Güneş enerjisi sistemleri
92 theses under this subject heading
Yeni tip termal enerji depolamalı güneş kurutma sistemi kullanılarak kantaron bitkisinin kurutulması ve yağ eldesinin çok amaçlı tasarım optimizasyonu
Bu çalışmada, yalnızca kendi ürettiği yenilenebilir enerji ile çalışan, termal enerji depolamalı yeni nesil bir güneş kurutma sistemi geliştirilmiştir. Sistem, geleneksel enerji kaynaklarına olan bağımlılığı azaltmayı ve kurutulan bitkisel ürünlerin kalitesini artırmayı hedeflemektedir. Tıbbi özellikleriyle bilinen sarı kantaron (Hypericum perforatum) bitkisi, kurutma ve yağ eldesi süreçlerinde model ürün olarak seçilmiştir. Güneş ışınımının yetersiz olduğu zamanlarda kurutma sürekliliğini sağlamak amacıyla Faz Değiştiren Malzeme (FDM) olarak RT28HC kullanılmıştır. Çalışma kapsamında üç farklı hava hızı (1, 2 ve 3 m/s) altında, doğal güneşte kurutma, gölgede kurutma olarak deneysel ve sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta %82 olan nem oranı; 1 m/s hızda 7 saatte %10,2'ye, 2 m/s'de 6 saatte %9,1'e ve 3 m/s'de 5 saatte %8,7'ye düşürülmüştür. 3 m/s hava hızında kurutulan örneklerin renk analizinde L* = 32,56, a* = 8,12 ve b* = 17,03 değerleri ölçülmüş, bu durum ürünün görsel kalitesinin korunduğunu göstermiştir. Aynı hızda elde edilen yağ örneklerinde ise L* = 26,45, a* = 6,37 ve b* = 14,89 değerleri kaydedilmiştir. Enerji verimliliği %48,7 ile %62,9; ekserji verimliliği ise %4,13 ile %6,45 arasında değişmiştir. Sonuçlar, sistemin enerji verimli ve kesintisiz kurutma sağladığını, ürün kalitesini koruduğunu ve tarımsal kurutma uygulamaları için sürdürülebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.
A research on determination of optimal fixed and adjustable tilt angle for solar panles to conditions in Turkey
While the world completes its daily rotation around its own axis, it completes its rotation around the sun. The earth completes this movement on an elliptical orbit in 365 days and 6 hours. Due to this orbit, which is monitored in the form of an ellipse, the sunrise and sunset times and the angle of falling of the sun's rays on the earth change during the year. When it is desired to utilize solar energy at the maximum level, the position angles of the panels used in energy production should be adjusted perpendicularly to the solar radiation. The sun is the main renewable energy source. In addition, it provides an inexhaustible and environmentally friendly energy to the world as the source of many energy types. One of the ways to utilize this unlimited energy is; is to use photovoltaic cells and panels that generate electricity thanks to the solar radiation falling on them. In these systems, fixed and tracer solar panel systems are used to obtain maximum efficiency from solar radiation. This slope varies according to the geographical location of the region and the seasons. In the region, depending on the seasons during the year, the optimum slope angle can be calculated to increase the amount of energy obtained from sunlight. In this study; Monthly correction for 13 provinces (Ankara, Bursa, Edirne, Erzurum, Gaziantep, Hatay, Istanbul, Izmir, Kayseri, Konya, Mugla, Sinop, Van) located in different geographical regions of our country, located within the latitudes of 36 ° - 42 ° north, optimum panel angles have been determined in order to maximize solar panel performance on a seasonal and annual basis. The results were compared with 5 different statistical methods; statistical comparison methods, coefficient of determination, relative error percentage, deviation error, mean square root error and t-statistics.
Yenilenebilir enerji kaynakları bakımından Türkiye'nin potansiyeli ve bu potansiyelin harekete geçirilmesine yönelik stratejiler
Yenilenebilir enerji; yerli, güvenilir, temiz ve çevreci nitelikleri ile Türkiye enerji tüketim ve üretimi bakımından stratejik bir önem arz etmektedir. Yenilebilir enerji kaynaklarının yerli nitelikli oluşu ve üretim maliyetinin düşük olması, enerji üretiminde daha çok kullanılmaları bakımından önemli birer enerji alternatifleridir. Ülkeler rekabet gücünü artırmak ve ekonomik kalkınmayı daha güçlü bir biçimde sürdürebilmek adına yaşam standartlarını daha da iyi bir duruma getirecek sonsuz, sürekli, güvenilir ve temiz bir enerjiye ihtiyaç duymaktadırlar. Türkiye, enerji kullanımı için çok büyük miktarda petrol, doğalgaz gibi yakıtlar ithal etmekte ve kalıcı büyümeyi arzulayan Türkiye'nin yeni ve yenilenebilir enerjileri büyük değer kazanmaktadır. Araştırmamızda, çağdaş, temiz, güvenli, enerji savaşlarının olmadığı, sağlıklı ve hayatta kalmanın mümkün olduğu bir dünyanın sürdürülebilmesi için yenilenebilir enerjinin zorunlu olduğu, hızla artan nüfus, kentleşme ve ilerleyen teknoloji ile beraber enerji talebinin de artarak süreceği belirtilmektedir. Enerji talebinin sağlanmasında çağdaş yaşantımızda fosil köken ağırlıklı kullanılan enerjiler yerine, çevreye duyarlı, küresel ısınma ve iklim değişikliğine sebep olmayan, dünyaya dost ve ekonomide dışa bağımlılığı ciddi biçimde azaltan enerjiler olan yenilenebilir enerjilerin kullanımının artırılması gerektiği açıklanmaktadır. Artan enerji ithalatı ve bununla bağlantılı bir şekilde yükselen enerji gücündeki dışarıya olan bağımlılık, Türkiye' de cari açığın genetik bir nitelik oluşturmasında etkili olmuştur. Enerjide dışa bağımlılık seviyesinin düşürülmesi amaçlı yenilenebilir olan enerji kaynaklarına önemli ölçüde yer verilmeli ve aynı ölçüde kabul edilebilir tasarruf stratejisi dahilinde enerji yoğunluğunun azaltılarak enerjideki verimliliğinin yükseltilmesi amaçlanmalıdır.
Güneş enerji santralinin teknik ve ekonomik analizi: Ankara Büyükşehir Belediyesi EGO Genel Müdürlüğü Bakım-Onarım Merkezi güneş enerji santrali çalışması
Günümüzde artan enerji ihtiyacını karşılamak için yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Doğayı ve çevreyi kirlettiği için fosil kaynaklı enerji santralleri yerine doğayı ve çevreyi daha az kirleten yenilenebilir enerji kaynakları tercih edilmektedir. Güneş enerjisi de yenilenebilir enerji kaynakları içinde en çok kullanılan kaynaklardandır. Güneş ışığının içindeki enerjiyi elektrik enerjisine çeviren maddeler Silisyum, Galyum arsenur (GaAs), Kadmiyum tellür (CdTe) ve Kadmiyum sülfür (CdS) gibi maddeler güneş paneli yapımında tercih edilmektedir. Bu çalışmada güneş enerji santralinin elektriksel modeli çizilerek, Matlab programı yardımıyla akım, voltaj ve gücü ile I-V ve P-V arasındaki ilişki ve değişimler ayrıca grafiksel olarak da hesaplanmıştır. Farklı güneş ışınımında güneş panelinin elektriksel özelliklerindeki değişim hesaplanarak güneş panelinin elektrik üretimi bulunmuştur. Güneş panelinin çalışma şekli diyota benzediğinden güneş panelinden elde edilen akım hesaplanırken ideal diyot denkleminden faydalanılmıştır. Güneş panelinin akım hesaplamalarına güneş panelindeki direnç kayıpları da eklenerek ideal diyot denkleminin genişletilmiş formülü elde edilmiştir. Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren güneş panellerinin % 16-21'lik enerji dönüşümü ile elektrik ürettiği için güneş panellerini enerji santrali yapımında kullanılır duruma getirmiştir. Güneş santrali kurulacak yerin coğrafi özelliklerine dikkat ederek bilgisayarda simülasyon programlarıyla analiz edilerek aylık elektrik üretimi hesaplandı. Ankara EGO Genel Müdürlüğüne bağlı Araç Bakım Müdürlüğünün çatısına 1066,7 kW AC kurulu gücünde elektrik santrali inşa edilmektedir. PVSyst 7.4 ve PVSOL programları ile santralin simülasyonu yapılarak santralde kullanılan ekipmanların özellikleri, elektrik üretim miktarları ve ekonomik analizi elde edilmiştir. Yatırımdan elde edilen yıllık kâr miktarları ile yatırımın giderleri yıllık olarak bulunmuştur.
Şebeke bağlantılı bir fotovoltaik güç üretim santralinin tasarım aşamaları ve güç boyutlandırma faktörünün önemi
Bu tez çalışmasında, fotovoltaik güç üretim santrallerinin kurulum aşamaları ile ilgili bilgiler verilip, evirici güç boyutlandırma faktörünün üretime olan etkisi kurulu olan iki farklı santral üzerinden incelenmiştir. Evirici güç boyutlandırma faktörünün belirlenmesi için benzetim programı üzerinde çalışma yapılıp optimum evirici boyutlandırma faktörü belirlenerek bu faktörün üretime olan etkisi gerçek üretim verileri ile değerlendirilmiştir. Çalışmada öncelikle yenilenebilir enerji kaynakları ve Türkiye'deki durumu hakkında bilgiler verilmiştir. Güneşten enerji üretimi yapan sistemler kısaca açıklanarak fotovoltaik sistemlere ve kurulum aşamalarına ilişkin bilgiler verilmiştir. Yenilenebilir enerji mevzuatına dair kanunlar ve değişiklikler hakkında bilgiler verilmiştir. Evirici güç boyutlandırma faktörü değeri açıklanarak belirlenme sürecine ilişkin bir algoritma oluşturulmuştur. Çalışmada evirici güç boyutlandırma değerinin incelendiği aynı özelliklere sahip iki santralin özelliklerine ilişkin bilgiler verilip, yapılan hesaplamalar ve izlenilen adımlar anlatılmıştır. PV*SOL benzetim programı üzerinde farklı evirici güç boyutlandırma değerlerinde çalışmalar yapılıp bu değerlerin oluşturacağı sistem maliyetleri sunulmuştur. Sistem maliyetine ve enerji üretimine bakılarak yeni güç boyutlandırma faktör değeri belirlenmiştir. Sistemin ilk kurulumu yapıldığında güç boyutlandırma faktör değeri 1,166 iken yapılan benzetim sonucunda 1,40305 olarak belirlenmiştir. Sistem 1'e belirlenen bu değer doğrultusunda %20,33 değerinde güç artışı yapılmıştır. Sistem 1 ve Sistem 2'nin üretim değerleri karşılaştırılıp üretimde %13,83 değerinde artış olduğu gözlemlenmiştir.
Değiştir gözle, genetik algoritma ve parçacık sürü optimizasyon algoritmalarının fotovoltaik sistem verimine etkisinin incelenmesi
Fotovoltaik güç dönüşüm sistemleri, güneş ışınımlarından elde edilen çevre dostu elektrik enerjisi üretimine dayanan dünya çapında en yaygın yenilenebilir enerji kaynaklarındandır. Güç sistemleri temel olarak güneş panel dizisi, pil grubu, şarj düzenleyicileri ve çeviricilerden meydana gelmektedir. Yeni teknoloji güneş enerjili şarj cihazları pil grubunu olabildiğince verimli şekilde şarj yapabilmek için darbe genlik modülasyonu (DGM) ve maksimum güç noktası takibi (MGNT) teknolojisi gibi yöntemleri içeren teknolojileri kullanmaktadırlar. MGNT teknolojileri, DGM yöntemini kullanan sistemlerden daha yüksek verimlilikte çalışmaktadır. MGNT teknolojisinin çalışma prensibine bakıldığında güç-gerilim özelliklerinde MGNT bağlıdır ve pil bankasını şarj etmek için kullanılacak ideal şarj akımını belirler. Buna cevaben MGNT yöntemi özellikle geliştirilmesi ve verimliliğinin arttırılması alanında araştırmacıların ilgisini büyük derecede çekmektedir. Değiştir gözle metodu (DGM) algoritmasında MGNT alanında oldukça popüler olmuştur. MGN ulaşmak için güneş panelinin özelliklerini adım adım araştırmak gerekir. Bu çalışmada optimizasyon işlemlerinde temel olarak kullanılan arama algoritmaları yani genetik algoritma (GA) ve parçacık sürü optimizasyonuna (PSO) dayanan MGNT yapabilmek için bir yöntem önermekteyiz. Kullanılan optimizasyon algoritmaları başlangıç noktasında rastgele arama işlemi yaparak mevcut maksimum değerleri bulmaya yönelik üretilen dizi öğelerine dayanmaktadır. MATLAB/SIMULINK ortamında modelleme ve simülasyona dayalı MGNT, DGM, GA ve PSO algoritmaları karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre PSO yönteminin ideal arama algoritmalarının kullanılmasında sistemin verimliliğini geleneksel algoritmaya göre önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.
Renewable energy sources
At the end of 20th and the beginning of 21th century, energy demand has increased and scientists attempted to find solutions for compensating this energy demand. On the other hand, with the increase of energy demand and consumption, scientist had to face another issue that our World?s energy resources are very limited and increasing demand is consuming our limited resources and polluting our World. This challenged the scientists to find new solutions like renewable energy sources that compensate our world?s energy demand without polluting and consuming limited energy sources.In this dissertation, information on technologies of renewable energy resources is given. Wind and solar energy are emphasized but geothermal, hydropower, wave, tidal, biomass and hydrogen energies are also discussed. Current information and proposals on renewable energy applications, policies, laws, institutions and R&D studies in Turkey are given.
Fotovoltaik sistemlerde tozlanmaya bağlı enerji kayıplarının incelenmesi için IOT tabanlı bir ölçüm sisteminin geliştirilmesi
Güneş enerjisi santralleri, çevre dostu yapıları sayesinde karbon ayak izinin azaltılmasına önemli bir katkı sağlamakta ve dünyada konvansiyonel enerji kaynaklarına yenilenebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Bu santrallerin kullanımının her geçen gün artması hem çevresel hem de ekonomik açıdan avantajlar sunmaktadır. Ancak, güneş enerjisi santrallerinin güçlü yönlerinden biri olan üretim verilerinin izlenebilirliği, kullanılan sensörlerin yüksek maliyeti nedeniyle sınırlı kalabilmektedir. Ek olarak, bu santrallerde tozlanmanın bir metrik ile izlenmemesi ve tozlanma kayıplarının belirsizliği, güç kayıplarına yol açarak sistemin etkinliğini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, güneş enerjisi santrallerinde panellerin kirlilik durumu kararı için bulanık mantık yönteminden yararlanarak, Internet of Things (IoT) tabanlı düşük maliyetli bir izleme sisteminin oluşturulması, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranın hesaplanması ve güneş paneli kirlilik durumu kararının bulanık mantık ile karar verilmesi amaçlanmıştır. Bursa Teknik Üniversitesi Mimar Sinan Kampüsü'nde bulunan 2 özdeş güneş panel akım ve yüzey sıcaklığı gibi değerleri IoT tabanlı sensörler kullanılarak izlenmiş ve kayıt edilmiştir. Ölçülen bu değerlerden yararlanılarak güneş paneli çıkış gücü, ışınım, güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı miktarı değerleri hesaplanarak gerçek verilerden oluşan ölçüm verileri oluşturulmuştur. Panellerden biri haftalık olarak temizlenmiş, diğeri ise temizlenmeyerek kirli olarak bırakılmıştır. Sensörler açık kaynaklı programlanabilir devre kartı olan ESP32'ye bağlanarak kullanılmıştır. Oluşturulan düşük maliyetli IoT tabanlı izleme sistemi oluşturulmuştur. Tez çalışmasında ayrıca bulanık mantık ile güneş panellerinin kirlilik durumunun tespiti için bir karar verici yöntem de geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde, güneş panellerinin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranı bulanık mantık ile tahmin edilmekte, bu sayede güneş panellerinin kirlenme durumuna karar verilmektedir. Tez çalışmasından elde edilen sonuçlar, düşük maliyetli bir şekilde güneş enerjisi santrallerine ait IoT tabanlı bir izleme sisteminin gerçekleştirilebileceğini, panellerin güç çıkışına bağlı olarak tozlanma oranının hesaplanabileceğini, bulanık mantık karar verici sistemi ile de panellerin kirlilik durumu hakkında temizlik için karar alınabileceğini göstermiştir. Bu bakımdan tez çıktılarının pratikte de mevcut güneş enerjisi santrallerinde kullanılabileceği düşünülmektedir.
A novel hybrid mppt method for grid connected photovoltaic systems with partial shading conditions
Energy efficiency and using alternative energy sources issues have become more crucial due to the world energy supply has been subjected to enormous stress. Photovoltaic (PV) systems are one of the mostly used alternative energy generation option. However, PV systems suffer from low system efficiency, high initial cost and erratic atmospheric conditions. The output power of PV panels highly depends on the ambient temperature and the radiation intensity. The modest changes in operating current and voltage of PV panel, which relies on the temperature and radiation, constitutes visible variations in the output power of the panel. In order to mitigate these variations and force the system to study on maximum power point (MPP), several maximum power point tracking (MPPT) techniques are presented in the literature. In this thesis, a grid connected PV system, which consists of an artificial neural network (ANN) based MPPT technique and a novel Hybrid MPPT technique, is analyzed, modeled and simulated. The proposed MPPT is integrated to a two stage grid connected PV system. The performance and efficiency of the proposed system are tested with different simulation cases by PSCAD/EMTDC program. The results obtained from the simulations clearly demonstrates that the presented MPPT algorithm simultaneously performs the tracking of MPP voltage and provide significant efficiency gains under variable atmospheric conditions and partial shading conditions. Furthermore, by employing an interleaved DC-DC boost converter, I2R losses, ripples in the input and output waveform and electromagnetic interference are substantially reduced, and the transient response, which affects the dynamic performance of the entire system, is improved.
Dört coğrafi yön ve açı için güneş ışınımı tahmin modeli geliştirilmesi
Son yıllarda, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde hızlı ekonomik gelişme ve istikrarlı yaşam standartlarının iyileştirilmesi enerjiye olan ihtiyacı artırmaktadır. Enerjinin temiz ve yenilenebilir enerjiden dönüştürülmesi gün geçtikçe artan bir öneme sahiptir. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde önemli bir yer tutan güneş santrallerinin tesis edilmesi tasarımı ve uygulanması için potansiyel güneş ışınım verileri önemli bir araçtır. Özellikle doğrudan ölçüm verileri kullanmak bazı meteorolojik verileri kullanan sayısal hesaplamalarla tahmine dayalı verilere göre önem arz etmektedir. Bu çalışmada fotovoltaiklerin (PV) elektrik üretiminde etkili olan temel parametrelerin tamamını kapsayacak şekilde farklı coğrafi doğrultularda ve farklı açısal yüzeylere gelen güneş ışınımı miktarı ölçülmüş, elde edilen veriler depolanarak, analiz edilmiştir. Bu değerler elde edilirken dört coğrafi yön olan doğu, batı, kuzey ve güney doğrultusunda ve 0°, 30°, 60° ve 90° olacak şekilde dört adet ışınım sensörü yerleştirilerek bu ışınımölçer cihazlardan gelen veriler dakikalık olarak kaydedilmiştir. Kaydedilen bu veriler ile yapılan analiz ve çıkarımların sonucunda güneş enerjisi ölçüm sistemlerinin tasarlanması ve yeni modellerin gerçekleştirilebilmesine olanak sağlanması amaçlanmıştır. Ayrıca geliştirilen modelin benzer iklim ve şartlara sahip bölgelerde kullanılabilmesi ve bu konuda araştırma yapacak olan kişilere yol gösterebilmesi çalışmamızın önemli bir değeridir.
Yenilenebilir enerji ve Türkiye'de güneş enerjisi
Enerji, ekonomik gelişmişliğin ve sosyal refahın önemli göstergelerinden biridir. Günümüz toplumlarında önemli bir yere sahip olan enerji, ülkenin ekonomik büyümesinin hızlanması ile birlikte enerji tüketiminin de arttığı görülmektedir. Petrol krizlerinden sonra enerji arz güvenliği sorunu ortaya çıkmış ve yeni, güvenilir, ucuz, kaliteli enerji kaynaklarının arayışı başlamıştır. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkeler açısından yenilenebilir enerji kaynakların potansiyeli önem arz etmektedir. Bu çalışmada enerji politikaları açıklanmış ve yenilenebilen enerji kaynaklarının tercihindeki nedenler ile nasıl oluştukları ele alınmıştır. Dünya'da enerji üretim ve tüketim düzeyleri incelenmiş ve güneş enerjisi yatırımlarına değinilmiştir. Aynı şekilde ülkemizin enerji durumu, yenilenebilir enerji kaynakları incelenmiştir. Türkiye rüzgar, hidroelektrik, güneş, jeotermal, biyokütle gibi yenilenebilir enerji potansiyeline sahiptir. Özellikle yenilenebilen enerji kaynakları arasında, ülkemizin konumundan dolayı oldukça yüksek oranlarda faydalanılan güneş enerjisi çalışmada konu alınmıştır. Türkiye'nin yenilenebilir enerji zenginliği arasından çalışmaya konu olan Güneş Enerjisi hem çevreye dost olması hem kolay bulunabilirliği açısından önemli enerji kaynakları arasındadır. Güneş enerjisinin kullanım alanları detayları ile incelenmiştir.
Talep tarafı yönetimi kullanılarak konutlar için merkezi batarya veya elektrikli araç bataryası ile desteklenen PV güç sisteminin boyutlandırılması,enerji yönetimi ve ekonomik analizi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi Talep Tarafı Yönetimi Kullanılarak Konutlar İçin Merkezi Batarya veya Elektrikli Araç Bataryası İle Desteklenen PV Güç Sisteminin Boyutlandırılması, Enerji Yönetimi ve Ekonomik Analizi Gül Feray SEZEN Manisa Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Sistemleri Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Dr.Öğr.Üyesi Kıvanç BAŞARAN Akıllı şebeke ve akıllı mikro şebeke teknolojilerinin gelişmesi geleceğin elektrik güç sistemleri için önemli bir adım olmuştur. Akıllı mikro şebeke sistemlerinde yenilenebilir enerji kaynakları, enerji depolama sistemleri, talep tarafı yönetimi ve elektrikli araçların şebekeye entegrasyonu araştırma konularının temelini oluşturmaktadır. Farklı tip enerji üretim kaynakları ve depolama sistemlerinin kullanılması ve bunların elektrik şebekesine entegrasyonu ile enerji talep tarafının birlikte ele alınması akıllı kontrol ve enerji yönetim sistemlerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında özellikle rüzgâr ve güneş enerjisinin kullanımı öne çıkmaktadır. Ancak, şehir içi kurulumlu ya da küçük güçlü sistemler ele alındığında büyük ölçüde güneş enerjisinden yararlanıldığı görülmektedir. Güneş enerjisi de diğer birçok yenilenebilir enerji kaynağında olduğu gibi kesikli enerji kaynağıdır. Bu nedenle, enerji sürekliliğini sağlamak için ya üretilen enerjinin depo edilmesi ya da enerji üretiminin olmadığı zamanlarda şebeke enerjisinin kullanılması gerekmektedir. Elektrik enerjisini depolamak için çoğunlukla akümülatörler (batarya) kullanılmaktadır. Ancak hem bataryaların ömür problemi hem de maliyetleri nedeniyle özellikle şebeke bağlantılı sistemlerde kullanımı tercih edilmemektedir. Bu nedenle bataryaların şebeke bağlantılı sistemlerde ekonomik kullanımı için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalardan, şebeke elektrik enerjisinin pahalı olduğu zaman diliminde yetecek kapasitede batarya kullanımı ile merkezi batarya kullanımı öne çıkmaktadır. Merkezi batarya kullanımında da elektrik dağıtım şirketleri ile mahsuplaşmanın ya da binadaki diğer dairelerin merkezi bataryadan yararlanma ve mahsuplaşma şartlarının belirlenmesi ve bunlara ait yönetmeliklerin çıkartılması gerekmektedir. Son yıllarda elektrikli araç kullanımının hızla artması ve bu araçlarda bir dairenin bir günde ihtiyaç duyacağı batarya kapasitesinin yaklaşık 15-20 katı bataryanın kullanılması, elektrikli araçların akıllı mikro şebekelerde sadece enerji tüketen bir eleman değil aynı zamanda sisteme enerji sağlayan bir eleman olarak kullanımını da gündeme getirmiştir. Enerjinin verimli ve etkin kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle, akıllı mikro şebekelerde hem enerji verimli cihazların kullanımı hem de cihazların kullanım zaman aralıkları önemlidir. Binalarda kullanılan cihazların bir kısmı kullanım zamanı değiştirilemez cihazlar olarak sınıflandırılırken bir kısmı da esnek çalışma saatlerine sahip cihazlar olarak sınıflandırılmaktadır. Elektrikli cihazların kullanım zamanlarının ve sürelerinin belirlenmesi ve yönetilmesi sürecine talep tarafı yönetimi denilmektedir. Talep tarafı yönetimi, enerjinin üretilmesi kadar önemli bir süreçtir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı akıllı sistemlerde enerji üretim tarafı ile enerji tüketim tarafı sürekli etkileşim halindedir. Bu tez çalışmasında, bir binanın elektrik enerjisi ihtiyacının merkezi batarya ve/veya araç bataryası destekli fotovoltaik (PV) güç sisteminden karşılanabilmesi için gerekli hesaplamalar ve simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca, incelenen bina da talep tarafı yönetimi için esnek ve sabit çalışma zamanlı cihazlar ve özellikleri belirlenerek talep tarafı yönetimi için gerekli çalışmalar yapılmıştır. Güç sisteminin boyutlandırılması için öncelikle binanın bulunduğu bölgedeki ışınım, sıcaklık gibi meteorolojik verilerin temini sağlanmıştır. Elde edilen bilgiler doğrultusunda ihtiyaç duyulacak PV sistem ve batarya boyutlandırması bir algoritma geliştirmek suretiyle yapılmıştır. Tez çalışmasının temelini geliştirilen bu algoritma ve buna bağlı olarak işleyen enerji yönetim birimi oluşturmaktadır. Batarya destekli PV güç sisteminin optimum boyutlandırması yapıldıktan sonra sistemin ekonomik analizi yapılmıştır. Ekonomik analiz çalışmasında, literatürde en çok kabul görmüş olan seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE), net bugün ki değer (NPV) ve amortisman süresi hesaplama teknikleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, binanın yıllık enerji ihtiyacı 4.940,811 kWh, bu ihtiyacı karşılamak için 325 Wp gücünde 14 adet PV panel, 15 kWh kapasiteli akü kullanılması gerektiği ve sistemin seviyelendirilmiş enerji fiyatı (LCOE) 0,109094183, sistem geri ödeme süre 15 Yıl, net bugünkü değer (NPV) 34,86171052 olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Talep Tarafı Yönetimi, Yük Tahmini, Merkezi Depolama Sistemi, Elektrikli Araç, V2G Teknolojisi, PV Sistem Boyutlandırma, PV Sistem Ekonomik Analizi
Güneş enerjisi paneli kurulum ve montaj riskleri
Dünya nüfusunun her geçen gün artmasıyla birlikte fosil yakıtların yeter-sizliği, araştırmacıları yeni enerji kaynakları arayışına sürüklemektedir. Güneş ve rüzgâr enerjisi son zamanlarda en gözde yenilenebilir enerji olarak değerlendiril-mektedir. Güneşin sürdürülebilir, temiz, tükenmeyen bir enerji türü olması avanta-jını artırmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte kullanılan ürünlerin verimlerinin artıp, fiyatlarının düşmesi nedeniyle güneş enerji santrali projelerine yönelik çalış-malar hız kazanmakta ve ülkeler gelecekteki enerji politikalarını bu doğrultuda oluşturmaktadır. Enerji fiyatlandırılmasındaki artışlar Güneş enerji santralleri yatırımlarını hızla büyütmektedir. Özellikle endüstriyel yapıların, özel binaların çatı katları ve arazi uygulamaları ile güneş enerjisinden elektrik üreterek ekonomik açıdan önemli tasarruflar sağlanmaya başlanılmıştır. Bu santrallerin iş sağlığı ve güvenliği açısın-dan kontrol edilmesi ve risk değerlendirmesinin yapılması gerekmektedir. Bu ça-lışmada, güneş enerji santrallerinin risk analiz tabloları incelenmiş ve alınması gereken iş sağlığı güvenliği önlemleri ortaya konulmuştur. Anahtar Kelimeler: İş Sağlığı ve Güvenliği, Güneş Enerji Santrali, Risk Değer-lendirme Yenilenebilir Enerji Kaynakları.
Güneş enerji sistemlerinde verim analizi ve enerji kayıplarının tespiti
Dünya genelinde enerji ihtiyacı nüfus artışıyla beraber giderek artmaktadır. Bu ihtiyacı karşılamak için en çok kullanılanlar ise fosil kaynaklardır. Fosil kaynak kullanımı özellikle sera gazı salınımı ile sıcaklığın artmasına ve dolayısıyla da küresel iklim değişikliğine neden olmaktadır. Bu nedenle, küresel iklim değişikliğinin azaltılması ve sürdürülebilir bir çevre için fosil kaynaklar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması gerektiği bilinen bir gerçektir. Bu anlamda, güneş enerjisi de yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak son dönemlerde oldukça dikkat çekmektedir. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi ise, her türlü bölgede kolaylıkla uygulanabilir olmasına karşılık bölgesel olarak farklı faktörlere bağlı olarak oldukça değişiklik göstermektedir. Bu çalışma kapsamında, 4 farklı bölgede, 8 ilde kurulan güneş enerjisi santrali (GES) ele alınarak sistem verimliliği, üretilen elektrik enerjisine bağlı olarak incelenmiştir. Ayrıca her bir GES için üretim değerleri bireysel ve bölgesel olarak kıyaslanmıştır. Yapılan çalışmada, özellikle Doğu Anadolu bölgesindeki illerde kurulu olan GES'lerin daha düşük üretim verimlerine sahip oldukları, bununla birlikte Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz Bölgelerindeki illerde verimin yüksek olduğu görülmüştür. Üretim değerlerine bakıldığında ise, Doğu Anadolu Bölgesindeki 1 il için toplam yıllık üretim değeri 1.864.660 kwh iken, Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz Bölgelerinde sırasıyla 4.741.959 kwh (Ortalama il başına 1.580.653 kwh) ve 3.103.195 kwh (Ortalama il başına 1.551.597 kwh)'dır. Ayrıca, Güneydoğu Anadolu bölgesindeki Şanlıurfa, Gaziantep ve Diyarbakır'daki GES'ler de incelendiğinde, Gaziantep ilinde kurulu olan santralin üretim değerlerinin diğerlerine kıyasla daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Güneş enerjisinden elektrik üretiminde bölge ve il bazlı olarak oldukça farklı verimlilik değerlerinin elde edilmesindeki en temel sebep ise santralin kurulu bulunduğu bölgenin ve ilin radyasyon seviyesi ve güneşlenme süresi olarak belirlenmiştir.
Stability considerations of connecting a large-scale photovoltaic plant to the public grid
In recent years, due to global warming, energy security and environmental problems, interest in renewable energy sources, which are environmentally friendly energy production, has increased worldwide. Accordingly, it attracts great interest in modern energy systems in the installation of large-scale photovoltaic power plants (LSPVPP) connected to transmission lines. In addition to the rising trend, the control and operation problems encountered during the integration of large-scale photovoltaic energy systems into the grid are increasing. A detailed analysis and regulations with limitations are needed to deal with these problems. In this article, a detailed examination of the problems encountered during the connection of LSPVPP to the network will be made. Network regulations created by the countries will be examined. The restrictions to be examined in these regulations will be observed limitations of the grid code used in Turkey. Regarding the problems encountered during the connection of these facilities to the transmission lines; fault ride through requirement (FRT), voltage and frequency, active power and frequency control, voltage control and reactive power limitations specified in Turkey in the first network with the correct design and simulations including regulation will be observed. The evaluations to be made; Suggestions will be made for the establishment of stable facilities with correct design and design and meeting the requirements of the grid regulation. Matlab / Simulink will be used to validate the assessments to be made.
Nanopartikül katkılı gizli ısı depolama ünitesi entegreli güneş enerjili ısıl sistemlerin tasarımı ve deneysel analizi
Bu tez çalışmasında, nanopartikül katkılı gizli ısıl enerji depolama ünitesi kullanımın farklı güneş destekli ısıl sistemlerin performansına etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Çalışmada hava dolaşımlı hibrit fotovoltaik-termal (PVT) kollektörler, sera kurutucular ve güneş destekli su arıtma sistemleri incelenmiştir. Her bir sistemin, konvansiyonel, parafin bazlı ısıl enerji depolama üniteli ve bakır oksit (CuO) nanopartikül katkılı ısıl enerji depolama üniteli versiyonları imal edilmiş ve eş zamanlı olarak test edilmiştir. Ek olarak, güneş destekli su arıtma sistemine yutucu yüzey kaplama malzemesi olarak CuO nanopartikül katkılı mat siyah boya da uygulanmıştır. Bu bağlamda, nanopartiküllerin kombine kullanımının etkisi de araştırılmıştır. PVT kollektör deneyleri ve sera kurutucu deneyleri sırasıyla 0,007- 0,014 kg/s ve 0,009-0,014 kg/s aralığındaki kütlesel debilerde test edilmiştir. Deneysel sonuçlara göre, nanopartikül katkılı modifikasyon kullanılması, PVT kollektörün ısıl ve ekserji verimi değerlerini konvansiyonal sisteme oranla sırasıyla %9,22-14,19 ve %13,61-19,01 oranında arttırmıştır. Ek olarak PVT kollektörlerin elektriksel verimleri %10,00-13,30 aralığında bulunmuştur. Sera kurutucu deneylerinde tarımsal ürün kurutma işlemi gerçekleştirilmiştir. Nanopartikül katkılı modifikasyonun sera kurutucuda kullanılması ile kuruma süresi 120-140 dakika aralığında kısaltılmıştır. Ek olarak sera kurutucuda nanopartikül katkılı modifikasyon kullanımı özgül enerji tüketimi değerini %23,79 azaltmıştır. Sera kurutucuların özgül nem çekme oranı 0,67-1,29 kg/kWh aralığında hesaplanmıştır. Güneş destekli su arıtma sistemi deneylerinde toplamda dört farklı sistem incelenmiştir. Nanopartiküllerin hem ısıl enerji depolama ünitesine hem de yutucu yüzey kaplama malzemesine entegre edilmesi, konvansiyonel su arıtma sistemine oranla kümülatif üretkenlik değerlerini %26,77 oranında arttırmıştır. Ek olarak arıtıcıların ısıl ve ekserji verimi değerleri sırasıyla %15,96-19,30 ve %1,25-2,01 aralığında bulunmuştur. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlar, nanopartikül katkılı ısıl enerji depolama ünitesi kullanımının farklı güneş destekli ısıl sistemlerin performansını önemli ölçüde arttırdığını göstermektedir.
Sezgisel optimizasyon algoritmaları ile enerji hub optimizasyonu
Bu tez çalışmasında, rüzgar ve güneş enerjisi entegreli bir enerji hub (EH) modeli önerilmiştir. Önerilen modelin optimizasyonu için hibrit bir algoritma geliştirilmiştir. Bu kapsamda, tez çalışmasında genel olarak iki konu üzerinde çalışılmıştır. İlk olarak, enerji hub girişindeki enerji kaynaklarının elektrik, rüzgar enerjisi, güneş enerjisi, doğal gaz ve ısı olduğu, çıkışta ise elektrik, ısı, soğutma ve basınçlı hava üretilen bir model önerilmiştir. Bu model temel alınarak 69 EH yapısı oluşturulmuştur. Bu EH yapıları kullanılarak, dört farklı boyutta test sistemi oluşturulmuştur. EH optimizasyonunun ele alındığı çalışmada, toplam enerji hub maliyetinin minimize edilmesi, toplam enerji hub kayıplarının minimize edilmesi ve hem enerji hub maliyetinin hem de kayıplarının minimize edilmesi olarak üç amaç fonksiyonu kullanılmıştır. Literatürde toplam enerji hub maliyetinin minimize edildiği problemlerin aksine, bu çalışmada rüzgar ve güneş enerjisinin maliyet modeli doğrudan maliyet, ceza maliyeti ve rezerv maliyeti olarak hesaplanmıştır. Böylelikle, literatüre yeni bir problem önerilmiştir. Tez çalışmasında ele alınan ikinci konu, meta-sezgisel arama algoritma tasarımıdır. Buna göre, yarı parametre uyarlamalı LSHADE ile hibrit CMA-ES (LSHADE with Semi-Parameter Adaptation Hybrid with CMA-ES, LSHADE-SPACMA) algoritmasının erken yakınsama problemini ortadan kaldırmak amacıyla arama performansının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle, algoritmada kullanılan mutasyon stratejisi uygunluk-mesafe dengesi (Fitness Distance Balance, FDB) yöntemi kullanılarak yeniden tasarlanmıştır ve önerilen algoritma FDB-LSHADESPACMA olarak isimlendirilmiştir. FDB-LSHADESPACMA algoritmasının performansını test etmek ve doğrulamak için CEC2017 ve CEC2020 kıyaslama problemleri kullanılarak kapsamlı bir deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, literatürde sıklıkla kullanılan ve güncel 14 meta-sezgisel arama (MSA) algoritması seçilmiştir. Çalışmada önerilen enerji hub optimizasyon problemleri, FDB-LSHADESPACMA algoritması ile çözülmüştür. Buna göre, EH yapıları kullanılarak oluşturulan dört test sistemi ve üç amaç fonksiyonu kullanılarak on iki durum çalışması oluşturulmuştur. FDB-LSHADESPACMA algoritması ve rakip MSA algoritmalarından elde edilen tüm sonuçlar, Friedman Testi ve Wilcoxon ikili işaret testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, FDB-LSHADESPACMA algoritmasının rakip algoritmalardan daha iyi sonuçlar elde ettiği ve üstün performans sergilediği görülmüştür.
Güç sistemlerinde enerji yönetimi analizi ve uygulaması
Teknolojinin gelişmesi ve artan tüketici talebi neticesinde elektrik ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Bu artış ile birlikte üretim kaynaklarına olan gereksinim büyümektedir. Yeraltı kaynakların sınırlı olması, fosil kaynakların çevreye verdiği zararlar, enerji yakıt maliyetindeki artışlar ve taşınmasındaki zorluklar neticesinde bu kaynaklarının kullanımının azaltılması ve burada oluşan boşluğu yenilenebilir enerji kaynakları ile doldurulması gerekmektedir. Bu nedenle hem fosil kaynakların hem de yenilenebilir enerji kaynaklarının birlikte ve verimli şekilde kullanılması oldukça önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında karaya yakın bir ada grubu için yüksek yenilenebilir enerji kaynaklı bir hibrit güç sisteminin teknik, ekonomik ve çevresel uygulanabilirliği incelenerek optimal hibrit bir model değerlendirilmiştir. Ada bölgesinin konum bilgileri ışığında bölgedeki solar radyasyon ve rüzgâr hızı verileri analiz edilmiş ve bu analizler neticesinde sistem boyutlandırmasında rüzgâr türbinlerinin daha da ön plana çıktığı görülmüştür. Bölgedeki hibrit güç sisteminin modellenmesinde, Amerikan Ulusal Yenilebilir Enerji Laboratuvarında geliştirilmiş ve güvenilirliğini kanıtlamış olan HOMER PRO yazılımı kullanılmıştır. Optimizasyon sonuçları özellikle yük profili, yenilenebilir enerji kaynaklı santrallerin başlangıç maliyetleri ve teşvik paketlerinin kapsamının yüksek yenilenebilir enerji kaynaklı çözümlerin boyutunu belirlediği görülmüştür. Oluşturulan farklı penetrasyonlu senaryolarda %0-%20-%40 şebeke güç kısıtlarına bağlı olarak optimal yenilenebilir enerji sistemlerin %75-300 arasında penetrasyonlarının değiştiği belirlenmiştir. Belirlenen bu optimal senaryoların adalara optimal dağılım tahminleri Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması – Pandapower Güç Akış Çözümleyicisi yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen oranlar neticesinde farklı senaryolar altında her bir adaya yenilenebilir enerji dağılımları yapılmıştır. Her bir adanın optimal yenilenebilir enerji üretimlerinin, şebeke alış/satış durumlarının ve saatlik maliyet değişimlerinin analizleri Gurobi optimizasyon çözücüsü ile gerçekleştirilmiştir. Son bölümde ise belirlenen senaryolara dizel generatör ve üç farklı enerji depolama sistemleri dahil edilerek teknik, ekonomik ve çevresel analizler yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar yük profili, şebeke güç kısıtları ve teşvik paketlerine bağlı olarak şebeke altyapısı olan ada veya ada gruplarının enerjiye ihtiyacının yüksek yenilenebilir enerji sistemli enerji üretimi ile teknik, ekonomik ve çevresel hedefler ile uyumlu uygulanabilir çözümler üretebileceğini göstermiştir.
The process of converting solar power to electricity using solar cells and improving productivity of photovoltaic solar power systems via solar cells
Photovoltaic (PV) technology, together with being an expensive and renewable technology, is the simplest electricity production technology in terms of design and installation. PV cells are semiconductor materials that convert solar energy directly into electricity. The energy conversion factor for any solar PV system is defined as efficiency. This causes some misconceptions. The efficiency of a PV cell can be taken as the ratio of the generated electricity to total solar radiation. According to this definition, only the electricity generated by the PV cell is taken into account. Other components and properties of the PV cells such as the ambient temperature, cell temperature, and chemical components of the PV cell are not considered. PV cells heat up during use and lose or gain heat according to the temperature of the environment they are in. In other words, as the PV cell warms up as a result of warming up, the heat energy must also be taken into account in the collection efficiency of the PV cell. In this study; parameters affecting the efficiency of a PV power system such as panel placement and panel-inverter compliance are examined and necessary precautions for keeping performance high are discussed.
Yenilenebilir enerji kaynakları ve Türkiye
rtan nüfus ve mevcut kaynakların yetersizliği sonucu ihtiyaçlar da aynı yönde artış göstermiş, "daha iyi"yi isteyen insan, yeni enerji kaynakları arayışına girmiştir. Yakılmasıyla daha fazla enerjiyi açığa çıkaran fosil yakıtlar doğaya ve canlıların sağlığına zarar vermiş ve sağladığı faydayı gölgelemiştir. Fosil yakıtlar tüketildikçe, atıklarıyla doğal çevre de tükenmeye başlamıştır. Çalışmamda, yenilenebilir enerji kaynakları hakkında genel bilgi verilmiş, ardından yenilenebilir enerji kaynakları olumlu ve olumsuz yönleri ile birlikte açıklanmıştır. Söz konusu enerji kaynakları ile ilgili dünya ülkelerinin ve Türkiye'nin izlediği politikalar tartışılmıştır. Bunu yanı sıra Türkiye'nin enerji politikaları incelenerek yenilenebilir enerji kaynaklarının Türkiye'deki potansiyelleri ve bu potansiyellerin ne ölçüde kullanıldığı, yenilenebilir enerji kaynakları hakkındaki mevzuat ile birlikte genel olarak anlatılmıştır. Çalışmada; Avrupa Birliği ve Türkiye'nin yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik yaklaşımları karşılaştırmalı olarak incelenmekte olup, bu eksende, Türkiye'nin geçmiş ve günümüzdeki çalışmalarının geleceğe yansıması ve çeşitli politika önerileri üzerinde durulmaktadır Anahtar kelimeler: 1.Yenilenebilir Enerji, 2.Fosil Yakıtlar, 3.Türkiye'nin Enerji Politikaları, 4.Avrupa Birliği
Fotovoltaik bir sistem için aralıklı tip-2 bulanık mantık denetleyici tabanlı maksimum güç noktası takibi tasarımı
Fotovoltaik sistemlerin çevre dostu olmaları, gürültüsüz çalısmaları ve yakıt maliyetlerinin olmaması gibi üstünlüklerinin yanında yatırım maliyetlerinin yüksek olması, enerji dönüsümündeki verimliliklerinin düsük olması gibi dezavantajları da bulunmaktadır. Bu nedenle fotovoltaik sistemlerin verimini arttırmaya yönelik çalısmalar önem kazanmıstır. Bir fotovoltaik sistemi maksimum verimde çalıstırabilmek için, bir maksimum güç izleyici (MPPT) yönteminin kullanılması gerekir. MPPT yöntemi ile fotovoltaik panellerin daima maksimum güç noktasında ve daha verimli çalısması saglanabilir. Bu tez çalısmasında, fotovoltaik panelden beslenen bir DC-DC dönüstürücünün MPPT kontrolü için dayanıklı yapıya sahip Aralıklı Tip-2 Bulanık Mantık (IT2BM) tabanlı bir yöntem önerilmistir. Önerilen yöntem ile güçte meydana gelen salınımların ve güç hatasının azaltılması, hava sartlarında meydana gelen degismelerde MPPT yönteminin performansını en az etkilemesi amaçlanmıstır. Önerilen yöntemin performansını degerlendirmek için dört adet 1Soltech 1STH-215-P marka fotovoltaik panel, yükselten tip DC-DC dönüstürücü, yük ve MPPT yöntemini içeren bir Matlab/Simulink benzetim modeli olusturulmustur. Dönüstürücü için anahtarlama frekansı 5 kHz seçilmis ve kapı darbeleri darbe genislik modülasyon (PWM) yöntemi ile üretilmistir. Tasarlanan IT2BM iki girise ve bir çıkısa sahiptir. IT2BM'ye girisler hata (E) ve hatanın degisimi (!E), çıkıs ise doluluk oranındaki degisim (!d) olarak belirlenmistir. SÜrekli durum hatasını gidermek için IT2BM'nin çıkısı integre edilmistir. Benzetim modelinin dinamik performansı panel sıcaklıgı sabit tutulup ısınım zamana göre degistirilerek incelenmistir. Bu çalısma sartları altında önerilen MPPT yönteminden elde edilen yük akımını, yük gerilimi, panel akımını, panel gerilimini, panel gücünü, MPPT güç hatasını ve MPPT yönteminin verimini içeren benzetim sonuçları verilmistir. Ayrıca önerilen MPPT yöntemin etkinligini göstermek için benzetim sonuçları aynı çalısma sartları için P&Q MPPT yönteminin sonuçları ile karsılastırılmıstır. Elde edilen sonuçlar IT2BM tabanlı MPPT yönteminin P&Q MPPT yönteminden cevap hızı, güçte meydana gelen salınım ve güç hatası bakımından daha üstün bir performansa sahip oldugunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik Sistemler, Maksimum Güç Noktası Takibi, MPPT Yöntemi, Degistir & Gözle, Aralıklı Tip-2 Bulanık Mantık Denetleyici
NİO: ZNO / CDO kompozit fotodiyotların sol-jel yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, farklı molar oranlarda NiO:CdO ve NiO:ZnO ince filmler Alüminyum (Al) omik kontaklı p-Si üzerinde oluşturuldu. Kaplama yöntemi olarak sol-jel döndürerek kaplama yöntemi kullanıldı ve kaplama işlemi dinamik modda gerçekleştirildi. Fiziksel bir maske kullanılarak termal buharlaştırma yöntemi ile ince filmler üzerinde Al üst kontaklar meydana getirildi. Tüm bu işlemlerden sonra Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotlar üretilmiş oldu. Üretilen ince filmleri oluşturan fazların tayini için X-ışını kırınımı (XRD) analizi gerçekleştirildi. İnce filmleri oluşturan yapıların morfolojileri farklı büyütmelerde alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ile araştırıldı. İnce filmleri meydana getiren elementler enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlendi. Üretilen fotodiyotların fotodiyot parametreleri akım-gerilim (I–V), kapasite-gerilim (C-V), iletkenlik-gerilim (G-V), geçici fotoakım-zaman (I–t) ve geçici fotokapasite-zaman (C–t) ölçümleri ile araştırıldı. I-V analizleri karanlık ve farklı ışık şiddetleri altında (20 - 100 mW/cm^2) ve I-t analizleri ise sadece 20 - 100 mW/cm^2 arasında değişen ışık şiddetlerinde gerçekleştirildi. C-V, G-V ve C-t ölçümleri farklı frekans değerlerinde (10 kHz - 1 MHz) gerçekleştirildi. NiO:CdO ve NiO:ZnO ince filmler başarıyla üretildi ve tüm ince filmlerin nanoyapılardan meydana geldiği görüldü. Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotların doğrultma davranışı gösterdiği tespit edildi. Fotoakım değerlerinin ışıktan etkilendiği ve ışık yoğunluğu arttıkça yükseldiği belirlendi. Üretilen tüm fotodiyotların ışığa karşı hassas oldukları tespit edildi. En yüksek fototepki değeri NiO:ZnO oranı 3:1 olan Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotta 3.12 x 10^3 olarak elde edildi. Üretilen fotodiyotların elektriksel ve fototepki özelliklerinin NiO:CdO-ZnO oranları ile değiştirilebileceği ve kontrol edilebileceği görüldü. Al/NiO:CdO/p-Si/Al ve Al/NiO:ZnO/p-Si/Al kompozit esaslı fotodiyotların seri direnç ve arayüz durum yoğunluklarının frekanstan ve NiO:CdO-ZnO oranından etkilendiği belirlendi. Yapılan tüm karakterizasyonlar neticesinde, üretilen cihazların optoelektronik sistemlerde fotokapasitör ve fotodiyot olarak kullanım alanı bulabileceği sonucuna varıldı.
Endüstri 4.0 ve enerji dönüşümü: Türkiye'de güneş enerjisi teknolojilerinden elektrik üretimi potansiyelinin değerlendirilmesi
Enerji, ülkelerin iç ve dış politikalarında öncelikli bir konudur. Dünya genelinde artan enerji talebini karşılamak için ülkelerin dinamik enerji politikalarına ihtiyacı vardır. Enerji kaynaklarının büyük bir hızla tükenmesi, enerjide dönüşüm yaşanmasını beraberinde getirmiştir ve dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarına gösterilen ilgiyi artırmıştır. Bu çalışmanın amacı Türkiye'de güneş enerjisinden elektrik üretimi potansiyelini araştırmaktır. Çalışmada ulaşılan sonuçlara göre Türkiye yılda ortalama güneşli gün ve alınan güneş miktarı bakımından güneş enerjisinden elektrik üretimi için büyük bir potansiyele sahip olsa da potansiyelinin altında kalmış durumdadır. Farkındalığın arttığı bir konu olduğu için güneş enerjisinden elektrik üretimine dair yasal çalışmalar ve teşviklerin artması beklenmektedir. Endüstri 4.0 teknolojilerinin doğru bir şekilde kullanılması, Türkiye'nin güneş enerjisinden elektrik üretimine pozitif yönde katkı sağlayacaktır.
Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren çevre dostu sistemin tasarlanması
İnsan nüfusundaki ve sanayileşmedeki artış, teknolojinin hızla gelişmesi, bunlara bağlı olarak fosil enerji kaynaklarının 50 yıl gibi kısa bir süre sonra tükenecek olması, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Dünyamızın en önemli yenilenebilir enerji kaynağı güneştir. Bu sebeple güneş enerjisi ile ilgili çalışmalar her geçen yıl artmaktadır. Bu tez çalışmasında, teknolojinin gelişmesiyle insanların taşınabilir elektronik cihazlara gereksinimlerinin artması göz önünde bulundurarak, güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren ve cep telefonu, mp3 çalar, taşınabilir radyo gibi elektronik aygıtları şebekeden bağımsız şarj eden, çevre dostu bir sistem tasarlanmıştır. Sistem güneş paneli, şarj denetim birimleri ve aküden oluşmaktadır. Güneş paneli güneş enerjisini DC olarak elektrik enerjisine çevirmektedir. Güneşin olmadığı ya da yetersiz olduğu zamanlarda da sistemden yararlanmak için akü yerleştirilmiştir. Şarj denetim birimleri ise, akünün aşırı dolup boşalmasını engellemektedir ve sistemin gerilim değerlerini sabit tutmaktadır. Sistem deneysel olarak incelenmiş ve fotoğraflanmıştır.