) sera gazı salınımlarının azaltılması amacıyla gemilerde düşük sülfürlü yakıt kullanımının sağlanması için yapmış olduğu çabalar mesafe kaydetmeye başlamış olmakla birlikte denizcilik sektörünün tüm bileşenlerinin küresel iklim değişikliğinin önlenmesi, limanlarda alternatif ve yenilenebilir enerji kullanımı ve denizcilik sektöründe enerji verimliliği konularında atması gereken daha çok adım vardır. Dünya ticaretinde oldukça önemli bir paya sahip denizcilik sektöründeki özel ve kamusal teşebbüslerin, genellikle maliyetleri azaltmak amacıyla olsa da, hem sosyal sorumluluk, ticari prestij ve çevresel hassasiyet, hem de ulusal ve uluslararası zorunlulukları karşılamak amacıyla sera gazı salımı azaltma ve enerji arzı güvenliği maksadıyle alternatif enerji kaynaklarından enerji temini ve enerji verimliliği çalışmaları dikkat çekmeye başlamıştır. Enerji ihtiyacının karşılanmasının denizcilik endüstrisindeki önemi ve yüksek maliyeti ile çevresel kaygılar; sürdürülebilir, yeşil ve temiz enerji kaynaklarının tercih edilmesi ve enerjinin verimli kullanılması konusuna olan dikkatleri arttırmıştır. Sanayi ve ticari faaliyetlerin, dolayısıyla enerji tüketiminin yoğun olduğu Türk ve dünya liman bölgelerindedeki yüksek enerji kullanımının ana unsurları olan gemilerde, bazı yük elleçleme ekipmanlarında ve liman içi yük transfer araçlarında, aydınlatmalarda, soğutmalı depolarda, binalarda, ofislerde ve işletmelerde kullanılan enerji genellikle fosil yakıtlardan veya şebekeden gelen elektrikten sağlanmaktadır. Türkiye'de ve dünyada denizcilik alanında yenilenebilir ve yeşil enerji kaynaklarının kullanımı oldukça düşük seviyede kalırken, gemilerle yapılan nakliyede ve iskelelerdeki yük elleçleme operasyonlarında çoğunlukla fosil yakıt kullanılmaktadır. Ayrıca bir çok Türk ve dünya limanlarında yer alan ofis ve işletmelerde aydınlatmada, iklimlendirmede ve günlük kullanımda genellikle sahil şebeke elektriğinin kullanımı denizcilik kaynaklı hava ve çevre kirliliğinin önlenmesi, sürdürülebilir ve yeşil limanların oluşturulması için küresel önlemlerin alınmasını kaçınılmaz bir hale getirmiştir. Denizcilik sektörünün hem deniz hem de kara kısmı birlikte değerlendirildiğinde ihtiyaç duyulan enerji miktarı ve maliyeti ile birlikte çevre ve insan sağlığı üzerindeki etkileri yeşil limanların yaygınlaşmasını ve denizciliğin tüm unsurlarıyla birlikte yenilenebilir, çevreci ve temiz enerji kaynaklarına yönelmesini zorunlu kılmaktadır. Günümüz ve geleceğe yön veren denizcilik faaliyetlerini ve liman hizmetlerini sunan küresel ölçekli denizcilik şirketleri ve liman yönetimleri; hava, çevre, deniz ve gürültü kirliliğinin azaltılmasının ve önlenmesinin yanı sıra sürdürülebilir ve temiz enerjinin kullanımını yasal zorunlulukların ötesinde sosyal sorumluluk bilinciyle gönüllü eylemlere dönüştürmüştür. Denizcilik alanında çevre hassasiyeti konularına ciddiyetle yaklaşan ve denizcilik sektörüne öncülük eden örnek uygulamalara sahip gemi operatörleri ve liman işletmecileri için, çevre ile iş sağlığı ve güvenliği konularındaki duyarlılık artık kurumsallık, rekabet ve prestij unsuru olmuştur. Limanlar için bütünleşik yenilenebilir enerji güç sistemlerinin yaygınlaşarak ve limanlarda yeşil strateji gözetilerek, temiz, sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarını kapsayan tüm hedef ve programların temel amacı; tüm dünya limanlarda küresel ölçekte çevresel, ekonomik ve sosyal sürdürülebilirliğin sağlanarak karbon ayak izinin azaltılması ve sera gazlarının önlenerek küresel ısınmanın olumsuz etkilerini azaltmaktır. Bu projedeki amacımız limanlarımızın enerji ihtiyacının yeşil, temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarıyla karşılanarak hem emisyon değerlerinin hem de enerji maliyetlerinin düşürülmesidir. Limanlardaki enerji maliyetlerinin yapılan iş hacmiyle orantılı olarak yüksek oluşu buralarda kullanılan enerjinin maliyetlerinin düşürülmesinde yenilenebilir ve kesintisiz enerji kaynaklarını kullanmanın önemini arttırmaktadır. Yakın zamanda yapılış çalışmalar incelendiğinde görülmüştür ki, Dünyada bu maksatla deniz fenerleri, stadyumlar, fabrikalar, işletmeler, hava alanları ve daha farklı projelerde yenilenebilir enerji kaynakları tatbik edilmiş ve başarılı sonuçlar alınmıştır. Ancak limanlarda temiz enerji kaynaklarının kullanımı ise çok yeni bir uygulama olup dünyada örneklerinin az oluşu ve Türkiye' de tatbik edilmeye yeni yeni başlaması ve yaygınlaşmamış olması bu tez çalışmasına olan ihtiyacı doğurmuştur. Bu alanda henüz yapılmış bir çalışma olmayışı nedeniyle limanların da kendi potansiyellerini ve enerji maliyetlerini nasıl düşürebileceklerini görmelerinin önünde bir engel oluşturmaktadır. Yapılacak olan bu tez çalışmasında elde edilecek veriler ışığında liman bölgeleri net olarak harcadıkları enerji miktarlarını, bunun yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılanması halinde elde edecekleri tasarrufu, ihracatta ve ticari rekabette yatırım ve hedeflerini büyütme potansiyellerini görmelerine imkan yaratacaktır. Bu amaçla öncelikle liman yükleme-tahliye operasyonlarında, liman alanındaki yük elleçleme ve depolama, aydınlatma ve diğer hizmetlerinde sarfedilen toplam enerji miktarının saatlik, günlük haftalık, aylık ve yıllık bazda tespit edilerek enerjiye harcanan toplam maliyetin bulunması hedeflenmiştir. Akdeniz'deki liman bölgesinde bulunan rıhtım ve iskelelerde tüketilen elektrik miktarının kaç kilowatt/saat olduğu ve toplam maliyetinin tespit edilmesinin ardından bu miktarların yenilenebilir enerji kaynaklarıyla ne kadar sürede amorti edilebileceği ve uzun vadede sağlayacağı karlılığı hesap etmek için söz konusu liman işletmecisinden bu bilgileri talep edilmiştir. Akdeniz'de yer alan limanın koordinat bilgileri, tüketilen saatlik enerji miktarları ve elde edilen diğer veriler, Homer Programına girierek farklı senaryolarla yenilenebilir hibrit enerji sistemleri uygulanmış, en uygun ve en ekonomik olan sistem, üzerinde çalışılan liman için tespit edilmiştir. Homer programı ihtiyaç duyduğu küresel solar radyasonu verilerini, sıcaklık, açıklık indeksi ve rüzgar kuvvetini internetten indirerek algoritmik hesaplar yaparak en uygun sistem bileşenlerini tespit edip optimum sistem ve ekonomik maliyet hesabı yapmaktadır. Program her bir sistem tasarımının tekno-ekonomik analizi için Homer (NREL, US) yazılımını kullanmıştır. Yazılım, tasarımcı tarafından girilen; proje ömrü, sistemin kurulacağı lokasyon bilgileri ve buraya ait sıcaklık, güneş, rüzgar vb. meteorolojik veriler, ihtiyaç duyulan enerji yükü (talebi), enflayon oranı, reel faiz oranı, tasarlanacak yenilenebilir enerji bileşenlerinin miktar ve özellikleri, sistemin bakım onarım maliyetleri, emisyondan kaynaklı ceza ve kısıtlamalar vb. her bir parametreyi simüle ederek net sistem maliyetine göre uygulanabilir sistem kombinasyonlarını sıralamaktadır. Yapılan çalışmada belirlenen tekno-ekonomik paramtrelere göre farklı senaryolar, söz konusu liman için simüle edilerek şebeke bağlantılı optimum hibrit enerji sistemi tasarlanmıştır. Analizi yapılan pilot bölgenin farklı senaryolarla elde edilen veriler ışığında ortaya çıkan optimum sistemi, farklı varyasyonlar ve senaryolarla kıyas yapılarak en doğru yenilenebilir sistem tercihi kolaylıkla şekillenmiştir. Bu çalışmada tasarlanan hibrit enerji sistemi, bölgenin enerji ihtiyacı ve kaynak uygunluğuna göre minimum maliyet ve maksismum güvenilir enerji arzı hedeflenmiştir. Bütünleşik yenilenebilir enerji güç sistemlerinin tekno ekonomik analizinin yapıldığı bu çalışmada seçilen pilot bölge Akdeniz'de bir liman olup, verileri alınan söz konusu limanın talebi üzerine ismi açıkça belirtilmemiştir. Hibrit olmayan sistemler, uygulanabilir sistem kombinasyonları arasında yer almazken, şebeke bağlantılı hibrit sistem, şebeke bağlantısı olmayan sistemlere kıyasla sistem maliyeti ve enerji üretim maliyeti açısından daha avantajlı bulunmuştur. Sistem maliyeti, bileşen maliyetleri ve enerji üretim maliyetlerinin tekno ekonomik analizlerine göre en optimum ve uygulanabilir sistem tasarımı incelenmiştir. Çalışmada, söz konusu limanın enerji yüküne ait maliyetler, Homer programı dışında excel programıyla da saatlik, günlük, aylık ve yıllık bazda hesaplanarak sunulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre şebekeden beslenen limana ait enerji maliyetlerinin her iki programda kıyaslandığında oldukça yüksek olduğu göze çarpmaktadır. Bu maliyetler, uygun bir yenilenebilir hibrit enerji sisteminin kurulması durumunda, enerji maliyetleri açısından oldukça makul rakamlara düşerek limanın orta ve uzun vadede karlılığa geçmesini sağlayacaktır. Bahse konu olan liman için hassasiyet ve optimizasyon ayarları yıl içerisindeki ortalama değerler için birbirinden bağımsız simülasyonlar yapılarak çıktılar incelenmiş ve en makul maliyete ulaşabilmek için sistem bileşenleri ve hassasiyet ayarları tek tek denenmiştir. Yenilenebilir enerji bileşenlerinin her bir maliyeti, bakım onarım masrafları, hurda değerleri ve diğer maliyetler bu bileşenlerin internetteki sayfaları ve ürün model ve özelliklerine göre piyasa değeri ortalamaları alınarak hesaplanmıştır. Modellenen hibrit sistemin mevcut maliyeti düşünüldüğünde, yıldan yıla bileşen maliyetlerindeki düşüş, şebeke elektrik fiyatlarındaki ve enflasyondaki yükseliş ile birlikte değerlendirildiğinde, şebeke enerji fiyatlarıyla rekabet edebilir olmasının yanısıra daha çok avantaj sağladığı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak ortaya çıkan optimum ve uygun bir yenilenebilir enerji sisteminin, limanın enerji ihtiyaçlarını karşılaması açısından orta ve uzun vadede enerji maliyetleri üzerinde olumlu ve karlı bir etki sağlayacak sistemi belirlemeleri, tercih etmeleri ve karar verme süreçleri üzerinde netlik sağlaması açısından yararlı olacaktır.
Güneş takipli çift yüzeyli PV sistemlerin performans analizi ve modellenmesi
Bu tez çalışmasında, Şanlıurfa'nın meteorolojik koşulları altında sabit ve tek eksenli güneş takip sistemlerine kurulu çift yüzeyli PV ve tek yüzeyli PV panellerden oluşan sekiz farklı konfigürasyon üzerinde deneysel analizler gerçekleştirilmiştir. Bir yıl boyunca her 15 dakikada bir kaydedilen PV enerji üretimleri, panel yüzeyine gelen güneş ışınımı, ortam sıcaklığı, modül sıcaklığı, rüzgar hızı ve mutlak nem verileriyle kapsamlı bir veri seti oluşturulmuştur. Bu veri seti kullanılarak yıllık enerji üretimi karşılaştırmaları, performans analizleri, panel kirliliğinin etkileri, PVsyst simülasyon doğrulamaları, tarımsal voltaik uygulamalar için fizibilite çalışmaları, karbon emisyonu analizleri ve derin öğrenme tabanlı modelleme çalışmaları yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, tek eksenli güneş takip sisteminin sabit sisteme kıyasla çift yüzeyli PV panellerde %18.57 daha yüksek yıllık enerji üretimi ve %9.91 daha fazla çift yüzeylilik kazancı sağladığı, tek yüzeyli PV panellerde ise %8.23 oranında daha yüksek enerji üretimi elde edildiği belirlenmiştir. Güneş takipli bPV konfigürasyon, sabit mPV konfigürasyona göre %23.07 daha fazla yıllık enerji üretimi sağlamıştır. IEC 61724-1 standardına göre hesaplanan yıllık ortalama performans oranı değerleri, güneş takipli bPV için 0.86, güneş takipli mPV için 0.83, sabit bPViçin 0.86 ve sabit mPV için 0.85 olarak tespit edilmiştir. En yüksek watt başına enerji üretimi 2067 Wh/W ile güneş takipli bPV konfigürasyondan elde edilmiştir. PVsyst simülasyonları, deneysel sonuçlara göre yıllık ortalama %10 daha yüksek enerji üretimi öngörmüştür. Modelleme aşamasında; CNN, MLP, LSTM, CNN-LSTM, Stacked LSTM ve Bidirectional LSTM mimarileri kullanılmış, tüm modellerin ortalama R2 değeri 0.989 olarak hesaplanmıştır. Özellikle Bidirectional LSTM ve LSTM mimarileri, birçok konfigürasyonda diğer modellere kıyasla daha düşük hata oranları (RMSE, MAE, MSE) ve daha yüksek R2 değerleri ile öne çıkmıştır.
İklim değişikliği ve iklimle dengeli çevre tasarım ilkeleri
Günümüzde dolaylı veya dolaysız olarak insan yararı için üretilen enerjinin çoğu yenilenemez enerji kaynaklarından sağlanmaktadır. Ancak yıllarca yenilenemez enerji kaynaklarından üretilen enerji atmosferdeki sera gazlarının yoğunluğunda artışlar meydana getirmiş ve bu artışlar sonucu iklimde olumsuz değişiklikler gerçekleşmiş ve gerçekleşmeye devam etmektedir. İklimdeki gerçekleşen bu olumsuz değişiklikler, başta insanlar olmak üzere tüm canlıların yaşamlarını etkilemektedir. Dolayısı ile uzun yıllardır dünya gündeminde yer alan iklim değişikliğinin nedenleri, sonuçları ve iklim değişikliğin yavaşlatılmasına karşı alınacak önlemler üzerine ulusal ve uluslararası çalışmalar yürütülmektedir. Ülkelerin yenilenemez enerji kaynakları yerine yenilenebilir enerji kaynakları kullanması üzerinde durulmaktadır. Atmosferdeki sera gaz emisyonundaki artışın dolayısıyla da iklimdeki değişikliklerin en önemli sebebi insan etkisi olduğu yapılan araştırmalar ile tespit edilmiştir. Yapı endüstrisi de en fazla sera gaz emisyonuna neden olan sektörlerden biridir. Bu nedenle küresel bir sorun olan iklim değişikliğinin etkilerinin azaltılması için, enerji, su ve diğer doğal kaynakların etkili bir şekilde kullanılması, yenilenemez enerji kaynak kullanımının minimuma indirilmesi, yapı endüstrisinde maksimum enerji tasarrufu sağlayan, iklimle dengeli tasarım anlayışının benimsenerek, zorunlu hale getirilmesi gibi uygulamaların gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada doğal kaynaklardan yararlanarak, iklimsel konfor ve enerji korunumu ilkeleri doğrultusunda iklimle uyumlu çevre tasarımı parametreleri araştırılarak, gelecekte yapılacak çalışmalara referans olması için Bakırköy bölgesindeki 278 ada- 94 parsel için iklimle dengeli çevre tasarımı modeli uygulanmıştır.
Türkiye için mevcut enerji üretimine alternatif yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının seçimi
Günümüzde fosil yakıtların tükenmesi tehlikesi dolayısıyla konvansiyonel enerji kaynaklarından yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim görülmektedir. Sera gazı salınım miktarının iklim değişikliği etkisi de düşünüldüğünde sürdürülebilir bir Dünya yaratmak için konvansiyonel enerji kaynakları yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının doğru tercih olduğu görülmektedir. Bu çalışmada iki farklı optimizasyon uygulaması yapılarak uzun dönemli enerji ihtiyacının hangi enerji kaynaklarınca karşılaşılanacağı ve mikro şebekelerde kısa dönemli hangi enerji depolama sistemlerinin kurulacağına karar verilmeye çalışılmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları kullanmanın sürdürülebilirliğe, iklim değişimine ve sera gazı salınımına olan etkisi değerlendirilmiştir. Türkiye'nin uzun dönemli enerji talebinin karşılanması değerlendirilirken konvansiyonel ve yenilenebilir enerji kaynakları, hedeflenen kurulu güçleri ve beklenen sera gazı salınımı gibi unsurlar göz önünde bulundurularak çeşitli senaryolar denenmiştir. Mikro şebekelerde kısa dönemli enerji depolama sistemi seçimi için ise ekonomik, çevresel, sosyo-kültürel ve teknik unsurları da değerlendirerek Türkiye'nin farklı bölgelerinden üniversiteler seçilerek hibrit bir enerji yönetim sistemi kurmak üzere bir matematiksel problem çözdürülmüş ve farklı senaryolar ile değerlendirilmiştir. Çalışmasının sonucunda ise maliyetlere ve sera gazı salınım oranlarına bakılarak Türkiye'nin enerji talebini karşılayabilecek enerji kaynakları ve depolama sistemleri belirlenmiştir.
Biyokömürleştirme ve hidrotermal karbonizasyon yöntemleri ile elde edilen ürünlerin karşılaştırılması
Pirina, Türkiye ve diğer Akdeniz ülkelerinde zeytinyağı üretimi esnasında fazla miktarlarda açığa çıkan bir yan üründür. Bu ürün daha çok doğrudan yakma yoluyla enerjiye dönüştürülmektedir. Ancak yapısal özellikleri gereği içeriğindeki nem ve uçucuların uzaklaştırılmasıyla linyit benzeri daha nitelikli bir enerji kaynağı olarak kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada pirinanın iki farklı biyokütle dönüşüm yöntemiyle biyokömür ve hidrokömür adları verilen kömür benzeri katı bir ürünlere dönüşümü ve bu ürünlerin yapısal özelliklerinin karşılaştırılması gerçekleştirilmiştir. Uygulanan dönüşüm yöntemleri hidrotermal karbonizasyon ve biyokömürleştirme olarak belirlenmiştir. Biyokömürleştirme denemeleri 250, 275, 300 ve 350°C sıcaklıklarda 10, 20 ve 30 dakika reaksiyon sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Hidrotermal karbonizasyon denemeleri ise 180, 200 ve 220°C sıcaklıklarda 2, 3 ve 4 saat reaksiyon sürelerinde tamamlanmıştır. Denemeler sonucunda oluşan ürünlerin kısa analizleri, elementel analizleri yapılmış, bomba kalorimetride ise enerji içerikleri ölçülmüştür. Üst ısıl değeri 20,34 MJ/kg olarak ölçülen pirinanın hidrotermal karbonizasyon denemelerinden sonra elde edilen üst ısıl değerlerin 22,14 – 26,94 MJ/kg aralığında, biyokömürleştirme sonrası elde edilen değerlerin ise 20,58 – 29,41 MJ/kg aralığında olduğu hesaplanmıştır. Linyit için üst ısıl değerin 26,7 MJ/kg civarında olduğu belirtilmektedir. Biyokömürleştirme sonucu 300 – 350 °C sıcaklıklarında elde edilen üst ısıl değerlere rağmen enerji veriminin kütle verimindeki düşüşle bağlantılı olarak çok azaldığı görülmüştür. Biyokömürleştirme denemeleri için enerji yoğunluğu 1,01 ve 1,45 aralığında değişmektedir. Hidrotermal karbonizasyon içinse 1,09 ve 1,32 aralığında ölçülmüştür. İki proses için de enerji veriminin yaklaşık % 62 olduğu reaksiyon şartlarında, biyokömürleştirme için 275°C, 20 dakika ve hidrotermal karbonizasyon için 220°C, 2 saat, üst ısıl değerler sırasıyla 23,73 ve 25,20 MJ/kg olarak ölçülmüştür. O/C ve H/C değerleri ise linyite yakın olarak biyokömürleştirme için 0,46 ve 1,33, hidrotermal karbonizasyon için ise 0,39 ve 1,31 olarak belirlenmiştir. Daha yüksek sıcaklık ve reaksiyon sürelerinde bu oranların düştüğü ve iki ürünün de linyite yakın değerlere ulaştığı görülmüştür. Denemeler sonucu kül içerikleri incelendiğinde, hidrokömürün kül içeriğinin sıcaklıkla azaldığı; biyokömürün kül içeriğinin ise sıcaklık ve reaksiyon süreleriyle doğru orantılı olarak arttığı gözlenmiştir. Biyokömürleştirme ürünlerine üst ısıl değer, enerji verimi, atomik O/C ve H/C oranları açısından benzer nitelikte katı yakıtların, hidrotermal karbonizasyon yöntemi ile daha düşük sıcaklıklarda ve kurutma prosesine gerek kalmadan üretilebileceği gözlenmiştir.
Birleştirilmiş rejeneratif PEM yakıt hücresi stağı geliştirilmesi
Bu çalışmada, hem elektrolizör hem de yakıt hücresi modunda çalışabilen Birleştirilmiş Rejeneratif Proton Değişim Membranlı Yakıt Hücresi (BR-PEMYH) deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Teorik çalışmada, BR-PEMYH'de meydana gelen ısı transferi, kütle transferi, akış ve kimyasal reaksiyonlar için 3 boyutlu bir matematiksel model geliştirilmiştir. Proses parametrelerine bağlı olarak iki fazlı akışa geçişi ve fazların davranışlarını içeren model nümerik olarak çözülmüş ve deneysel veriler ile valide edilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında ise önce 5 cm2 aktif alana sahip hücreler test edilmiş, buradaki optimize edilen sonuçlar kullanılarak endüstriyel boyutlara (100 cm2) taşınmış daha sonra stak haline getirilmiştir. Sistemin performansını arttırmak için optimum akış ve ısı transferi koşulları incelenmiş olup sıcaklığın ve cıvata sayısının diğer proses parametrelerine göre performans üzerine etkisinin önemli olduğu görülmüştür. BR-PEMYH bileşenlerinin malzeme seçimleri, kalınlıkları, sıkıştırma kuvveti, sızdırmazlık elemanları ve kullanılan cıvata sayısı gibi parametreler için optimum koşullar belirlenmiştir. Ticari olarak satın alınan tersinir membran elektrot grubu (MEG) üzerinde yapılan modifikasyon çalışmaları ile 100 cm2'lik tek hücrede elektrolizör modunda %17,13, yakıt hücresi modunda %16,98; stakta ise elektrolizör modunda %16,96, yakıt hücresi modunda ise %16,81 oranda bir iyileşme elde edilmiştir.
Mathematical programming approaches for a generation expansion planning problem in a carbon-constrained environment
In this thesis, we study a Generation Expansion Planning (GEP) problem in a carbon-constrained environment from the perspective of a private electricity generating company. The company plans to enter the partially regulated electricity generation market, in which carbon emission permits are traded. Hence, the government requires the company to obey a limit for the total carbon emission. The company determines the amount of installed capacity for diff erent types of power plants, which may or may not include carbon capture and storage (CCS) technology over a predetermined planning horizon. The company's aim is to maximize the net present value of the total pro fit. The market and the company have some restrictions on the investments. The amount of installed capacity is limited by a maximum and a minimum value for each period for all power plant types. The government constrains the market share of the company in order to prevent monopoly. On the other hand, the company aims to reach certain levels of market share at certain time periods. Moreover, the company restricts the percentage of each type of power plant investments in the portfolio by some upper bound to distribute the investment risk. We first formulate the problem as a deterministic mixed integer linear programming model assuming that all data are known in advance and fi xed. Then, we use multi-stage stochastic programming approach to include uncertainties in the parameters. We implement these models for a hypothetical company operating in Turkey. We apply sensitivity analysis in our deterministic model to determine the eff ects of parameters on the optimal decision. Then, in stochastic model, we analyze the problem by creating scenarios for uncertain parameters.
Kripto para, enerji tüketimi ve karbon emisyonu arasındaki ilişkinin analizi
Bu çalışma, kripto para madenciliğinin enerji tüketimi ile karbon emisyonu arasındaki ilişkiyi zamansal ve nedensel bağlamda analiz etmeyi amaçlamaktadır. Kripto paraların özellikle "Proof of Work" (PoW) konsensüs mekanizmasıyla çalışan sistemlerde yüksek enerji tüketimine yol açtığı ve bu durumun çevresel sürdürülebilirlik açısından ciddi sorunlara neden olduğu literatürde sıkça vurgulanmaktadır. Ancak mevcut çalışmalar çoğunlukla enerji tüketimi ve karbon salımı arasındaki ilişkiyi statik modellerle değerlendirmekte; zaman-frekans temelli değişkenlik ve dışsal risk faktörlerinin etkisini göz ardı etmektedir. Bu bağlamda tez, söz konusu ilişkiyi daha derinlemesine anlamak ve mevcut literatürdeki metodolojik boşlukları gidermek üzere yapılandırılmıştır. Araştırma kapsamında, 2010–2021 dönemine ait günlük frekansta Bitcoin enerji tüketimi, karbon emisyonları, hash rate, kripto para fiyatları, piyasa volatilitesi (VIX), jeopolitik risk endeksi (GPR), ekonomik belirsizlik endeksi (EPU) ve iklim riski (PRI) gibi değişkenlerden oluşan geniş kapsamlı bir veri seti kullanılmıştır. Analizlerde zaman-frekans düzeyinde ilişkiyi ölçmek amacıyla Wavelet Transform Coherence (WTC) yöntemi; çoklu dışsal değişkenlerin enerji tüketimi üzerindeki etkisini tahmin etmek amacıyla ise Nonlinear Autoregressive with Exogenous Inputs (NARX) modeli uygulanmıştır. Elde edilen bulgular, enerji tüketimi ile karbon emisyonu arasında uzun vadeli ve pozitif yönlü anlamlı bir ilişki olduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca, jeopolitik ve ekonomik risk göstergeleri ile iklim riskinin, enerji tüketimi üzerinde anlamlı etkileri bulunduğu ve bu dışsal faktörlerin enerji-emisyon ilişkisini dönemsel olarak yönlendirdiği tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, yalnızca teknik değil, aynı zamanda ekonomik ve politik düzlemde de çevresel etki analizinin yapılması gerektiğini göstermektedir. Tez, çoklu değişkenli ve zamana duyarlı modellerle gerçekleştirdiği analizlerle hem akademik literatüre özgün bir katkı sunmakta hem de çevresel sürdürülebilirlik politikaları açısından bütüncül değerlendirme imkânı sağlamaktadır.
Bina enerji modellemesi yöntemiyle konut yapısı enerji analizi: Ankara Yeşiltepe yapı kooperatifi örneği
Teknolojik gelişmeler, üretim hızını artırırken enerji kaynaklarının hızla tükenmesine ve çevresel etkilere yol açmaktadır. Bu nedenle enerji etkin yapı tasarımı, sürdürülebilir bir çevre için önemlidir. Enerji etkin yapı tasarımında yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek, iklime uygun ve pasif iklimlendirme prensiplerine uygun tasarım yapmak, dönüştürülebilir malzemeler kullanmak, yerel malzemeleri tercih etmek önemlidir. Nüfusun hızla artışıyla birlikte konut ihtiyacı da hızla artarken, konutlarda enerji etkin tasarım önlemleri almak gereklidir. Konut tasarımında güneş ışığından faydalanarak ısıtma, soğutma ve aydınlatma enerji yükünü azaltacak kararlar alınmalıdır. Enerji etkin yapı tasarımında, yapı sektöründeki teknolojik gelişmelerden faydalanılmaktadır. Yapı Bilgi Modellemesi (BIM) ile yapıların inşaat ve işletme süreçleri sanal ortamda simüle edilmektedir. Bina Enerji Modellemesi (BEM) ise BIM modeline enerji verilerini yükleyerek oluşturulmaktadır. BEM, bina geometrisi, iklim verileri, yapı malzemeleri ve mekanik-elektriksel sistemlerin analizini gerçekleştirerek enerji performansını en iyi şekilde değerlendirmektedir. Çalışmanın amacı, enerji etkin olmayan mevcut konut yapılarının enerji performansını analiz etmek ve enerji etkin iyileştirme yöntemleri önermek için BEM yöntemiyle simülasyon yazılımlarını kullanmaktır. Çalışma kapsamında seçilen Ankara Yeşiltepe Yapı Kooperatifi 1. bloka ait geometri, iklim, konum, aktivite, mekanik ve elektrikli sistemler gibi veriler BEM yöntemiyle modellenerek enerji analizi yapılmıştır. Güncel durumun enerji analizinde ortaya çıkan sonuçlar neticesinde enerji etkin iyileştirme senaryoları kurgulanarak teker teker bu senaryoların güncel durumla karşılaştırılması yapılmıştır. Son olarak ise bütün iyileştirme senaryoları uygulanarak yapıda ne kadarlık bir enerji verimliliği sağlandığı ortaya konmuştur. Yapılan çalışmada alınan önlemler ile ısıl konfor koşulların iyileştirilebileceği, ısıtma enerji tüketiminin büyük ölçüde azaltılabileceği, fotovoltaik panellerin kullanımıyla alternatif elektrik enerjisinin binaya entegre edilerek aydınlatma gibi enerji yüklerinin karşılanabileceği ortaya konmuştur.