Enerji depolama
53 theses under this subject heading
Ortak enerji depolama sistemlerinin elektrik güç sistemlerinde talep cevabı konsepti için kullanılması
Gelecekte başta elektrikli taşıma olmak üzere elektriksel yüklerin daha da artacağı tahmin edildiğinden, güç sistemlerinde ciddi problemler meydana gelme ihtimali söz konusudur. Bu durum yenilenebilir enerji kaynaklarını barındıran bir güç sistemine gereksinimi arttırmaktadır. Fakat bu kaynaklar doğası gereği değişken güç üretimlerine sahiptirler ve güç sistemlerine entegre edildiklerinde birçok problem ile karşı karşıya kalınmaktadır. Bu zorluklar enerji depolama sistemleri ile etkili bir şekilde çözülebilir. Enerji depolama sistemlerinin türünün seçimine gelindiğinde ise; birçok ülkede yer alan mevcut büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinden ve küçük boyutlu enerji depolama sistemlerinin bireysel kullanımından farklı olarak, bir grup tüketiciye hizmet eden bir ortak enerji depolama sisteminin kullanılmasının ekonomik açıdan daha uygun olacağı görülmektedir. Ortak enerji depolama sistemi bir şebekede bölgesel ve yerel uygulamalar olmak üzere birçok amaç için kullanılabilir. Aynı zamanda PV ve rüzgâr güç üretim santralleri ile kolaylıkla entegre olabilmektedirler. Bu çalışmada baralara ortak enerji depolama sistemlerinin yerleştirildiği bir AC güç şebekesinin Karışık Tamsayılı Doğrusal Programlama (Mixed Integer Linear Programming – MILP) modeli sunulmuştur. Oluşturulan model General Algebraic Modeling System (GAMS)'de modellenmiştir. Çalışmada amaç fonksiyonu, aktif güç kayıplarının minimize edilmesi şeklindedir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, ortak enerji depolama sistemlerinin kullanımı ile pik saatlerde şebekeden enerji talebinin düştüğü ve toplam şebeke kayıplarının azaldığı görülmüştür. Ortak enerji depolama sistemleri pik enerji talebinin olduğu periyotlardan önce şarj olmuştur. Pik periyotlarda ortak enerji depolama sistemlerinin enerji durumlarının azaldığı ve sisteme enerji tedarik edildiği görülmüştür.
Sodyum iyon bataryalar için kobalt-manganez-demir oksit katotların üretimi ve batarya performansının incelenmesi
Bu tez çalışmasında Na0,67Mn0.5-xCoxFe0,43Ti0.07O2 bileşiğinini üretimleri gerçekleştirilmiş ve bu yapıya sırasıyla x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 oranında Co elementi katkılanarak 2 gr'lık katot toz malzemeleri geleneksel katı-hal reaksiyon yöntemine göre üretilmiştir. Üretilen örnekleri yapısal analizleri sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımı X-Işını (EDX) analizleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan malzemelere Na-iyon bataryalarda katot aktif malzemelerinin üretiminde kullanılmış ve buton tipi CR2032 hücreler kullanılarak batarya özellikleri incelenmiştir. Üretilen bataryala hücreleri ile elektrokimyasal analizler gerçekleştirerek bataryaların performansları araştırılmıştır. Tez çalışması kapsamında Na metali kullanılarak yarım hücre testleri için Döngüsel Voltametri (CV), Empedans Spektroskopisi (EİS), çevrim performans ölçümleri ve Şarj/Deşarj oranı (C-Rate) ölçümleri alınmıştır. Elde edilen batarya test sonuçları değerlendirildiğinde Co katkılanması ile birlikte elettrokimyasal özelliklerin ciddi bir şekilde değiştiği ve kapasitenin azaldığı bulunmuştur.
Makro kapsüllenmiş bir tarafından ısıtılan dirençlerde erime katılaşma davranışının sayısal incelenmesi
Faz değişimli ısı transferi, mühendislik uygulamalarında giderek artan eğilimde yer bulmaktadır. Güneş enerjisi sistemleri, bu uygulamalardan birisidir. Günün zamanı içerisinde gün ışığının kesikli olması özellikle ısıl enerjinin depolanması hususunda alternatif yöntemlerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, makro FDM kapsüllenmiş farklı geometrilerin kanal içerisindeki zorlanmış taşınım ısı transferine ve ısı depolama performansına etkisi incelenmiştir. Çalışma kapsamında kanal açısı, akışkan giriş sıcaklığı, Reynold sayısı, yüzey ısı akısı ile birlikte makro FDM kapsüllenmiş dirençler, sayısal olarak analiz edilmiştir. Isıl depolamalı dirençlerin uzunluk oranı, görüş oranı olarak belirlenmiş, görüş oranına bağlı olarak T şeklinde (AR=0.34, AR=0.67) ve dikdörtgen şeklinde (AR=1) olarak tasarlanmıştır. Reynold sayısının 4.000 ile 15.000 aralığında, türbülanslı akış rejiminde inceleme gerçekleştirilmiştir. Ayrıca hava giriş sıcaklığı 12°C ile 20°C aralığında, yüzey ısı akısı ise 500 W/m² ile 1200 W/m² arasında değiştirilmiştir. Direnç açısı ise 30°,60° ve 90° olacak şekilde gözönüne alınmıştır. Isı depolama malzemesi olarak kalsiyumklorürhekzahidrat (CaCl₂6H₂O) kullanılmıştır. Sayısal modelleme deneysel çalışmalardan elde edilen verilere göre doğrulanmıştır. Sayısal modelleme sonuçlarına göre, kanal ısı transferinin yüzey ısı akısı, kanal açısı, Reynold sayısı ve hava giriş sıcaklığı ile doğru orantılı, makro FDM kapsüllenmiş direnç görüş oranı ile ters orantılı olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bulguların nitelik ve özgünlük açısından literatüre önemli katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir. Elde edilen verilere göre kanal ısı transferinin artması depolanan ısı miktarının azalmasıyla sonuçlanmaktadır. Ayrıca direnç yüzey alanının artması, erime-katılaşma hızını önemli oranda etkilemekte özellikle katılaşmayı büyük oranda hızlandırmaktadır.
Neredeyse sıfır enerjili bir binanın sayısal, deneysel ve termodinamik analizi
Bu tez çalışması kapsamında, neredeyse sıfır enerjili bina konsepti doğrultusunda tasarlanmış ve inşa edilmiş deneysel bir yapının; yarı saydam fotovoltaik (PV), fotovoltaik-termal kolektörler (PV/T) ve faz değiştiren malzeme (FDM) destekli yerden ısıtma sistemleri, sayısal, deneysel ve termodinamik olarak kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Araştırmanın temel amacı, entegre yenilenebilir enerji sistemlerinin elektrik ve ısı üretim performansını ortaya koymak, iç ortam konforuna katkısını değerlendirmek ve enerji bağımsızlığı potansiyelini belirlemektir. Sistem, Elazığ ilinde gerçek iklim koşullarında bir yıl boyunca çalıştırılmış; ölçümler beş dakikalık aralıklarla alınmıştır. Elde edilen verilere göre, sistem yıllık 4335.8 kWh elektrik ve 8671 kWh ısıl enerji üretmiş, toplamda 3033 kWh'lik bir enerji tüketimi gerçekleşmiştir. Kış aylarında cephe kaplama sistemine entegre yarı saydam PV paneller sayesinde dış ortam sıcaklığına karşı iç mekânda pasif bir sıcaklık farkı oluşmuş ve bu durum, binanın soğuk iklim koşullarından korunmasını sağlamıştır. Ayrıca FDM destekli yerden ısıtma sistemi sayesinde, geçiş FDM etkisiyle FDM'siz duruma kıyasla iç ortam sıcaklığında 4 °C'ye kadar artış gözlemlenmiş; böylece ek enerji girdisi olmadan güneş destekli ısıtma sağlanabilmiştir. Sistem, yıllık bazda %143 oranında enerji öz yeterliliği sağlamıştır. PV'lerin ortalama enerji verimi %7.45; PV/T sistemin elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %35.4, toplam verimi %49.3'tür. Ekserjiye dayalı verimlilikler PV için %6.89, PV/T için elektrik verimi %13.9, ısıl verimi %9.4 olarak hesaplanmıştır. Enerji geri ödeme süresi 3.5 yıl, finansal geri ödeme süresi ise 8.9 yıl olarak belirlenmiştir.
Yönlendirilmiş enerji girdili katmanlı imalat uygulamasındaki parametrelerin proses ve ürün üzerindeki etkilerinin belirlenmesi
Üretilebilirlik kısıtlarını azaltmak için eklemeli üretim prosesi her geçen gün yaygınlaşmaktadır. Eklemeli üretim otomotiv, savunma&havacılık, tıp, enerji, ekipmanlar gibi çok farklı alanlarda kullanılmaktadır. Doğrudan Enerji Biriktirme (DED) prosesi ise eklemeli üretim alt dallarından birisidir. DED katmanlı üretim yönteminde nozuldan parça üzerine püskürtülen toz veya beslenen tel aynı zamanda lazer ile ergitilerek malzeme üzerinde katman katman yığılmaktadır. DED prosesi ile farklı topolojik özellikte ürünlerin üretimi, büyük yapıdaki kalıp gibi parçaların onarımları, mevcut parçalara aynı veya farklı malzemelerle yeni fonksiyonlar eklenmesi mümkündür. Bu çalışmada 316L-Si toz malzemesi kullanılarak lazer gücü (1300-1400-1500 W), lazer tarama hızı (8-9-10 mm/s) ve toz besleme miktarı (5.59-6.52-7.45 g/dk) parametreleri için Taguchi tablosu oluşturulmuştur. Bu deney tablosundaki parametrelerle tek katmanlı tarama için FLOW-3D® yazılımı ile analiz edilmiş, deneysel çalışmalarla üretimleri yapılmış ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla matematiksel modeli oluşturulmuştur. Sanal analiz çalışmaları ve deneysel çalışmalar sonucunda tek katmanlı tarama için genişlik, yükseklik, derinlik, dilution oranları ölçülerek birbirleri ile kıyaslanmıştır. Sanal analiz çalışmalarından elde edilen sonuçlarda parametre değişimlerine bağlı olarak taramalardaki sıcaklık dağılımları kıyaslanmıştır. İki nokta arasındaki soğuma hızları değerlendirilmiştir. Özgül enerji yoğunluğu (SED) ve toz besleme yoğunluğunun (PFD) tarama yüksekliği, genişliği ve derinliği ölçülerindeki etkileri incelenmiştir. Tarama yüksekliği üzerinde en önemli etkiye sahip parametre toz besleme hızı, tarama genişliğinde ise lazer gücüdür. Tarama derinliği için hem lazer gücü hem de toz besleme hızı kritiktir. En yüksek sıcaklık değerleri yüksek lazer gücü, düşük tarama hızı ve yüksek toz besleme miktarında görülmektedir.
Grafen oksit katkılı polianilin (PANI) ince filmlerin elektrokimyasal ve süperkapasitör özelliklerinin incelenmesi
Grafen oksit@polianilin/Fluor katkılı kalay oksit (GO@PANI/FTO) kompozit elektrotlar, elektrokimyasal depolama yöntemi ile üretildi. GO, Hummers metodu ile grafit tozlarından sentezlenmiştir. Elektrotların yüzey analizleri taramalı elektron mikroskopu (FESEM) ile incelenmiştir. Elektrotlarda bulunan fonksiyonel grupların varlığı Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile araştırılmıştır. Elektrotların Mott-Schottky (MS) analizleri yapılarak elektrotların enerji band yapıları tespit edilmiştir. Elektrotların yasak enerji aralıkları, ultraviyole-görünür spektroskopi (UV-VIS) ölçümleri ve Tauc yaklaşım metodu kullanılarak hesaplandı. Elektrotların elektrokimyasal ve enerji depolama özellikleri; dönüşümlü voltametri (CV), elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) ve galvanostatik şarj-deşarj (GCD) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Bu tezde, PANI/FTO elektrotlarının elektrokimyasal ve enerji depolama özelliklerini GO katkılama konsantrasyonunun nasıl değiştirdiği anlaşılması amaçlanmıştır. PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO elektrotlar için enerji bant aralıkları sırasıyla 2,53, 2,51, 2,50 ve 2,49 eV olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, saf PANI/FTO elektrotunun 0,3 A g-1'lik akım yoğunluğunda spesifik kapasitansı 158,0 F g-1, spesifik enerjisi 18,2 W h kg-1 ve spesifik gücü 118,8 W kg-1'dır. GO'nun katkılama konsantrasyonuna bağlı olarak, 2,0 A g-1'deki spesifik enerjiler saf PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO için sırasıyla 11,4, 13,6, 16,9 ve 23,1 Wh kg-1ve karşılık gelen spesifik güç değerleri ise 773,6, 980,0, 832,9 ve 857,8 W kg-1'dır. GO yüklemesi arttıkça PANI/FTO elektrotunun yük transfer direnci azalmaktadır. PANI/FTO, GO1@PANI/FTO, GO2@PANI/FTO ve GO3@PANI/FTO için 5000 şarj-deşarj döngüsünden sonra elde edilen kapasitans tutma değerleri sırasıyla %62, %63, %77 ve %84'tür.
Thermal performance of solar assisted heat pump system with underground energy storage tank for swimming pool heating
In this study, utilizing a renewable energy system was proposed to eliminate conventional sources used for swimming pool heating applications. The proposed configuration mainly consisted of solar collectors, a buried energy storage tank, a ground source heat pump and a private swimming pool with and without a natural gas-fired boiler. Special computation techniques were used to provide the solution of transient heat transfer around the storage tank. Two analytical models were developed by using MATLAB software in order to predict the temperature of storage media and the most suitable heating system parameters offering a reasonable heating performance year round as well as to evaluate different performance parameters of the system up to ten years of heating process. In response to such objectives, the typical meteorological data of Gaziantep city was embedded into the developed computer program. The results of the heating system without boiler showed that when the area of the pool was simulated at 50 m2, the underground storage tank volume equated to 300 m3, while the collector area became 100 m2, and the periodic operation was equal to 6 years. On the other side, the incorporation of boiler has allowed to reduce the area of solar collector and volume of TES tank by about 40% and 33%, respectively. The study also predicted the periodic operation performance of proposed systems. The economic analysis showed that the cumulative solar savings of heating system without boiler higher than that of with boiler.
Fabrication and characterization of composite electrodes for the hybrid / electric vehicles applications
In recent years, significant research effort has been made in the automobile industry to reduce gas emissions. In this respect, developing energy storage materials for electrical vehicles, such as fuel cells, lithium-ion batteries and supercapacitors received great attention. In this thesis, various electrodes, electrolytes and current collectors were produced to investigate their usability and performance in supercapacitor applications. Electrodeposition and thermal oxidation methods were used to coat metallic surfaces and obtain Ni, Sn and Cu-based modified electrodes. To test their performance, modified electrodes were cycled in non-aqueous (ionic liquid) and aqueous (neutral, alkaline and acidic) electrolytes. Metal oxide-based electrodes were grown via cathodic coating from an ionic liquid on a steel current collector. The chemical properties and morphology of the films were examined with respect to changes in the applied voltage. Asymmetric flexible supercapacitors were fabricated using the modified electrodes and nonwoven graphite (textile) electrodes. The corrosion/deterioration behavior of the stainless-steel current collector was studied by comparing the performance of annealed and untreated steel mesh electrodes after polarization in different electrolytes. These studies indicated that electrodes produced by inexpensive methods show remarkable potential for use in automobile applications
Energy storage technologies and their contribution to damping of low-frequency oscillations within the context of renewable energy sources
This thesis investigates the potential benefits of superconducting magnetic energy storage (SMES) systems and battery energy storage systems (BESS) to mitigate low-frequency oscillations in power systems with renewable energy sources integration, such as photovoltaics and wind energy conversion systems. The proportional integral derivative (PID) controller and fractional-order PID (FOPID) controller are proposed as contributor controllers for the SMES and BESS systems. The parameters of the PID and FOPID controllers are optimized using the particle swarm optimization method. Both inter-area oscillation and local area oscillations are considered in this work. The case studies are conducted in a multimachine power system with multiple renewable energy integration and energy storage systems to verify the designed controllers. The dynamic performances of the designed controllers are presented and compared in detail. The studies are carried out by both time-domain analysis and eigenvalues analysis methods. The results show that the FOPID controller is superior to the classical PID controller.
Termal enerjinin yer altında depolanması ve toprak kaynaklı dikey borulu ısı pompalı sistemler için ekserji analizi
Termal enerjinin depolanması (TES) temelde enerjinin daha sonra kullanılabilmesi için geçiciolarak depolanmasıdır. Duyulur (yeraltında termal enerji depolama) ve gizli (faz değiştirenmaddeler) ısı olarak başlıca iki tip termal enerji depolama sistemi bulunmaktadır. Yeraltındatermal enerji depolama sistemleri bu çalışmada üç gruba ayrılarak tanımlanmıştır:? Akiferde termal enerji depolama (ATES)? Kanallarda termal enerji depolama (BTES)? Çukur ve oyuklarda termal enerji depolama (CTES)Bu çalışmada, İstanbul'da bulunan bir konut için dört farklı soğutucu akışkan kullanılarak ısıpompalı BTES sistemi tasarlanmıştır. Sistem hem ısıtma hemde soğutma işleminigerçekleştirmektedir. Öncelikle ısı yalıtım, ısı kaybı ve ısı kazancı hesapları yapılarak toprakısı değiştircisi boyları belirlenmiştir. Daha sonra; kütle, entropi ve ekserji denge bağıntılarıçıkarılarak ısı pompası ile BTES sistemi için uygulanmıştır. Sistemin performanskarakteristikleri enerjik ve ekserjik yönleri bakımından değerlendirilmiştir.Yapılacak analizler sonucunda amaç, sistemde yer alan komponentlerin kullanılabilirenerjilerindeki kayıplarını, kullanılan soğutucu akışkanların bu kayıplara olan etkisinigöstermektir.
Kritik alt sistemlerin güç kaynağı için güneş enerjili izole DC-DC flyback konvertör tasarımı
Fotovoltaik güneş panelleri kullanılarak elektrik enerjisi üretimi yapılan birçok uygulamada sistemi yönetmek, güvenliği ve sürdürülebilirliği sağlamak ve veri depolamak gibi kritik öneme sahip işlevler için katma değeri yüksek elektronik sistemler kullanılmaktadır. Kritik altsistemler olarak adlandırabileceğimiz bu yapı, genel sistemde meydana gelebilecek hata durumlarından mümkün olduğunca az etkilenen, elektriksel olarak yalıtılmış, kararlı ve sürekli çalışabilen bir besleme ünitesine ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışma kapsamında güneş temelli fotovoltaik uygulamaların önemli ve pahalı altsistemleri için geniş giriş aralığında çalışabilen, izole edilmiş, güvenilir ve verimli DC-DC güneş temelli fotovoltaik bir besleme ünitesi tasarımı hedeflenmiştir. Bu ünite mikro denetleyici veya farklı amaçlar için pahalı kontrol ve depolama elemanları içeren kontrol sistemlerini 50W güç değerine kadar kararlı ve dengeli olarak besleyebilecek özelliktedir. Bu tasarım geniş çalışma alanı ve önemli altsistemlerin emniyetinden dolayı, yüksek verimli, izole flyback konvertör topolojisi ile birlikte tasarlanmıştır. Bununla birlikte tasarım güneş panellerinde oluşabilecek enerji kesintilerine ve arızalarına karşı kendi enerji depolama birimini ve çıkış geriliminin kararlılığını sağlaması için bir yükseltici konvertör de içermektedir. Bu amaç doğrultusunda, süper kondansatör ve elektrolit kondansatör depolama elemanları kullanılarak, hibrit kondansatör temelli, hiyerarşik düzende enerji akışına göre birbirini tetikleme mantığı ile çalışan sade ve kararlı bir depolama ünitesi tasarlanmıştır. Geniş giriş gerilimi aralığına uygun transformatör ve flyback konvertör tasarımı hazırlanıp, hibrit kondansatör depolama ünitesi ile uyumlu hale getirilmiştir. Depolanan enerjinin kararlı ve verimli bir şekilde ünite çıkışına aktarılması için ayrı bir gerilim düzenleyicisi tasarlanarak üniteye dahil edilmiştir. Bu kapsamda oluşturulan sistem, bütünüyle fotovoltaik güneş enerjisi temelli sistemlere özgü izole yapıda tasarlandığı için bu sistemlere yönelik kendi depolama birimini içeren kesintisiz güç kaynağı modeli olarak literatürde yerini alacaktır. Tasarlanan ünite geniş girdi alanı, düşük maliyet ve daha az karmaşık yapıda olması dolayısıyla literatürde mevcut olan çalışmalardan daha avantajlıdır. Çalışma kapsamında tasarlanan sistem, özellikle enerji depolama ünitesi, farklı çevresel şartlar ve amaçlara uygun olarak geliştirilebilir olması nedeniyle ileriki çalışmalara ışık tutacak niteliktedir.
Doğrudan enerji biriktirme yönteminde değişken takım yolunun malzeme özelliklerine etkisi
Eklemeli imalat (AM), sağladığı tasarım esnekliği, geleneksel yöntemlerle elde edilen parçalara yakın mekanik özelliklerin sağlanması ve tedarik sürelerini kısaltması nedeniyle birçok endüstride tercih sebebi olmaktadır. Doğrudan enerji biriktirme (DED), eklemeli imalatın bir çeşididir ve lazer metal biriktirme (LMD) DED prosesinin bir alt kolu olarak kabul edilmektedir. Bir nozülden beslenen toz malzemeyi ergitmek ve biriktirmek için lazer enerjisini kullanmaktadır. Bu tez çalışması, PH -13-8 Mo paslanmaz çelik tozu kullanılarak S şeklindeki numunelerin üretilerek parametre optimizasyonu ve sonrasında 17-4 PH tozu kullanılarak blok numunelerin üretilerek takım yolu optimizasyonu çalışmalarını sunmaktadır. Enerji yoğunluğu kavramının elde edilen numune geometrisine etkisi, enerji yoğunluğunu doğrudan etkileyen proses parametrelerinin belirlenek S şeklinde tek sıralı numuneler üretilerek yapılmıştır. Sonuç olarak düşük enerji yoğunluğuna sahip parametreler kullanılarak S şeklindeki duvarların istenen yapıda olmadığı ve uygunsuz olduğu söylenebilir. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip parametrelerle ise daha uygun yapıda ve hacimsel olarak daha büyük yapıda numuneler elde edilebilmektedir. Ancak numunelerin geometrisi biriktirme boyunca ısıl birikme nedeniyle sabit kalmamaktadır ve değişken yapıya sahiptir. Herhangi bir enerji yoğunluğunda elde edilen numunelerde bu tür geometrik kusurlar görülebilmektedir. Bu türdeki kusurlar, hareket halindeki bir nozülden tozu ergitmek için yeterli ısı enerjisi elde edilemediğinde ortaya çıkmaktadır. Bu kusurun seviyesi enerji yoğunluğuna göre değişiklik göstermektedir. İlk deney tamamlandıktan sonra takım yolu stratejisinin malzeme kesitindeki sertlik ve gözenekliliğine etkisi PH-13-8 Mo paslanmaz çelik malzemesine benzer bir kompozisyona sahip 17-4 PH paslanmaz çelik malzemesi ile blok numuneler 2 farklı takım yolu strateji uygulanarak üretilmiştir. Değişken takım yolu stratejisi ile üretilen numuneler kesit boyunca daha daha fazla gözenekliliğe sahiptir ve sertlik açısından daha iyi sonuçlar sağlamıştır. Sabit takım yolu stratejisi ile üretilen numuneler ile değişken takım yolu stratejisiyle üretilen numunelere göre daha düşük gözenekliliğe sahip ve sertlik olarak daha düşük sonuçlar vermiştir. Gözeneklilik parça içerisindeki bulunma oranı ve büyüklüğü ile birlikte parçaların mekanik dayanımını düşürmekte ve parça isterlerinin sağlanmasını zorlaştırmaktadır. Bu sebeple eklemeli imalatla üretilen numuneler için minimum düzeyde gözenek oluşumu beklenmektedir. Aksi halde "HIP" gibi basınç altında ısıl işlem gerektiren ek proseslerle gözeneklerin azaltılması gerekmekte ve bu durum yüksek maliyetler yaratmaktadır.
Organik esaslı akış bataryalarının geliştirilmesi, kimyasal/elektrokimyasal karakterizasyonu ve performanslarının belirlenmesi
Dünyada artan nüfus ve teknolojiye bağlı olarak her geçen gün enerji talebi artmaktadır. Artan enerji talebinin karşılanması için karbon ayak izi yüksek enerji kaynakları kullanılmakta, bu durum çevre ve atmosfer kirliliği olarak insanlığa geri dönmektedir. Kirliliği önleyerek çevreyi temiz tutmak ve canlıların yaşamına olumsuz etki etmesini engellemek amacıyla, ekonomik açıdan da cazip olan yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) kullanımı artırılmaya çalışılmaktadır. Ancak YEK sürekli olmadığı için, örneğin güneş enerjisi panelleri ve rüzgar türbinleri gibi, üretilen enerjinin şebekeye entegrelerinde problemler olmakta ve üretilen enerji her zaman kullanılamamaktadır. Bu nedenle her alanda olduğu gibi yüksek enerji talebinin olduğu şehir şebeke elektrik enerjisinin de depolanmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Böylece depolanan enerji şebekeye belirli akımlarda aktarılabilecek ve YEK ile üretilen enerjinin sürekli olmadığı saatlerde de şebekeye enerji verilebilecektir. Ülkemizde de YEK'e ve enerji depolamaya verilen önem dünyada olduğu gibi her geçen gün yükselmektedir. Bu tezde şehir elektriğini depolamak amacıyla organik redoks akış bataryalarının kullanılması çalışılmıştır. Redoks akış bataryaları yüksek elektrik enerjisi depolama özelliklerine sahip bataryalardır. Sıvı elektrolitin akışı yoluyla enerjinin depolanması prensibine dayanan bu bataryalarda, enerji depolama miktarını artırmak için elektrolit miktarını artırmak yeterlidir. Elektrolit ise sulu veya susuz çözücü kullanarak hazırlanabilmektedir. Çözünen ise redoks tepkimelerinin gerçekleştiği elektroaktif bir organik malzeme olmalıdır. Tez kapsamında çeşitli organik malzemeler incelenmiştir. Bu organik malzemeler polianilin boronik asit (PABA), politiyofen boronik asit (PTBA), ferrosen disülfonik asit (FcDS), ferrosen - 1,4-disübstitüe 1,2,3-triazol (1,2,3-TAFc), ve 2,2,6,6-tetrametilpiperidin (TEMPOL) bileşikleridir. PTBA, PABA, FcDS, 1,2,3-TAFc organik malzemelerinin akış bataryalarında elektroaktif malzeme olarak kullanım potansiyelleri incelenmiştir. Farklı pH seviyelerindeki çözeltilerde yapılan testler ile ilgili organik malzemelerin elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. Sulu ortamda yapılan testlerde 1,2,3-TAFc bileşiği ile akış bataryası sistemi kurularak şarj/deşarj davranışı araştırılmıştır. İlgili organik malzemenin son derece kararlı olduğu tespit edilerek literatürde ilk defa başarılı bir şekilde batarya testleri gerçekleştirilmiştir. TEMPOL bileşiği ise akış bataryalarında elektrot olarak kullanılan grafit keçelerin performans testlerini gerçekleştirmek amacıyla kullanılmıştır. Grafit keçe elektrotlar grafen ile kaplanarak TEMPOL malzemesi ile test edilmiş ve performans değişimleri incelenmiştir.
Manganese based electrodes in alkaline and neutral electrolytes for flexible energy storage devices
Flexible electrodes have been researched for e-textile. Screens have been produced as flexible and commercially are available. However, flexible energy storage and conversion devices have not been produced and commercialised. The motivation of this study is to fabricate flexible electrodes for energy storage and conversion devices. The research focuses on the electrodeposition of manganese onto graphite substrates using deep eutectic solvents (DESs). The study aims to optimize electrode conditions (growth and cycling) to achieve electrodes with high electrochemical stability, extensive active surface coverage, and enhanced areal capacitance. The experimental approach involves the preparation of electrode from Ethaline solutions having MnCl2 by applying various potentials (-1.5 V, -2.0 V, and -2.5 V) for 500 seconds. The electrodes are then characterized using techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical properties are assessed through cyclic voltammetry in 1 M KOH and 1 M Na2SO4 electrolytes for fuel cell and supercapacitor applications. The resulting coatings were not suitable for hydrogen evolution in alkaline electrolyte. The findings reveal that lower deposition potentials (more negative voltage) lead to a denser manganese layer and higher potentials (less negative potential) could cause thinner film. The thinner films resulted in higher specific capacitance and electrochemical performance because ions could have high flux on coating. The study contributes to the field of energy storage devices by demonstrating the potential of manganese-coated graphite electrodes in alkaline and neutral media for flexible supercapacitor applications, offering a promising alternative to expensive materials.
Bir evin enerji ihtiyacını karşılamak için hidrojen depolamalı fotovoltaik sistem tasarımı ve simülasyonu
Nüfus artışı, sanayileşme ve teknolojik yenilikler küresel enerji talebinde sürekli bir artışa neden olmaktadır. Türkiye'de 2020 yılında 147,2 milyon tep olan birincil enerji tüketiminin 2035 yılında 205,3 milyon tep'e ulaşacağı tahmin edilmektedir. Fosil yakıtlara olan bu bağımlılık, küresel ısınmadan sorumlu olan sera gazlarının (GHG) salınımını arttırmaktadır. Küresel ısınmanın ilerlemesine karşı koymak için, toplumu zararlı sera gazı (GHG) emisyonlarını en aza indirecek temiz, yenilenebilir enerji üretim yöntemlerine yönlendirmek için girişimler uygulanmaktadır. Elektrik üretimi için alternatif enerji kaynakları arayışı, diğerler enerji kaynaklarının yanı sıra fotovoltaik (PV), rüzgar, hidro, biyokütle ve yakıt hücrelerinin kullanımına (FC'ler) yol açmıştır. Bununla birlikte, yenilenebilir enerjilerin kesintili doğası nedeniyle, enerji üretim fazlalığını yönetmek için enerji depolama sistemlerinin (ESS) yenilenebilir enerji sistemlerine entegre edilmesi gerekmektedir. Bu tezin amacı, bir evin enerji ihtiyacını karşılamak için hidrojen depolamalı fotovoltaik sistem tasarlamak ve analiz etmektir. Tasarım ve analiz çalışmaları için MATLAB yazılımı kullanılacaktır. Hidrojenin yüksek enerji yoğunluğu ve kimyasal bataryalara kıyasla uzun ömürlü olması, sistem performansını olumlu yönde etkileyecektir. Tez çalışması kapsamında, kimyasal batarya ve hidrojen bazlı depolama sistemlerinin performansını karşılaştırarak, sistemin genel verimliliğinin analiz edilmesi amaçlanmıştır.
Dinamik yük koşulları altında elektrıkli forkliftlerde lityum-iyon bataryaların şarj durum tahmini ve performans analizi
Bu çalışma, elektrikli forklift uygulamalarında kullanılan Li-ion bataryaların şarj durumu (SOC) tahmini için farklı yöntemlerin karşılaştırmalı analizini sunmaktadır. Geleneksel kurşun-asit bataryalardan farklı olarak Li-ion teknolojisinin çok daha hızlı şarj, bakım gerektirmeme ve uzun döngü ömrü gibi avantajları bulunmaktadır. Bu nedenle, bu bataryaların etkin kullanımı ve güvenli çalışması için Batarya Yönetim Sistemleri (BYS) hayati öneme sahiptir. Bu tezde, farklı SOC tahmin yöntemleri (OCV, Coulomb Counting, EKF, UKF, AEKF) hem saha testleri hem de MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilen simülasyonlar aracılığıyla analiz edilmiştir. Gerçekleştirilen testlerde VDI 2198 standardı baz alınarak özelleştirilmiş bir parkur kullanılmış ve 51.2V 554Ah LFP batarya ile çalışan bir forklift kullanılmıştır. Test sırasında akım, gerilim, sıcaklık ve SOC gibi parametreler anbean izlenmiş ve istatistiksel hata metrikleri (MAE, RMSE, MAPE) kullanılarak yöntemlerin başarısı değerlendirilmiştir. Sonuçlar, model tabanlı ve hibrit yöntemlerin geleneksel yöntemlere göre daha başarılı olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, elektrikli forkliftlerde Li-ion teknolojisine geçiş sürecinde doğru SOC tahmini için karar vericilere teknik altyapı sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Forklift, şarj durumu, SOC tahmini, Li-ion batarya, BYS, Kalman filtresi
Talep tarafı yönetimi kullanılarak konutlar için merkezi batarya veya elektrikli araç bataryası ile desteklenen PV güç sisteminin boyutlandırılması,enerji yönetimi ve ekonomik analizi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Talep Tarafı Yönetimi Kullanılarak Konutlar İçin Merkezi Batarya veya Elektrikli Araç Bataryası İle Desteklenen PV Güç Sisteminin Boyutlandırılması, Enerji Yönetimi ve Ekonomik Analizi Gül Feray SEZEN Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Dr.Öğr.Üyesi Kıvanç BAŞARAN Akıllı şebeke ve akıllı mikro şebeke teknolojilerinin gelişmesi geleceğin elektrik güç sistemleri için önemli bir adım olmuştur. Akıllı mikro şebeke sistemlerinde yenilenebilir enerji kaynakları, enerji depolama sistemleri, talep tarafı yönetimi ve elektrikli araçların şebekeye entegrasyonu araştırma konularının temelini oluşturmaktadır. Farklı tip enerji üretim kaynakları ve depolama sistemlerinin kullanılması ve bunların elektrik şebekesine entegrasyonu ile enerji talep tarafının birlikte ele alınması akıllı kontrol ve enerji yönetim sistemlerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında özellikle rüzgâr ve güneş enerjisinin kullanımı öne çıkmaktadır. Ancak, şehir içi kurulumlu ya da küçük güçlü sistemler ele alındığında büyük ölçüde güneş enerjisinden yararlanıldığı görülmektedir. Güneş enerjisi de diğer birçok yenilenebilir enerji kaynağında olduğu gibi kesikli enerji kaynağıdır. Bu nedenle, enerji sürekliliğini sağlamak için ya üretilen enerjinin depo edilmesi ya da enerji üretiminin olmadığı zamanlarda şebeke enerjisinin kullanılması gerekmektedir. Elektrik enerjisini depolamak için çoğunlukla akümülatörler (batarya) kullanılmaktadır. Ancak hem bataryaların ömür problemi hem de maliyetleri nedeniyle özellikle şebeke bağlantılı sistemlerde kullanımı tercih edilmemektedir. Bu nedenle bataryaların şebeke bağlantılı sistemlerde ekonomik kullanımı için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalardan, şebeke elektrik enerjisinin pahalı olduğu zaman diliminde yetecek kapasitede batarya kullanımı ile merkezi batarya kullanımı öne çıkmaktadır. Merkezi batarya kullanımında da elektrik dağıtım şirketleri ile mahsuplaşmanın ya da binadaki diğer dairelerin merkezi bataryadan yararlanma ve mahsuplaşma şartlarının belirlenmesi ve bunlara ait yönetmeliklerin çıkartılması gerekmektedir. Son yıllarda elektrikli araç kullanımının hızla artması ve bu araçlarda bir dairenin bir günde ihtiyaç duyacağı batarya kapasitesinin yaklaşık 15-20 katı bataryanın kullanılması, elektrikli araçların akıllı mikro şebekelerde sadece enerji tüketen bir eleman değil aynı zamanda sisteme enerji sağlayan bir eleman olarak kullanımını da gündeme getirmiştir. Enerjinin verimli ve etkin kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle, akıllı mikro şebekelerde hem enerji verimli cihazların kullanımı hem de cihazların kullanım zaman aralıkları önemlidir. Binalarda kullanılan cihazların bir kısmı kullanım zamanı değiştirilemez cihazlar olarak sınıflandırılırken bir kısmı da esnek çalışma saatlerine sahip cihazlar olarak sınıflandırılmaktadır. Elektrikli cihazların kullanım zamanlarının ve sürelerinin belirlenmesi ve yönetilmesi sürecine talep tarafı yönetimi denilmektedir. Talep tarafı yönetimi, enerjinin üretilmesi kadar önemli bir süreçtir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı akıllı sistemlerde enerji üretim tarafı ile enerji tüketim tarafı sürekli etkileşim halindedir. Bu tez çalışmasında, bir binanın elektrik enerjisi ihtiyacının merkezi batarya ve/veya araç bataryası destekli fotovoltaik (PV) güç sisteminden karşılanabilmesi için gerekli hesaplamalar ve simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca, incelenen bina da talep tarafı yönetimi için esnek ve sabit çalışma zamanlı cihazlar ve özellikleri belirlenerek talep tarafı yönetimi için gerekli çalışmalar yapılmıştır. Güç sisteminin boyutlandırılması için öncelikle binanın bulunduğu bölgedeki ışınım, sıcaklık gibi meteorolojik verilerin temini sağlanmıştır. Elde edilen bilgiler doğrultusunda ihtiyaç duyulacak PV sistem ve batarya boyutlandırması bir algoritma geliştirmek suretiyle yapılmıştır. Tez çalışmasının temelini geliştirilen bu algoritma ve buna bağlı olarak işleyen enerji yönetim birimi oluşturmaktadır. Batarya destekli PV güç sisteminin optimum boyutlandırması yapıldıktan sonra sistemin ekonomik analizi yapılmıştır. Ekonomik analiz çalışmasında, literatürde en çok kabul görmüş olan seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE), net bugün ki değer (NPV) ve amortisman süresi hesaplama teknikleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, binanın yıllık enerji ihtiyacı 4.940,811 kWh, bu ihtiyacı karşılamak için 325 Wp gücünde 14 adet PV panel, 15 kWh kapasiteli akü kullanılması gerektiği ve sistemin seviyelendirilmiş enerji fiyatı (LCOE) 0,109094183, sistem geri ödeme süre 15 Yıl, net bugünkü değer (NPV) 34,86171052 olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Talep Tarafı Yönetimi, Yük Tahmini, Merkezi Depolama Sistemi, Elektrikli Araç, V2G Teknolojisi, PV Sistem Boyutlandırma, PV Sistem Ekonomik Analizi
Enerji depolama tesisi içeren akıllı şebeke sisteminde puant yük dengelemesi için durum izleme ve kontrol algoritması geliştirilmesi
Ülkemizde ve dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmaktadır. Özellikle rüzgar-güneş gibi mikro şebekelerin sayısının her geçen gün artması ve enterkonnekte sisteme dahil edilmesi yeni şebeke kontrol yöntemlerinin üzerinde çalışılmasını gerektirmektedir. Bununla birlikte sürekli artan güç talebini karşılamak için enerji verimliliği yöntemlerini artırmanın yanı sıra enerjinin sürekliliğini sağlamak amacıyla da güç sistemine yeni enerji kaynaklarının dahil edilmesi kaçınılmazdır. Bu kapsamda akıllı şebekelerde son kullanıcı tarafında daha fazla dağıtılmış üretim ve ayrıca enerji depolamaya da olanak tanıyan mikro şebekelerin kurulması önem arz etmektedir. Sayıları her geçen gün artan ve daha da hızla artacak olan elektrikli araçlar gibi mobil ve değişken yüklerin şebeke üzerinde oluşturabileceği dengesizlikler konusu için de çözüm arayışları devam etmektedir. Bu kapsamda, hem enerjinin sürekliliğini hem de puant yük dengelemesi bakımından dağıtım sistem operatörü için güç sisteminde işletim esnekliğini sağlayabilmek amacıyla güneş enerji santralleri ile birlikte enerji depolama teknolojileri ön plana çıkan konular arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, enerji depolama tesisi olarak batarya paketi içeren bir akıllı şebeke sisteminde; işletim esnekliği ve puant yük dengesinin sağlanması amacıyla durum izleme ve kontrol algoritması geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Bu amaçla deneysel çalışmalar için Manisa Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde yer alan De Lorenzo firmasına ait akıllı şebeke sistemi kullanılmıştır. Bu akıllı şebeke sistemine göre boyutlandırılmış bir batarya paketi enerji depolama birimi olarak güç sistemine entegre edilmiştir. Güneş enerjisi üretim birimi ve batarya paketi için durum izleme ve kontrol yazılımı LabVIEW™ programında gerçekleştirilmiştir. Batarya paketinin sisteme entegrasyon koşullarını sağlayan bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen kontrol algoritmasının testleri için Manisa iline ait 2020 yılı puant yük verileri örnek olarak alınmıştır. Ayrıca, oluşturulan senaryo gereği dağıtım sistem operatörüne işletme esnekliği imkanı verecek çeşitli talep cevabı programları dikkate alınmıştır.
Development of beo ceramic osl dosimeters: Their synthesis, sintering and luminescence studies
The main purpose of this study is to synthesize the novel optically stimulated luminescence (OSL) materials based on BeO synthesized using Sol-Gel and Co-precipitation methods. Structural, morphological and thermal characterizations of newly developed BeO-based ceramics were done with XRD, SEM-EDS, FTIR, and TGA techniques. To enhance TL and OSL characteristics of BeO ceramics, appropriate calcination and sintering condition were determined for two synthesis methods. The effect of metal and lanthanide dopant elements on luminescence and dosimetric characteristics of BeO ceramics was studied in detail. Furthermore, the obtained luminescence emissions were examined by RL, OSL and TL techniques. Dosimetric characteristics of newly developed samples in this thesis were tested by performing reusability, dose- and energy-responses, dark storage fading experiments. With the step annealing, TL after OSL and TT-OSL studies, the origin of the OSL signals and correlation between TL and OSL signals of all the samples were determined. Photo-transferred OSL was also studied and further discussions on luminescence mechanism in doped BeO ceramics were done. Moreover, thermal quenching energies of BeO ceramics were evaluated using two different techniques (read temp and TOSL). Kinetic parameters of some newly developed BeO-based ceramics were examined in detail.
Modeling and simulation for mitigation of voltage sags in variable frequency drives
In recent years, with the development of technology, significant progress has been experienced in the industrial field. Although these technological developments provide great convenience in industrial areas, they cause serious increases in the amount of energy consumed. Variable frequency drives are used in order to reduce the amount of energy consumed in industrial facilities. Although variable frequency drives are frequently used, they are extremely sensitive to power quality events. For this reason, the uninterrupted and continuous power supplied to the devices will increase energy efficiency along with the quality in the production process. In the literature, uninterrupted and continuous energy is explained together with the concept of power quality. The deterioration in power quality will adversely affect the production process in industrial facilities. Power quality problems can be basically defined as disturbances in current and voltage. One of the most common power quality problems is voltage sags. Variable frequency drives are adversely affected by these voltage sags. In this thesis, power quality problems occurring in an industrial facility and the effects of these problems on the facility are examined. By evaluating the existing methods in the literature, an active front end and energy storage based method, which is a hybrid method, has been developed and proposed. This proposed study is modeled with MATLAB/Simulink simulation program on variable frequency drives and applied in facility. As a result of this proposed study, all voltage sags that occur are prevented. This method has been found to be 44% more cost-effective than conventional methods.
Computer simulation of the long-term performance of a summer air conditioning system with a man -made sea sonal thermal energy store
ABSTRACT COMPUTER SIMULATION OF THE LONG-TERM PERFORMANCE OF A SUMMER AIR CONDITIONING SYSTEM WITH A MAN-MADE SEASONAL THERMAL ENERGY STORE YİLDİRİM, Murtaza M. S. In Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Mazhar ÜNSAL February 1991, 97 Pages Modelling and computer simulation of the long-term performance of a summer air conditioning system with a man-made seasonal thermal energy store is the subject of this investigation. The performance of two different models as hot and cold time active systems were investigated for daily and seasonal storage. In both cases, winter air is the natural source for cooling. For hot time active system, the cold storage tank is cooled by low temperature atmospheric air via an air/water heat exchanger and the air conditioning system condenser is cooled fully or partially by the water in the cold storage tank during hot time when the air conditioning system is operational. In cold time active system, the air conditioning system is operational at cold time. The condenser is cooled by cold time atmospheric air. Water is cooled and stored during cold time.The water is then circulated between the tank and fan-coils. The purpose of this study is the estimation of the effect of systems components cm the coefficient of performance (COP) by an interactive computer program that is prepared in the Fortran 77 language. Results of these two models are compared with the results of a conventional system. Key words: thermal storage, energy storage, thermal energy store, cold storage, seasonal thermal energy store. ni
Investigation of thermal performance of ground coupled space cooling system with underground energy storages
This thesis presents the numerical investigation of thermal performance of ground coupled space cooling system with an underground thermal energy storages (UTES) using analytical and computational methods. The cooling system consists of an underground spherical thermal energy storage tank, a chiller unit and a house to be cooled during summer season. An analytical model for the cooling system in order to obtain annual thermal performance of the system is developed. The analytical model consists of a solution of transient temperature field problem around the storage tank, an anlytical model for the chiller unit and heat gain calculations for the house. The UTES is an essential part of the cooling system under investigation. The transient temperature field problem consists of a partial differential equation, an initial and boundary conditions and an energy balance for the storage. The problem formulation is put into dimensionless form using a transform and dimensionless variables. The dimensionless formulation of the problem is transformed by an application of Complex Finite Fourier Transform (CFFT) technique, which yields another form of the problem formulation. Analytical solution of the problem is obtained to find the annually periodic temperature distribution in te storage tank and in earth surrounding tank. A formulation is obtained as algebraic equations to find the energy consumption of the compresor in the chiller unit and heat gain of the house. An analytical model for the cooling system is improved combining the solution of the transient tempreture field problem, work consumption of the chillerunit and equations for the heat gain of the house. A computational procedure is prepared, which is based on an iterative solution method. An interactive computer simulation program based on the present analysis was prepared in Fortran 90 for computing annual variation of water temperature in the spherical storage tank, temperature in earth surrounding the tank, compressor's work, space heat gain, and annually periodic performance of the ground coupled space cooling system. Also, effects of temperature of the deep earth, water in the storage, storage volume, system size on the COP are investigated. Key Words: Space cooling system, ground coupled system, energy storage
İçerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilen esnek kanatların enerji depolamaya etkilerinin incelenmesi
Enerji depolama konusu son yıllarda artan enerji maliyetlerinden dolayı oldukça önem kazanmıştır. Özellikle ısı enerjisinin depolanması oldukça zor bir konudur. Bu açıdan bakıldığında yine son yıllarda faz değiştiren maddeler ısı depolama için çözüm yöntemi olarak önerilmektedir. Faz değiştiren maddelerin performansını arttırmak için pasif ısı transferi iyileştirme yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntemlerden biri de bu çalışmada incelenen FDM içine yerleştirilmiş esnek kanatlardır. Bu tez çalışmasında, içerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilmiş esnek kanatların enerji depolama, erime, ısı ve akış parametrelerine etkileri sayısal akışkanlar mekaniği ve ısı transferi teknikleri kullanılarak bilgisayar ortamında simülasyon programı ile sayısal olarak incelenmiştir. Planlanan çalışma için literatür incelendiğinde esnek cisimlerin erime ve katılaşma olayına etkilerini araştıran çalışmalara rastlanmamıştır. Bu açıdan çalışmanın, literatürde önemli bir boşluğu dolduracağına inanılmaktadır. Sonuçlar, içerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilmiş esnek kanatların ısı enerjisi depolama konusunda ve erime hızının kontrolü açısından ilave enerji gerektirmeksizin bazı avantajlar sağlayabileceğini ortaya koymaktadır.
Duvarlarında faz değiştiren madde bulunan bir veri merkezinde soğutma performansının deneysel olarak incelenmesi
Günümüzde teknolojinin hızla artması ile birlikte veri merkezi ihtiyacı da artmaktadır. Veri merkezleri enerji tüketimi yüksek olan tesislerdir. Bu nedenle veri merkezlerinde enerji tasarrufu ve enerji verimliliği gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Faz Değiştiren Maddeler (FDM), ısı depolama ve ısı salınımı yapabilen maddelerdir. Bu tez çalışmasında, Faz Değiştiren Madde ile veri merkezlerinin iç ortam sıcaklığının stabilitesinin korunması amaçlanmaktadır. Bu sayede daha küçük güç değerlerinde çalıştırılan veri merkezlerinde enerji tasarrufu ve enerji verimliliğinin sağlanması beklenmektedir. Bu tez çalışmasında, prototip bir veri merkezi hazırlanmıştır. Sisteme yerleştirilmesi için Laurik Asit (LA), Stearik Asit (SA) ve Undekanoik Asit (UA) kütlece %16, %32 ve %52 olarak karıştırılmıştır. LA-SA-UA'nın termofiziksel özellikleri incelenmiştir. DSC ile ölçülen, LA: SA: UA: LA-SA-UA'nın erime sıcaklıkları ve gizli ısı değerleri sırasıyla 47.13 ℃: 71.9 ℃: 26.82℃: 24.49 ℃ ve 190 J/g: 235 J/g: 178 J/g: 150 J/g bulunmuştur. KD2 Pro ile alınan ısıl iletkenlikleri LA, SA, UA ve LA-SA-UA için sırasıyla, 0.228 W/mK, 0.143 W/mK, 0.201 W/mK ve 0.245 W/mK bulunmuştur. Isı kapasitesi değerleri LA, SA, UA ve LA-SA-UA için sırasıyla 22.15 J/g, 18.82 J/g, 17.2 J/g ve 20.49 J/g bulunmuştur. Sonuçlar LA-SA-UA karışımının enerji depolamada kullanılabilirliğini göstermektedir. Veri merkezinin boş ve FDM'li durumlarını kıyaslamak için sistem içerisinde belirlenen yerlere ısıl çiftler yerleştirilmiştir. Dört farklı hız değerlerinde (5 m/s, 4.45 m/s, 4.25 m/s ve 2.5 m/s) boş ve FDM'li durumları kıyaslanmış. 5 m/s, 4.45 m/s, 4.25 m/s ve 2.5 m/s için Boş-FDM'li sistem süreleri sırasıyla 7800sn-16440sn, 6960sn-14200sn, 5880sn-11900sn ve 4440sn-9360sn olarak ölçülmüştür. Bu çalışmada LA-SA-UA'nın veri merkezinde enerji depoladığı sonucuna varılmıştır.