8
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Bor ilavesinin perlit esaslı ısı yalıtım malzemelerinin ısıl ve mekanik özelliklere etkisi
Teknolojik gelişmeler ve malzeme bilimimdeki ilerlemeler günlük hayatımızı kolaylaştıracak birçok malzemeyi kullanıma sunmaktadır. Kullandığımız bu malzemelerin birçoğu kolay şekil verilebilir, ucuz ve ham petrolün yan ürünleri olarak elde edilen hidrokarbon polimerleridir. Binalarımızda ısı yalıtımı yönteminden faydalanarak enerji tasarrufu sağlama amacıyla kullandığımız bu polimerler yanmaya karşı son derece dayanıksız olup olası bir yangın durumunda insan hayatını tehlikeye atabilecek şartlar oluşturabilmektedir. Bu çalışmanın amacı binalarımızda ısı ve ses yalıtımı sağlaması amacıyla kullanılan ve stirenden oluşan hidrokarbon polimerlerinin yerine geçebilecek ve ülkemizde bol bulunan bor bileşikleri ilavesinin perlit esaslı ısı yalıtım malzemesinin mekanik ve ısıl özelliklerine etkisini belirlemek ve bu alanda yapılan çalışmalara katkı sağlamaktır. Laboratuvar ortamında geliştirilen numunelere uygulanan testler sonucunda mekanik özelliklerde iyileşmeler görülmüştür. Malzemenin birim hacim ağırlık değerinde maksimum %34'lük bir artış sağlanırken tek eksenli basınç dayanımında %50, üç nokta eğme testinde %49 ve ısıl iletkenlik katsayısında maksimum %24'lük bir artış sağlanmış ve bu artışın olduğu numunenin ısıl iletkenlik katsayısı 0,066 W/mK olmuştur. Yanmazlık tutuşmazlık testi sonucunda ise 5 dakika boyunca pürümüz alevine 5 cm uzakta tutulan malzemelerin termal kamera görüntülerinde bir tarafı 900 C dereceyi bulurken diğer tarafı 38,6 C derecede kalmaktadır.
Boron dipirin türevlerinde ışık hasatı ve etkin enerji transferi ve boyar madde uyarımlı güneş pillerinde potansiyel kullanıma yönelik türevlendirme
In bichromophoric supramolecular systems light is harvested by antenna components and excitation energy is channeled into an acceptor component. We have designed and synthesized novel energy transfer cassettes which are based on boradiazaindacene (BODIPY) units. Facile synthesis of long wavelength absorbing distyryl BODIPY dyes has been applied successfully in this study. In the first part of the thesis, efficient energy transfer from energy donor BODIPYs to long wavelength absorbing distyryl BODIPY core was demonstrated. To observe the antenna effect quantitatively, we have designed the cassettes with an increasing number of energy donor components. Based on these observations, in the second part of the thesis, we have introduced a light-harvesting photosensitizer for dye-sensitized solar cell (DSSC) purposes. The target molecule absorbs in visible and near-IR region and energy transfer is demonstrated successfully. Our design appears to be highly promising for DSSC.
Bir binanın ısıtma ve soğutma sistemlerinin enerji etüdü
Bina otomasyonu ve verimlilik analizi tek boyutlu bir kavram olmayıp uzun ve detaylı hesaplamalar gerektiren ve bunların uygulamalarını içeren bir mühendislik sürecidir. Gitgide yaygınlasan akıllı binalarda mühendislerin bu zahmetli ise soyunmaları ise enerjinin ve insan konforunu birinci önem sırasına tasıyan dünyamızda zorunluluk halini almaktadır. Otomasyon projenin hesaplanan değerleri ile uygulamada ortaya çıkan sonuçların doğru etüt edilmesi ile isletme maliyetlerinin asgariye indirilmesi bu tezin konusu olarak ele alınmıstır. Otomasyon sistemimizde ele alınan VRV Sistemleri gün geçtikçe yaygınlasan uygulama süreci kolay, kurulum maliyetleri düsük, isletme maliyetleri orta seviyede bir sistemdir.
İyileştirilmiş yüzeyler arasında taşınımla ısı geçişinin sayısal incelenmesi
Levhalı ısı değiştiricilerinin esasını oluşturan dalgalı yüzeyli iki levha arasında ısı geçişi ve basınç düşüşü sayısal olarak incelenmiştir. Levhalı ısı değiştiricileri paralel şekilde yerleştirilmiş dalgalı yüzeyli levhaların bir araya getirilmesiyle oluşturulur. Levhalar arasındaki dalgalı geometri sayesinde akış esnasında akışkanın yönü ve hızı sürekli olarak değişmekte, bu sayede, ısı geçişini arttıran türbülanslı akışlara düşük Reynolds sayılarında ulaşılabilmektedir.Bu çalışmada tam gelişmiş akış ve sabit yüzey akısı için, daralan-genişleyen levhalar arasında akmakta olan havanın ısı taşınım katsayısı ve basınç düşüşü sayısal olarak incelenmiştir. Levhaların ısıl bir modeli yapılmış ve bu model, sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapan ANSYS yazılım programı, Sayısal Akışkanlar Dinamiği Modunda (CFD) kullanılarak ısı taşınım katsayısı ve basınç düşüşü hesaplanmıştır. Bulunan sayısal sonuçlar, deneysel verilerle karşılaştırılmış ve sonuçların uyum içinde olduğu gözlenmiştir.
Küresel ısınmadan kaynaklanan dış hava sıcaklık değişimlerinin incelenmesi
Dış hesap sıcalıklarının değişiminin araştırıldığı bu çalışmada; yeni dış hesap sıcaklıklarıyla birlikte, etkilerinin ve tasarruf potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Dış hesap sıcaklığı hesaplama yöntemlerinin örneklerle verildiği çalışmada; yaygın olarak kullanılan Amerikan, Alman ve ülke şartlarına göre önerilen yeni dış hesap sıcaklığı hesap yöntemleri ve sonuçları birbiriyle kıyaslanmıştır. Yeni hesaplanan sıcaklıkların uygulmaya geçirilmesiyle sağlanacak kazançlar detaylıca anlatılmıştır.
Yenilenebilir enerji sistemlerinde harmonik analizi
Güç devrelerine bağlanan bazı elemanlar özelliklerine bağlı olarak sinüsoidal dalga şeklini bozar ve bu sebeple sapmalar oluşturabilmektedir. Tam sinüsoidalden sapma harmonik olarak ortaya çıkar. Harmoniğin ortaya çıkmasının başlıca sebebi elektrik ve manyetik devrelerde lineersizliktir. Kaliteli elektrik enerjisinden bahsedebilmek için şebekenin belirlenen bir noktasında gerilimin, akımın, frekansın ve genliğin nominal değerinde kalması, dalga şeklinin ise tam sinüs biçiminde olmasıdır. Bu ifadenin tam tersi ise enerjinin kalitesiz olduğunu gösterir ve bunlar; dalga şeklinin sinüsten uzaklaşması, frekans değişimleri, gerilimin genliğindeki değişmeler, enerji kesintileri, gerilimdeki darbeler, gerilimin DC bileşen içermesi, üç fazdaki fazlar arası dengesizliklerdir. Enerji kalitesini daima çıkıştaki yükler ve alıcılar sinüs dalga şeklini bozararak etkiler. Elektrik enerjisi üretimini ve dağıtımında enerji kalitesi tüketiciler açısından son derece önemli bir unsurdur. Bu sebeple harmoniksiz enerji üretimi yapmak veya tasarlamak yeni ve gelişen teknoloji ile yapmak mümkündür. Yenilenebilir enerji kaynakları ile yapılan enerji üretiminde bazı sıkıntılar yaşanabilmektedir (Güneş enerji sistemlerinde güneş ışınlarının sürekli olmayışı ve ısı… gibi). Yenilenebilir enerji sistemlerinde denetim sisteminin cevabının gecikmesi, bozuk ve harmonikli enerji üretimi gibi sorunlar bu tezde giderilmeye çalışılmıştır. Öncelikle güneş enerji sisteminden elektrik enerjisi üretilmiş ve bu enerjinin şebeke gerilimine cevap süresi minimize edilmiştir. Üretilen bu enerji filtreler yardımıyla harmonik seviyeleri düşürülmüş kabul edilebilir seviyelerde tutulmuştur. Ayrıca sistemin çıkışından yaklaşık 50kW seviyesinde enerji çekilebilmektedir. Sistemi denetleyen kısımda ise klasik PID yanı sıra kesirli PID kullanılarak kıyaslama yapılmış en uygun çözüm yöntemi bulunmuştur.
Fosil yakıtlardan karbon yakalama ve depolama sistemleri kullanılarak düşük karbonlu hidrojen üretimi
Bu tez çalışması, fosil yakıtlardan hidrojen üretim yöntemlerini teknik, ekonomik ve çevresel boyutlarıyla değerlendirerek, hidrojen ekonomisinin gelişimine katkı sunacak stratejiler ortaya koymayı amaçlamaktadır. Geleneksel buhar reformasyonu ve doğalgazın yüksek sıcaklıkta hidrojen ve karbona ayrıştırılması yöntemleri ele alınarak, karbon yönetimiyle entegrasyonları incelenmiştir. Özellikle düşük karbon salınımlı veya karbon nötr hidrojen üretim yöntemlerinin uygulanabilirliği ve sürdürülebilir enerji dönüşümüne katkıları değerlendirilmiştir. Çalışmada, buhar reformasyonu yöntemi, karbon yakalama ve depolama (KYD) teknolojileriyle birlikte ele alınarak maliyet ve verimlilik açısından incelenmiştir. Ayrıca, doğalgazın yüksek sıcaklıkta katalitik olarak hidrojen ve karbona ayrıştırılması süreci ve yan ürün olarak üretilen karbonun sanayi sektörlerinde kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Buhar reformasyonunun KYD ile entegre edilmesi karbon salınımlarını azaltabilmekle birlikte, bu sürecin yaygınlaşmasının önünde ekonomik ve altyapısal zorluklar bulunmaktadır. Diğer yandan, fosil yakıtların yüksek sıcaklıkta hidrojen ve karbona ayrıştırılması yöntemi, karbon depolama ihtiyacını azaltarak ekonomik bir alternatif sunmaktadır. Kısa ve orta vadede hidrojen üretiminde fosil yakıtlar önemli bir rol oynayacak olsa da, uzun vadede yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim hedeflenmelidir. Türkiye'nin mevcut doğalgaz altyapısı hidrojen üretimi ve dağıtımı için önemli bir temel sunmaktadır. KYD teknolojileriyle entegre hidrojen üretimi, Türkiye'nin karbon emisyonlarını azaltma hedeflerine katkı sağlayabilir. Yan ürün olarak üretilen karbon, sanayi, tarım ve enerji sektörlerinde değerlendirilerek ekonomik fayda sağlanabilir. Ayrıca, orta vadede hidrojen üretiminin artırılması, enerji arz güvenliğini sağlamaya ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmaya yardımcı olabilir.
Fotovoltaik (PV) panellerde verim artırma yöntemlerinin incelenmesi
Dünya üzerindeki nüfusun hızla artması ve teknolojideki hızlı gelişmelere bağlı olarak yeryüzündeki enerji kaynakların hızla tükenmesi ayrıca fosil yakıtların insan sağlığına ve çevreye olumsuz etkileri alternatif enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu kılmaktadır. İşte bu noktada doğal enerji kaynakları içerisinde dünya için en önemlisi olan güneş enerjisinden maksimum düzeyde faydalanmak için fotovoltaik paneller dediğimiz teknolojik sistemler geliştirilmekte ve bu sistemlerden en iyi şekilde faydalanmak için çalışmalar yapılmaktadır. Fotovoltaik sistemler güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren güneş enerjisi ile çalışan pillerden oluşur. Enerji tasarrufu ve çevresel kaygılar nedeniyle PV ve PV/T sistemleri büyük öneme sahip olmuştur. Bu sistemlerdeki gelişmelerin enerji tasarrufu, daha temiz yaşanılabilir bir çevre için büyük öneme sahip olacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada genel olarak PV panellerin verimlerinin artırılması ile ilgili denenen yöntemler üzerinde geniş kapsamlı bir araştırma yapılmış olup verim artırma yöntemlerinin neler olduğu, hangi yöntemler üzerinde durulduğu uygulama teknikleri ve sonuçları derlenip sunulacaktır. Böylece PV panellerde verim artırma yöntemlerini genel hatlarıyla açıklayan bir tez çalışması oluşturulmuştur.