235
Archived Theses
2
DOIs Assigned
1%
DOI Rate
Discipline
Yakit pili-batarya hibrit güç sisteminin performansinin deneysel olarak incelenmesi
Son yıllarda fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanımının sebep olduğu sorunları belirleyebilmek ve üstesinden gelebilmek için birçok çaba sarf edilmektedir. Buna rağmen fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı kısa bir sürede sona erdiremeyeceğimiz kabul edilmelidir. Aslında bu durum, enerji alanındaki teknolojilerin yavaş bir dönüşümü ile uzun yıllar sürecektir. Bu geçiş döneminde, alternatif enerji kaynaklarına geçişi desteklemek için bunu sağlayacak teknolojiler arasında iletişim kurmaya tüm dünyanın ihtiyacı olacaktır. Bu nedenle enerji verimliliğini arttırırken emisyon ve maliyetleri düşürmeyi vadeden hibrit güç sistemlerinin kabul görmesi bu desteğin ilk aşaması olacaktır. Yakıt olarak hidrojen kullanan, proton değişim zarlı (PEM) yakıt pili-batarya hibrit güç sistemi diğer geleneksel bataryalara göre daha yüksek enerji ve güç yoğunluğuna sahiptir. Bunun yanında en fazla gelecek vadeden, çevre dostu alternatif enerji kaynaklarından biridir. Bu tez çalışmasında bir PEM yakıt pili-batarya hibrit güç sistemi tasarımının genel bir yöntemi ortaya konulacaktır. Özellikle mobil güç uygulamalarında, düşük sıcaklık şartlarında çalışan PEM yakıt pilleri uygundur ama PEM yakıt pillerinin bağımsız çalışma konusunda bazı problemleri vardır. Öncelik arz eden kritik problemlerinin başında, artan güç talebiyle ani gerilim düşümlerinin oluşması ve uzun tepki verme süresi gelmektedir. Fakat birçok elektronik cihaz kararlı bir güç ve hızlı tepkilere ihtiyaç duyar. Bu nedenle, değişen yük şartlarında düzenli ve hızlı tepkilere sahip bir güç sağlaması istenen sistemlerde, PEM yakıt pili ile birlikte çalışacak, hızlı şarj-deşarj özelliğine sahip bataryalara ve güç düzenleme cihazlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında da batarya, hibrit batarya şarj cihazı ve yakıt pilinden oluşan ve belirtilen şartlara sahip bir güç sistemi tasarlanmış ve performansı incelenmiştir. Batarya, hızlı tepki vermesi nedeniyle yakıt piline ek olarak yardımcı bir güç kaynağı olarak kullanılmış olup aynı zamanda yük gücünün nominal yakıt pili gücünden düşük olduğu durumlarda da fazla enerjiyi depolamaktadır. Hibrit batarya şarj cihazı hem batarya, yakıt pili ve yük arasındaki koordinasyonu sağlamakta hem de gerilimlerini regüle etmektedir. Böylece yakıt pili ve bataryanın dezavantajları elimine edilirken her ikisinin de avantajları korunmuş olur.
Fotovoltaik sistemlerde kablo kayıplarının incelenmesi
Fotovoltaikler güneş enerjisinden doğrudan elektrik enerjisi üreten sistemlerdir. Bu sistemler genel olarak şebekeden bağımsız veya şebekeye bağlı kurulmaktadırlar. Fotovoltaik sistemlerin bileşenleri evirici, akü, şarj kontrol cihazı ve konnektörlerdir. Bu bileşenlerden kaynaklanan enerji kayıpları sistemin verimini olumsuz etkilemektedir. Bu tez çalışmasında PV sistemlerde kullanılan doğru akım kablolarının neden olduğu enerji ve ekonomik kayıplar incelenmiştir. Kablo kayıplarının incelenmesi için hem deneysel hem de benzetim çalışması yapılmıştır. Benzetim çalışmaları fotovoltaik sistemlerin benzetim ve analizinde yaygın olarak kullanılan PVsyst programı yardımı ile deneysel çalışmalar ise Fırat Üniversitesi Teknoloji Fakultesi ana binası terasına kurulan güneş paneli üzerinde gerçekleştirilmiştir. PVsyst6.2.6 paket programında deneysel çalışmada kurulan fotovoltaik sistemin benzetimi yapılarak PV sistemde meydana gelen kablo kayıpları incelenmiştir. Benzetim çalışmasından elde edilen bulgular incelendiğinde, kablolardan kaynaklanan kayıpların sistem verimini 1.5 mm2'lik kablo için %1.7, 4 mm2'lik kablo için %0.6, 10 mm2'lik kablo için ise %0.2 oranında etkilediği görülmüştür. Yapılan deneysel çalışmada ise küçük PV sistemlerde farklı kesite ve uzunluğa sahip solar kabloların kullanılmasının sistem çıkışını önemli ölçüde değiştirmediği görülmüştür. Özellikle geniş bir alana kurulacak bir PV sistemde hassas olarak yapılacak bir ölçüm ile bu kayıplar daha belirgin olarak gözlemlenebilir. PV sistemlerin kurulumunda kurulum maliyeti önemli bir unsurdur. Kurulacak bir PV sistemde kullanılacak en uygun kablo kesitinin hesaplanaması için, tez çalışmasında optimal kablo kesiti hesaplamaları yapılmıştır. Bu amaçla literatürdeki çalışmalara benzer olarak, yıllık enflasyon ve indirim oranları kullanılarak şimdiki zaman için para tabloları elde edilmiş ve tez çalışmasında kurulan sistem için en uygun kablo kesiti hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: PV Sistem, Kayıplar, Güneş Enerjisi, Güneş Pili
Karaman ilinin rüzgâr enerjisi potansiyelinin farklı türbinlerde güç yönünden incelenmesi
Bu çalışmada, Karaman ilinde kurulması düşünülen bir rüzgar türbini için enerji verimlilğini önceden tahmin eden bir bilgisayar simülasyonu geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, simülasyonda 2010 yılına ait Karaman ili için Devlet Meteoroloji İstasyonundan alınan veriler kullanılmıştır. Çalışmada 5 farklı yapıya sahip türbin karşılaştırılmış ve enerji verimliliği bakımından en iyi olan tespit edilmiştir. Çeşitli paket programlar kullanılarak rüzgar hızlarına bağlı olarak güç değerleri tahmin edilmiş ve gerçek katalog değerleri ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak kullanılan simülasyonun, gerçeğe oldukça yakın tahminler yaptığı ve yatırım gerektirmeden bir türbin için gerekli güç değerlerinin elde edilebileceği tespit edilmiştir. Çalışmanın birinci bölümünde konuya giriş yapılmış ve rüzgar enerjisi hakkında genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde yöntem tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde simülasyonlar sonucu elde edilen bulgular verilerek tartışılmıştır. Dördüncü bölümde enerji üretim miktarları hesaplanmış, beşinci ve son bölümde ise öneriler sunulmuştur. Anahtar kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Rüzgar, Rüzgâr enerjisi, Türbin, Enerji
Determining faults in high voltage direct current transmission by using numerical protection methods
In this study, different signal analysis and machine learning methods were used to help to predict the location of faults occuring on HVDC transmission lines. The fault current and voltage signals used for fault prediction were obtained by simulation in Matlab. The fault current and voltage signals obtained from each km of transmission line simulation were analyzed by using wavelet transform, Stockwell transform and Hilbert-Huang transform methods. Thus, the distinctive features of transients are obtained. In this methods to reduce the size of feature vectors, different criterions such as; energy, entropy, standard deviation, mean magnitude, the mean of the instantaneous frequency and amplitude are employed. In the fault estimation process, support vector machines which are based on statistical learning theory, artificial neural networks and extreme learning machines methods are used. By investigating impacts of those different signal analysis methods on fault estimation process, optimal fault location algorithm is determined. The obtained results show that the proposed approach is very successful in fault estimation and location process. Key Words: HVDC transmission line faults, discrete wavelet transform, Stockwell transform, Hilbert-Huang Transform, support vector machines, artificial neural networks, extreme learning machines.
Türkiye'de kurulması planlanan nükleer santrallerde kullanılacak nükleer yakıtların ve atıkların teknoekonomik açıdan incelenmesi
Türkiye'de nükleer santral kurma çabalarının yaklaşık 50 yıllık bir geçmişi vardır fakat yasal çerçeve 2007 yılında 5710 numaralı kanunun kabulüyle oluşturulmuştur. Bu anlamda, kurulacak santralin türü, modeli ve kullanılacak yakıt ciddi anlamda önem arz etmektedir. Nükleer santral teknolojisinde henüz hiçbir tecrübesi olmayan Türkiye bu alanda daha gelişmiş ülkeleri takip etmek zorundadır. Nitekim Mersin Akkuyu mevkiine, bir Rus şirketi olan ROSATOM tarafından kurulacak santral Türkiye'nin ilk nükleer santrali olacaktır. Nükleer atıklar ve bunların depolanması, nükleer santrallerde önemli olan diğer bir konudur. Nükleer santrallerden düşük ve yüksek seviyede atıklar çıkmaktadır. Düşük seviyeli atıklar kolaylıkla işlenir ve imha edilirler. Yüksek aktiviteli atıklar reaktör korundan çıkan kullanılmış yakıt demetleridir. Kullanılmış yakıtlar reaktör yakınındaki havuzlarda depolanır ve soğumaya bırakılırlar. Kullanılmış yakıtlar içerisinde %95 oranında nükleer yakıt açısından değerli madde barındırmaktadır. Kullanılmış nükleer yakıtlar için dünyada açık ve kapalı çevrim olmak üzere iki metot kullanılmaktadır. Açık çevrimde kullanılmış yaktılar atık kabul edilir ve yeraltına gömülür. Kapalı çevrimde ise yanmış bu yakıtlar yeniden işlenerek değerli malzemeler ayrıştırılır. Arta kalan atık ise camlaştırılıp ve ardından yer altına gömülür. Ekonomik olduğu için dünyada en çok açık çevrim kullanılmaktadır. Kullanılmış yakıtlar uzun yıllar boyunca depolama havuzlarında bekletilebilir. Türkiye için en uygun olan yakıt çevrimi tez içerisinde tartışılmıştır. Bu tez çalışmasında, Türkiye ve dünyadaki enerji durumu ile nükleer santraller hakkında genel ve güncel bilgiler verilmiş, Türkiye'deki nükleer çalışmalar karşılaştırmalı bir şekilde incelenmiş; yakıtlar ve rezervlerinin kullanılabilirliği, maliyeti ve atıkların daha uygun yöntemlerle depolanmasına dair öneriler sunulmuştur.
Atıkların hıdrotermal karbonizasyon yöntemi ile biyo-yakıta dönüştürülmesi
Bu tez çalışmasının amacı hayvansal ve tarımsal atıkların çevre dostu ve sürdürülebilir hidrotermal karbonizasyon (HTK) yöntemi ile yüksek kalorili biyoyakıtlara dönüştürülmesidir. Bu çalışma kapsamında, süt sığırı gübresi (SG) ve pirina (P) ağırlıkça eşit oranlarda karıştırılarak HTK yöntemi ile yüksek kalorili biyo-yakıtlara dönüştürülmesi, elde edilen hidroçarın karakterizasyonu ve yanma performansı araştırılmıştır. Hidroçar üretimi amacıyla sıcaklık (180-260°C), reaksiyon süresi (0-180 dak), katı/sıvı oranı (1:5, 1:10) ve başlangıç pH değeri (3, 6) gibi farklı işletme parametreleri kullanılarak bir optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. Enerji yoğunluğu en yüksek hidroçar 260 °C sıcaklıkta, pH 3 başlangıç değerinde, katı/sıvı oranı 1:5'te ve 180 dakikalık reaksiyon süresi için 1,75 olarak elde edilmiştir. En yüksek enerji verimi değeri ise 180 °C sıcaklıkta, başlangıç pH değeri 3'te, katı/sıvı oranı 1:5'te ve 180 dakikalık reaksiyon süresi için %136 olarak belirlenmiştir. Hidroçarların H/C ve O/C mol oranlarında azalma meydana gelmiştir. 180, 220 ve 260 °C'de, başlangıç pH değeri 3'te, katı/sıvı oranı 1:5'te ve 180 dakikalık reaksiyon süresinde elde edilen hidroçarların azot ve hava ortamında termal bozunma süreçleri termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile incelenmiş hidroçarların karakteristik özellikleri ve yanma indeksleri (S) yakıt değeri açısından uygun bulunmuştur. BET analizi ile hidroçarların yüzey alanı 180 ve 220 °C'de ve 260 °C'ye göre daha yüksek ölçülmüştür. Hidroçarların yapısındaki fonksiyonel gruplar ve yüzey morfolojileri FTIR ve SEM-EDX analizleri ile belirlenmiştir. Hidroçar külleri XRF ve SEM-EDX analizleri ile incelenmiştir. Hammadde külüne kıyasla hidroçar küllerinde Na2O, K2O ve Cl oranlarının azaldığı, iz element konsantrasyonlarının ise (Cd, Cu, Fe, Ni, Pb ve Zn) arttığı gözlemlenmiştir. Proses suyunda TOC, TN tayini yapılmıştır. Bu çalışmada, HTK yöntemi ile atıklardan linyit ve subbitümlü kömüre eşdeğer yenilenebilir bir katı yakıt elde edilebileceği belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: süt sığırı gübresi, pirina, hidrotermal karbonizasyon, hidroçar, yenilenebilir enerji
Metilamonyum kurşun iyodür (CH3NH3PbI3) perovskit film malzemelerin zamana bağlı akım-gerilim (I-V) ölçümleri ile karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında üçüncü nesil organik güneş hücresi ailesinden olan perovskit güneş hücrelerinde optik soğurucu tabakası olarak kullanılan MAPbI3 (Metilamonyum Kurşun İyodür) yapısına sahip film üretimi gerçekleştirilmiştir. Perovskitler üretim yöntemine ve ortam koşullarına bağlı olarak kararsızlık göstermektedirler. Tez kapsamında homojen, kimyasal reaksiyon sürecini tamamlamış ve kararlı bir yapıya sahip perovskit ince filmlerin üretimi için Termal CVD (Termal Kimyasal Buhar Biriktirme) yöntemi kullanılmıştır. Üretilen malzemelerin yapısal karakterizasyonu için XRD (X-ışını Kırınımı) desenlerinin analizleri ve yüzey morfolojisi analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Tunneling Microscope, SEM) kullanılmıştır. Farklı atmosferik koşulların perovskit filmler üzerinde oluşturduğu kararsızlık mekanizmasının anlaşılabilmesi için malzemeler üzerinde dört farklı stres faktörü uygulanmıştır. Bu stres faktörleri sırası ile laboratuvar atmosferi, ultraviyole (UV) ışık uygulaması, oksijen (O2) uygulaması ve saf su buharı uygulamasıdır. Her stres faktörü uygulanırken, stres faktörü altında ve stres faktörü ortadan kalktıktan sonra karanlık iletkenlik değerleri kayıt altına alınmıştır. Elde edilen bulgularda belirli stres faktörlerinin malzemeler üzerinde elektronik kusurlara sebep olduğu belirlenmiştir. Bu kusurların ortadan kaldırılabilmesi adına malzemelere ısıl işlem uygulanmış ve ısıl işlem uygulamasının malzemelerdeki elektronik kusurlar üzerine etkisi iletkenlik ölçümleri ile belirlenmiştir.
Perovskit metil amonyum bizmut iyodür (MA3Bi2I9) ince film soğurucu tabakasının ve FTO/TiO2/MA3Bi2I9/P3HT/Au güneş hücrelerinin stres faktörleri altında kararsızlıklarının incelenmesi
Yenilenebilir enerji kaynaklarının en başında "Güneş" gelmektedir. Güneş enerjisinden hem ısı hem de elektrik üretmek mümkündür. Geleneksel güneş hücrelerine bakıldığında silisyum tabanlı güneş hücreleri ile karşılaşılmaktadır. Ancak silisyum güneş hücrelerinin birim maliyeti oldukça yüksektir. Bu nedenle bilim insanları düşük maliyetli güneş hücreleri üretmeye odaklanmışlardır. Üçüncü nesil güneş hücrelerinden perovskit güneş hücreleri verimlilikleri ile bilim insanlarının ilgisini çekmiştir. Ancak perovskit güneş hücrelerinin kararsızlık ve Pb gibi toksitite problemi bulunmaktadır. Periyodik tabloda Pb yerine kullanılabilecek ve toksik olmayan elementler araştırılmıştır. Bu elementler arasında en umut vaat eden ise bizmuttur. Bizmutun kurşun yerine perovskit güneş hücrelerinde kullanılması ile daha kararlı, doğa dostu ve uzun ömürlü perovskit güneş hücresi üretilmesi mümkündür. Böylesi bir durum perovskit güneş hücrelerinin ticari olarak silisyum güneş hücreleri ile rekabet edebilme potansiyelini doğurmaktadır. Bu çalışmada perovskit güneş hücresi optik soğurucu tabakası olan MA3Bi2I9 ince filmler termal buharlaştırma yöntemi ile büyütülerek farklı sıcaklıklarda (30°C, 80°C, 100°C, 120°C, 160°C ve 200°C) tavlanmıştır. Tavlanan ince filmlerin yapısal, morfolojik ve optik analizleri gerçekleştirilmiştir. Optik soğurucu tabakası ince film ile aynı şekilde üretilen FTO/TiO2/MA3Bi2I9/P3HT/Au formundaki perovskit güneş hücresi de aynı sıcaklıklar da tavlanarak argon gazı atmosferinde I-V verileri kayıt altına alınmıştır. Aynı formdaki diğer bir perovskit güneş hücresi ise laboratuvar atmosferinde bekletilerek farklı günlerde alınan I-V ölçümleri kayıt alınmıştır. İnce film ve güneş hücresinden elde edilen bulgular gelecekte kararlı MA3Bi2I9 perovskit güneş hücresi üretilebilmesi açısından karşılaştırılmalı olarak sunulmuştur.
Üç fazlı sincap kafesli asennkron motorun gövde kanatçık arızasının motor performansı üzerindeki etkilerinin deneysel olarak elde edilmesi
Elektrik motorlarında sıcaklık değerleri doğrudan motorun performansına etki etmektedir. Özellikle kapalı ve iç ortam sıcaklığı yüksek olan işletmelerde ortalama sıcaklık yüksektir. İç ortam sıcaklığının yüksek olması motor performansına doğrudan olumsuz etki etmektedir. Elektrik motorlarının ömürlerinin sıcaklık değerinin artmasıyla azaldığı bilinmektedir. Motor gövdesindeki yetersiz soğutmayla beraber iç sıcaklık değerlerinin artması ve stator sargı dirençlerinin sıcaklık ile doğru orantılı olarak artması motorun performansında olumsuz etkiler yaratmaktadır. Bundan dolayı elektrik motorlarının soğutulması çalışma performansı ve enerji tasarrufu açısından önemlidir. Asenkron motorlarda soğutma; dış gövde soğutması ve rotor kısa devre halkası kısmında yer alan soğutma kanatçıkları ve pervane ile sağlanabilir. Bu tez çalışmasında üç fazlı sincap kafesli asenkron motorların gövde kısmında bulunan kanatçıkların arızalanması durumunda motor performansının nasıl değiştiği deneysel olarak elde edilmiştir. Bu tez kapsamında gövde üzerindeki kanatçıkların asenkron motorların soğutulmasındaki etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu bağlamda sağlam motor gövde üzerindeki ısı transferini sağlayan kanatçıklarda arızalar meydana getirilerek sıcaklık değişimleri araştırılmıştır. Arızalı durumlar için motorların çalışmasında anormal bir durum söz konusu olacağından bunun motor titreşimleri üzerindeki etkileri de araştırma konusu dâhilinde elde edilmiştir. Ayrıca sağlam motor ve gövde üzerindeki kanatçıkları arızalı olan asenkron motorun her biri için ayrı ayrı boşta çalışma, kısa devre çalışma ve yüklü çalışma deneyleri yapılarak performans analizleri elde edilmiştir.
Fotovoltaik sistemlerde oluşan arızalar ve çözüm önerileri
Bugüne kadar insanlık enerji ihtiyacının büyük bir kısmını fosil yakıtlardan karşılamıştır. Fosil kökenli kaynakların çevreye olan zararları nedeniyle yenilenebilir enerji, kaynaklarına olan ilgi artmıştır. Yenilenebilir enerji kaynakları doğada sürekli bir şekilde var olan başta güneş olmak üzere rüzgâr, jeotermal, hidrolik, gelgit, dalga, biokütle, biyoyakıt ve hidrojen enerjileridir. Türkiye coğrafi konumu itibariyle birçok dünya ülkesine göre yenilenebilir enerji kaynakları bakımından iyi bir potansiyele sahiptir. Güneş enerjisi birçok alanda kullanılmakla birlikte güneş enerjisinden elektrik üretimi son yıllarda yoğun bir şekilde önem kazanmıştır. Bu çalışmada güneş enerjisinde elektrik üretiminde kullanılan fotovoltaik paneller ve fotovoltaik sistemlerde oluşan arızalar ve bu arızaların giderilmesi için çözüm önerileri ile alınacak önlemler hakkında bilgiler verilmiştir. Sistemlerde oluşan arızalar ya da bozulmalar hücre, modül ve dizilerde görülmektedir. Fotovoltaik sistemlerde oluşan arızalar veya kayıplar; ışınım kayıpları, sistem kayıpları, dönüşüm kayıpları olarak sınıflandırılmıştır. Bu kayıpların en aza indirilmesi için sistem kurulum aşamasında yapılacak olan tasarımların optimizasyonu, sistem kurulum sonrası çalışmasının kontrolü ve bakımının düzenli yapılması önemlidir. Kurulum sonrasında sistemlerin çalışması ve enerji üretiminin kontrolü uzaktan takip sistemleriyle de yapılabilmesi ayrıca bir avantajdır.
550 kwp kurulu güce sahip güneş santralinin makine öğrenmesi ile kısa vadeli elektrik üretim tahmini
Günümüzde güneş, rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı sürdürülebilirlik, doğa dostu ve tükenmeyen kaynaklarından oluştuğu için vazgeçilmez bir zorunluluk haline gelmiştir. Gelişen teknoloji ile birlikte verimleri her geçen gün artan yenilenebilir enerji yöntemleri son dönemlerde hızla yaygınlaşırken, bazı sorunları da beraberinde getirmiştir. Sadece üretilen enerji miktarının artması tek başına yeterli olmayıp, üretilen enerjinin verimli kullanılamaması bu sorunların en önemlilerindendir. Bu sebeple üretilen enerjinin takibi ve üretim miktarının tahmini daha da önem kazanmaya başlamıştır. Güneş enerji santrallerinde üretilecek enerji tahmini, enerjinin daha verimli ve etkin kullanılması için önemlidir. Üretilecek gücün tahmin edilmesi yatırımın doğruluğu, optimum üretim miktarının belirlenmesi, ihtiyaç duyulan güce erişilip erişilemeyeceği, sektörde yatırım yapan firmaların gelir hedeflerini planlaması ve enerjinin boşa harcanmaması için büyük bir öneme sahiptir. Türkiye'de elektrik üreten firmalar hem devlete sözleşme karşılığı ürettikleri enerjiyi sabit fiyattan satabilmekte hem de spot piyasada gün öncesi belirlenen fiyat üzerinden satış yapabilmektedir. Bu sebeple üretilen enerji miktarının kestirimi ticari açıdan da büyük önem taşımaktadır. Bu tezde, Denizli ilinde bulunan bir güneş enerjisi santralinin kısa vadede üreteceği enerji miktarı, makine öğrenmesine dayalı doğrusal regresyon, rastgele orman, k en yakın komşu, destek vektör makineleri ve yapay sinir ağları ile tahmin edilmiş ve gerçek üretim değerleri ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca çalışmada tahmin yöntemlerinin performansını ortaya çıkarmak için belirleme katsayısı, karekök ortalama hata ve ortalama mutlak yüzdelik hata algoritmaları kullanılmıştır. Tezde, tahmin için kullanılan güneş enerjisi santralinden elde edilen verilerle uygulanan makine öğrenmesi yöntemlerinin yüksek performans gösterdiği ve gerçek değerlere yakın tahminler yaptığı ortaya koyulmuştur. Ayrıca oluşturulan tahmin metotları kendi arasında da kıyaslanmıştır. Bu çalışma ile güneş santrallerinin üretileceği enerji miktarını yüksek doğrulukla tahmin etmenin mümkün olduğu gösterilmiştir.
Perovskit (CH3 NH3)3 Sb2 I9 ince filmlerin termal buharlaştırma yöntemi ile üretilmesi ve kararsızlık mekanizmalarının elektriksel yöntemlerle belirlenmesi
Yenilenebilir enerji kaynaklarında erişilebilirlik ve kaynak açısından ön planda olan Güneş enerjisi büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemler sürdürülebilir kullanım açısından yüksek verim ve düşük maliyetleri karşılama konusunda yetersiz kalmaktadır. Güneş hücrelerinin üretimindeki teknolojilerin ilerlemesi ile yeni nesil güneş hücreleri kendilerine bu alanda yer bulmaya başlamışlardır. Bu yeni nesil güneş hücreleri arasında olan üçüncü nesil güneş hücreleri ile doğada çok bulunan organik malzemelerle üretim hedeflenmektedir. Ancak üçüncü nesil güneş hücresi olan perovskitin piyasada ticari olarak bulunamamasının sebebi üretimlerinden kısa bir süre sonra bozunmaları ve verimlilik değerlerini kaybetmeleridir. Bu tez çalışmasında üçüncü nesil organik güneş hücresi ailesinden olan perovskit güneş hücrelerinde optik soğurucu tabakası olarak kullanılan (CH3NH3)3Sb2I9 (Metilamonyum Antimon İyodür) yapısına sahip ince filmlerin üretimi termal buharlaştırma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında üretilen malzemelerin yapısal karakterizasyonu için XRD (Xışını Kırınımı) desenlerinin analizleri ve yüzey morfolojisi analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Tunneling Microscope, SEM) kullanılmıştır. Bunun yanı sıra TGA ile malzemelerin termal kararlık optimizasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretim sonrası farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulamalarına maruz bırakılan ince filmlerde atmosferik koşulların oluşturduğu kararsızlık etkilerinin anlaşılabilmesi için malzemeler üzerinde üç farklı stres faktörü uygulanmıştır. Bu stres faktörleri sırası ile laboratuvar atmosferi, ultraviyole (UV) ışık uygulaması, ışık banyosu uygulamasıdır. Elde edilen bulgular sonucunda farklı stres faktörlerinin ince film malzemenin elektriksel iletkenliğinde yol açtığı değişimler belirlenmiştir.
Tavuk atıkları ve çam odunu talaşından elde edilen biyo-yakıtın yakılmasında katkı maddelerinin etkisinin incelenmesi
Bu tez çalışmasının amacı hayvansal atıklar ve orman atıklarına yeşil enerjiye dönüştürme yoluyla değer kazandırılmasıdır. Tez konusu kapsamında gerçekleştirilen çalışmalarda tavuk atıkları ve çam odunu talaşının ağırlıkça eşit oranlarda karıştırılarak hava ortamında ve oksi-yakıt yakma koşullarında yanması sırasında işletme problemlerini azaltmak, düşük partiküler madde (PM) ve baca gazı emisyonları elde etmek amacıyla çeşitli katkı maddeleri eklenmiştir. Özellikle PM emisyonlarını azaltmak için yakıt karışımına uygun katkı maddesinin belirlenmesi önem taşımaktadır. Bu nedenle çalışmanın ilk aşamasında farklı katkı maddelerinin (CaHPO4, MgCO3, MnCO3, MgPO4, Kaolin, CaO, Zn) söz konusu biyokütle karışımı üzerinde etkinliğini belirleyen ve oksijen ortamında termogravimetrik analizine dayanan bir hızlı tarama metodu kullanılmıştır. Yakıt karışımına en uygun katkı maddeleri Zn ve MgCO3 olarak belirlenmiş ve ağırlıkça %2 oranında katkı maddesi içeren biyo-yakıtların termal bozunma performansları azot ortamında, hava ortamında ve oksi-yakıt yakma koşullarında termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile incelenmiştir. Katkılı biyo-yakıt karışımından elde edilen küller XRF, XRD, SEM-EDS analizleri ile incelenmiş, katkı maddelerinin kül yapısına etkisi belirlenmiştir. Biyo-yakıt karışımının yakılmasında düşük PM emisyonu sağlayan Zn ve MgCO3 katkı maddelerinin baca gazı salınımları yanma ve oksi-yakıt yanma koşullarında TGA-FTIR ile analiz edilmiştir. En yüksek emisyonun CO2 olduğu, oksi-yakıt yanma sürecinin ve yakıt karışımına katkı maddelerinin eklenmesinin CO2 emisyonlarını azaltıcı etki gösterdiği görülmüştür. Oksi-yakıt yanma koşullarında hava ortamına göre daha yüksek CO emisyonu, daha düşük NOx, SO2 ve HCl emisyonu düşük oranda meydana gelmiş ve katkı maddeleri de azaltıcı etki göstermiştir. Zn Katkılı biyo-yakıt külünün kompozisyonu ve kristal yapısı partiküler madde emisyonunu azaltıcı etkisini desteklemektedir. Zn'nun MgCO3'a göre partiküler madde ve baca gazı emisyonları açısından daha uygun bir katkı maddesi olduğu sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimeler: tavuk atığı, çam odunu talaşı, birlikte yanma, katkı maddesi, yenilenebilir enerji, atık yönetimi
Ölçme esaslı akım transformatörlerinde çalışma bölgesi ve kararlılık analizi
Elektrik enerjisinde ölçüm işlemleri; enerji, akım ve gerilim büyüklüklerinin öğrenilmesine yaptığı katkı kadar, koruma ve faturalandırma bilgileri için de büyük önem arz eder. Elektrik enerjisi ölçümünde en önemli faktör, çoğu zaman akım olmaktadır. Akımın negatif veya pozitif yönde hatalı ölçülmesi, amaçlanan uygulamaların erken ya da geç devreye girmesine neden olabileceği gibi, hatalı faturalandırmaya da sebep olabilir. Ölçümün direkt gerçekleştirildiği primer sistemlerde bu faktörler direkt olarak ölçü aletinin ölçme hassasiyeti ve doğruluğu ile ilgilidir. Ölçümün sekonder olarak gerçekleştirildiği ölçüm yöntemlerinde akım ölçü transformatörünün özellikleri de büyük önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, farklı akım ölçü transformatörlerinin karakteristik incelemeleri gerçekleştirilerek, normal çalışma bölgesinin altında ve üstündeki akım değerleri için hata analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, uygulamada karşılaşılabilecek hata tiplerinin sebep olacağı sorunlar değerlendirilmiştir.
Şebeke bağlantılı ınverterlerde super lift luo konverter uygulanması
Hızlanarak artan küresel enerji ihtiyacı ve çevre kirliliği, bilim adamlarının, endüstrinin ve hükümetlerin dikkatini yenilenebilir ve temiz enerj kaynaklarına yöneltmiştir. Popüler güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının devletler ve özel şirketler tarafından kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu yenilenebilir kaynakların kullanımının artışındaki en büyük engel yüksek üretim ve kurulum maliyetleridir. Bu maliyetlerin düşmesi üretim adetlerinin artması ve sistem verimliliklerinin arttırılarak kurulum maliyeti telafi sürelerinin kısaltılması ile sağlanabilir. Uyguladığımız tasarım, genellikle düşük güç ihtiyacını karşılamak ve yüksek verimlilik sağlamak için üretilen mikroinverter tipi, şebeke bağlantılı ve direkt olarak fotovoltaik panelden güç alan, fotovoltaik panel çıkışındaki gerilimi de kontrollü bir şekilde şebekeye göndermek için Super Lift Luo Konverter tipi bir DC-DC konverter kullanan bir sistemdir. Bu tezde inverter topolojileri, konverter topolojileri ayrı ayrı incelenip kullandığımız sistem simüle edilmiştir. Super Lift Luo Konverter kullanımı ile yeni bir yaklaşım amaçlanmıştır.
Bilecik ili için güneş enerjisi analizi ve yapay sinir ağları ile hava sıcaklığı tahmini
Günümüzde, enerjinin her alanda kullanılması ve artan enerji ihtiyacı, alternatif enerji kaynaklarının kullanımı ve araştırılmasını arttırmıştır. Hemen hemen hepsinde iklim şartlarının etkili olduğu alternatif enerji kaynaklarından, yenilenebilir enerji kaynakları (rüzgar, güneş, bioenerji, jeotermal, vb.) en önemli enerji kaynakları olarak tarihteki yerlerini almışlardır. Bu çalışmada, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nden temin edilen Bilecik ili 2013 yılına ait saatlik ortalama rüzgar şiddeti, hava basıncı, su buharı basıncı, nispi nem ve hava sıcaklığı ölçümlerinden 1794 adet alınmıştır. Saatlik ortalama hava sıcaklığı tahmini için ileri beslemeli geri yayılımlı çok katmanlı YSA(Yapay Sinir Ağları) modeli kullanılmış ve YSA ağının eğitiminde, alınan rüzgar şiddeti, hava basıncı, su buharı basıncı ve nispi nem ölçümlerinin %80(1435 adet)'ni girdi katmanı olarak ve çıktı katmanı olarakta hava sıcaklığı alınmıştır. Girdi verilerinin geri kalan %20'si YSA'nın test kümesi olarak kullanılmıştır. Bilecik ili için 2013 yılına ait YSA modelinden elde edilen %20'lik tahmini ortalama saatlik sıcaklık verisi, yine aynı yılın gerçek sıcaklık verileriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, YSA modelimizin RMSE ve MAE değerlerinin oldukça tatmin edici olduğu görülerek, YSA modelimizin ortalama saatlik hava sıcaklığının daha sonraki yıllar için uygun olacağı görülmüştür.
Yapılarda kullanılan yalıtım malzemelerinin enerji verimliliği açısından incelenmesi
Enerji verimliliği, yaşam standardımızı, üretim kalitesini ve miktarını düşürmeden, daha az enerji kullanarak aynı miktardaki işi yapabilmektir. Diğer bir deyişle, enerji verimliliği birim hizmet ya da ürün miktarında enerji tüketimini azaltmaktır. Yapılarda ısı yalıtım malzemeleri, yapı elemanlarının ısı iletim direncini artırmak veya dışarıya kaçan ısı miktarını azaltmak amacı ile kullanılmaktadır. Bu yalıtım iyileşmesi uygulanan yalıtım kalınlığına ve kullanılan malzemenin ısı iletkenlik direncine bağlı olarak % 30-60 arasında değişmektedir. Bu çalışmada, ısı yalıtım malzemesi olarak XPS, EPS ve taş yünü kullanılmıştır. Kullanılan malzemelerin enerji verimliliğine etkilerinin incelenmesi için deney düzeneği oluşturulmuştur. Bu amaçla oluşturulan deney düzeneğinde iç ortam sıcaklığı 18-22 °C sıcaklıkta kalması şartı ile farklı dış ortam sıcaklıklarında (-20, -15, -10 ve -5 C) malzemelerin 4, 8, 16 ve 24 saatlik sürelerde tüketilen elektrik enerjisi bir sayaç yardımı ile ölçülmüştür. Deneysel sonuçlar ile TS 825 standartında verilen hesap metodu ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca tuğla ve gazbeton duvarlar üzerine çimento esaslı hazır ve alçı sıva uygulanıp 24 saatlik enerji kayıpları ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar birbirileri ile karşılaştırılıp enerji verimliliği açısından değerlendirilmiştir. Ayrıca, deneysel çalışmada kullanılan tuğla, gazbeton ve sıvaların -20°C düşük sıcaklı etkisi sonrasındaki dayanım kayıpları belirlenmiştir. Sonuç olarak; enerji verimliliği açısından yalıtım malzemelerinden EPS, kompozit malzemelerden ise gazbeton ve çimento esaslı iç-dış sıva ile hazırlanan numunenin en iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yapılar, Yalıtım malzemeleri, Enerjisi verimliliği, Isıl iletkenlik.
Piezoelektrik sistemli suya dayalı enerji sistemlerinin analizi ve uygulaması
Yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi ve gerekliliği gün geçtikçe daha çok hissedilmektedir. Bunun nedeni fosil kaynakların sınırlı olması ve küresel ısınmanın büyük ölçüde sebebi olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan piezoelektrik malzemelerin enerji üretimi alanında çok az kullanılıyor olması ve bu alanda yeterli çalışmaların olmaması bu çalışmaya ilham olmuştur. Özellikle enerji yoğunluğunun fazla olduğu suya dayalı enerji sistemleri analiz edilerek piezoelektrik malzemelerin bu alanda enerji üretmesi hedeflenmiştir. Enerji yoğunluğunun en fazla olduğu deniz dalgası ve dalga enerjisi dönüşüm sistemleri analiz edilerek piezoelektrik malzemelerin bu tür sistemlere entegre edilebilirliği incelenmiştir. Yapay dalga oluşturularak piezoelektrik malzemeden enerji üretilebilmiş ve analizleri yapılmıştır. Batı Karadeniz dalga yapısı verilerine göre örnek bir santralin yaklaşık güç üretimi hesaplanmış ve sonuçları değerlendirilmiştir. Piezoelektrik malzemelerin yakın gelecekteki kullanımları hakkında öngörüde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Piezoelektrik Malzeme; Hidroelektrik Santraller; Dalga Enerjisi Dönüşüm Sistemleri;
Elektrik enerji sistemlerinde hata algılama ve çözümlemesine yönelik algoritmik bir uygulama
Elektrik enerji sistemleri, farklı tipteki hatalarla sık sık karşılaşılabilen ortamlardır. Bu hatalar ve arızalar; kısa devre, aşırı akım, kaçak akım, düşük veya yüksek gerilim, frekans bozulması, nem ve olağan dışı fiziksel şartlar olabilir. Elektrik enerji sistemlerinde karşılaşılabilecek hata ve arızalara karşı farklı koruma sistemleri mevcuttur. Kullanılan koruma sistemi, mümkün olabildiğince hızlı ve seçici davranarak, arızalı kısmı devre dışı bırakmalıdır. Burada amaç, elektrik enerji sistemindeki diğer kısımların, arızadan etkilenmeksizin çalışmaya devam etmesi olmalıdır. Bu çalışmada, bir koruma sisteminde karşılaşılan genel hataların tümü dikkate alınarak, bir algoritma kapsamında ele alınmıştır. Bu algoritmaya uygun olarak geliştirilen yazılım, tasarlanan mikro işlemcili bir devre üzerinden, açma bobinli klasik bir şaltere uygulanmıştır. Böylece, basit yapılı açma mekanizmalarına, çok işlevlik kazandırıldığı gibi, günümüzde popüler olan yenilenebilir elektrik enerji sistemlerinin mikro yapıda gelişmiş koruma sistemlerine sahip olmaları amaçlanmıştır.
Rüzgar enerjisi çalışmalarında yüzey pürüzlülüğünün sayısal görüntü işleme yöntemleri ile analizi ve uygulaması
Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan rüzgar enerji santrali kurulumunda önemli bir parametre olan yüzey pürüzlülük parametresinin tespiti için sayısal görüntü işleme tekniklerinin kullanıldığı bir yöntem geliştirilmiştir. Rüzgar enerji santralinin kurulacağı arazinin yüzey pürüzlülük parametresi arazi üzerindeki pürüzlülük elemanlarının boyutları ve arazi içerisindeki dağılımına bağlı olarak değişmektedir. Günümüzdeki uygulamalarda santral kurulumu için önerilen araziye ait yüzey pürüzlülük parametreleri, pürüzlülük haritaları, WAsP yazılımı ile veya bilgisayar ortamında yersel gözlemlerden elde edilen bilgiler doğrultusunda yaklaşık olarak da çizilebilir. Bu uygulamaların iki önemli dezavantajı vardır. Bu dezavantajlardan biri WAsP yazılımı ile elde edilen pürüzlülük haritasının maliyetli oluşu ve zaman alması diğeri ise yapılan değerlendirmenin kısıtlı yersel gözlemlere dayanıyor olmasından dolayı gerçeği bire bir yansıtamaması ve bölgenin sadece belirli bir bölgesini temsil ediyor olmasıdır. Bu dezavantajları ortadan kaldırabilmek için bu tez çalışmasında, rüzgar enerji santralinin kurulumunda önemli bir parametre olan yüzey pürüzlülük parametresinin geleneksel yöntemler yerine havadan çekilen arazi fotoğrafı üzerinden sayısal görüntü işleme teknikleri ile belirlendiği bir yöntem geliştirilmiştir. Sunulan bu yöntem ile pürüzlülük haritasının belirlenmesi WAsP programına göre çok daha düşük maliyetle ve yüksek hızda gerçekleşirken aynı zamanda kurulum bölgesi etrafında yersel gözlemlere oranla çok daha geniş bir yüzey araştırmasına olanak verecek şekilde gerçekleştirilebilmiştir. Tez çalışmasındaki uygulamalar Harita Genel Komutanlığından elde edilen görüntüler üzerinde gerçekleştirilmiş ve yazılım ortamı olarak MATLAB yazılım platformu kullanılmıştır. Yöntem olarak görüntü bölütleme yöntemi ile arazi üzerindeki kapalılık oranlarının belirlenmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Görüntü bölütleme işlemi üç faklı görüntü bölütleme yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu yöntemler sırasıyla OTSU algoritması, fuzzy c-means ve k-means algoritmalarıdır. Bu üç yöntemden elde edilen sonuçlar gerçeğe uygunlukları açısından ERDAS yazılımı ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılarak verilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre tez çalışmasında önerilen yöntem ile yüzey pürüzlülük haritasının etkin bir şekilde elde edilebildiği görülmüştür.
Termal eklem ısı farklılığı esaslı iyonizasyon ile elektrik enerjisi üretimi
Peltier yapılar, 19. yüzyılın başlarında, keşfedilen önemli bir termoelektrik buluştur. Bu buluş ile, Thomas Seebeck ve Jean Peltier farklı iki metal yapının, farklı sıcaklıklara maruz bırakıldığında emk ürettiğini keşfetmişlerdir. Onlar aynı zamanda farklı iki metal yapıya elektrik akımı uygulandıklarında, akımın uygulanma yönüne bağlı olarak ısıtma yada soğutma gerçekleşebildiğini görmüşlerdir. Özellikle son 50 yıldır yarıiletken teknolojisindeki artışla birlikte peltier yapılar ve özellikle peltier yapıları kullanan soğutma teknolojileri üzerinde artış gerçekleşmiştir. Peltier yapılar, iklimlendirme özelliklerine kıyasla daha küçük çapta da olsa, elektrik enerjisi üretme yeteneğine sahiptirler. Küçük miktarda elektrik enerjisi üreten peltier yapılar, seri ve paralel bağlanarak, büyük değerde gerilim ve akımlara ulaşılabilir. Bu tez çalışmasında, peltierler seri ve paralel bağlanarak uygun akım ve gerilim değerine ulaştırılıp bir güç jeneratörü oluşturularak bu güç jeneratöründen elde edilen elektrik enerjisinin konutlar ve hava araçlarında kullanımları ele alınmıştır. Anahtar Sözcükler: Sıcaklık, Peltier yapılar, Elektrik Enerjisi
Pistonlu ve scroll tipi kompresörlerin soğutma performansının karşılaştırmalı enerji ve ekserji analizi
Soğutma sistemlerinin kalbi olan kompresörler, artan enerji ihtiyacı ve tasarruf bilinci ile sürekli yenilenmek zorunda kalmıştır. Yenilenen bu kompresörler hakkında sürekli yeni çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada scroll ve yarı-hermetik pistonlu kompresör için, R-134a, R-404A ve R-507Asoğutucu gazlar referans alınarak tanımlanan soğutma kapasitesi için enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Çalışmada +10 °C ile -25 °C arasındaki buharlaşma sıcaklıkları için kompresör güç tüketimleriR-134a soğutucu akışkanı kullanıldığında 3 kW ile 6,1 kW arasında değişkenlik gösterirken, R-404A ve R-507A soğutucu akışkanları kullanılırken 5,2 kW ile 10,6 kW arasında değişkenlik göstermiştir. Kütlesel debileriR-134a soğutucu akışkanı için 129 kg/h ile 601 kg/h arasında değişkenlik gösterirken, R-404A ve R-507A soğutucu akışkanları için sırasıyla 307 kg/h ile 1045 kg/harasında değişkenlik göstermiştir. Kompresör çıkış sıcaklıklarıR-134a soğutucu akışkanı kullanıldığında R-404A ve R-507A'ya göre %5 ile %15 daha düşük olduğu görülürmüştür. Çalışmada soğutma performansları (COP) ve ekserji verimlerinin değişimleri farklı buharlaşma sıcaklığı için ayrı ayrı incelemiştir. Çalışmanın sonunda scroll ve yarı hermetik pistonlu kompresör ekserji verimleri, R-134a, R-404A ve R-507A için bulunarak entropi üretimi ve performans etkileri hakkında değerlendirmeler yapılmıştır.
Gözenekli ortam boyunca akan akışkanın non-lineer yörüngesini belirlemede Finsler geometrisi kullanma
Homojen olmayan gözenekli ortam boyunca Darcy kanununa uyan Finsler geometrisi ile belirlenmiş akışkan akışının lineer olmayan yolları incelenmiştir. Homojen olmayan anizotropik gözenekli bir ortamdaki bir akışkan akışının doğrusal olmayan yollarını belirlemek için bir Finsler uzayındaki geodezikler kullanılır. Darcy akışkan akışının doğrultuya bağlı olması nedeniyle Riemannian ve Finsler geodezikleri arasında belirgin farklar oluşur. Fiziksel uzayda optimum olarak eğrilmiş bir yol(geodezik), homojen olmayan gözenekli ortam boyunca maksimum akısını veya en kısa taşınım süresini garanti eder. Homojen olmayan gözenekli bir ortam boyunca kararlı bir Darcy akışkan akışına uygulanan toplam direnci en aza indirgemek için Fermat'ın varyasyonel prensibi kullanılır. Bu prensip yardımıyla bir akışkan akışının karşılaştığı direncin daha düşük olduğu bir bölgede bulunmasını sağlayacak şekilde bir yol çizdiği görülür. Bu yolun Finsler geometrisindeki geodeziklere karşı geldiği belirlenmiştir (Yajima & Nagahamab, 2015). Bu çalışmada gözenekli ortamın hidrolik iletkenlik direncinin çeşitli fonksiyonel yapıları ele alınarak incelenmiş ve grafiksel olarak verilmiştir.
Enerji sistemlerinde rüzgar hızı modellemesi için geliştirilen Finsler geometrisi tabanlı yeni bir yaklaşım analizi ve uygulaması
Günümüzde artan enerji ihtiyacına paralel olarak üretilen enerjinin temiz ve sürdürülebilir olma hedefi, yenilenebilir enerji sistemlerine olan yönelimi hızla artırmıştır. Bu tez çalışması, yenilebilir enerji kaynaklarının en önemlilerinden olan rüzgar enerji sistemleri alanındaki özgün yaklaşımlı modellemeleri ve çeşitli tahmin çalışmalarını içermektedir. Çalışmanın ilk aşamasında, zaman serisi analizleri, yapay sinir ağları (YSA) ve görgül kip ayrışımlı (GKA) hibrit yapay sinir ağları kullanılarak rüzgar hızı tahminleri yapılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, Weibull dağılımı (WD) ve Rayleigh dağılımı (RD) gibi fonksiyonların yanı sıra literatürde yeni olarak önerilen Ters Weibull dağılımı (TWD) kullanılarak aylık, mevsimsel ve yıllık farklı rüzgar hızı modellemeleri gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, Riemann geometrisi tabanlı bilgi geometrisi (Information Geometry - IGM) yöntemi geliştirilip yeni bir parametre kestirim yaklaşımı ile özgün bir yöntem oluşturulmuştur. Literatürde rüzgar hızı modellenmesinde kullanılan dağılım fonksiyonlarının parametre kestirimi konusunda ilk defa uygulanan bilgi geometrisi yönteminin var olan diğer bazı yöntemlere olan üstünlükleri tartışılmıştır. Çalışmanın son bölümünde, 2-boyutlu Finsler uzaylarının metrik fonksiyonu ve bunlara ilişkin geodezikler, rüzgar hızı modellemesi gibi bir çok uygulama alanında kullanılan iki parametreli Weibull dağılımı için elde edilmiştir. Şekil (k) ve ölçek (c) parametrelerine sahip olan Weibull olasılık dağılım fonksiyonuna Finsler geometrisi ile yeni ve farklı bir yaklaşım getirilerek, 2-boyutlu Finsler uzayında metrik tanımlaması yapılmıştır. Bu özgün yaklaşım ile iki parametreli yeni bir dağılım fonksiyonu geliştirilip asimetrik yapılarda daha hassas modellemelerin oluşturulabilmesi sağlanmıştır. Finsler geometri tabanlı yeni yaklaşım, rüzgar hızı modellemesinde sıklıkla kullanılan diğer yöntemler ile karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş ve enerji potansiyeli analizleri açısından değerlendirilmiştir. Tezde geliştirilen model ve yöntemlerde Bilecik, Yalova, Gökçeada, Bozcaada, Sakarya, ve Bandırma bölgelerine ait saatlik değişen 2012-2016 yılları arası rüzgar verileri kullanılmıştır. Matlab ve Mathematica yazılımları kullanılarak elde edilen tüm sonuçlar tablolar ve grafikler halinde sunulmuş ve karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır.
Leap motion ile 2B robot kolu simülasyonu
Bu çalışmada Leap Motion ile robot kolunun gerçek zamanlı hareket etmesi gereken noktalar kullanıcı tarafından dışarıdan verilir. Alınan bu noktalar yardımıyla robot kolunun hareketini sağlamak için önce ters kinematikle serbest değişkenler ve daha sonra ileri kinematikle de robot kolunun kartezyen koordinatları bulunur. Üç serbestlik derecesine sahip RRP tipli 3B bir robot kolunun hareketi z-ekseni boyunca sabit düzlem üzerinde kalması sebebiyle üstten görünümü baz alınarak, iki serbestlik derecesine sahip 2B simülasyonu LabVIEW ortamında oluşturuldu. İki serbestlik derecesine sahip robot kolun hareketi sadece kinematik yöntemler kullanarak kontrol edildi. Denavit-Hartenberg yöntemi ile iki serbestlik derecesine sahip robot kolun parametreleri belirlendi ve bu parametrelerden yararlanılarak ileri ve ters kinematik modeller LabVIEW ortamında oluşturuldu. Leap Motion ile elde edilen konum bilgisinden yararlanarak, ters kinematik modelden eklem açılarının alabileceği değerler LabVIEW ortamında hesaplandı. Ters kinematik probleminden bulunan çözümler ileri kinematik problemde yerine konularak en uygun çözüm robot kolunun yaklaşık konumu olarak alındı. Leap Motion'dan alınan n adet konum verisi ve LabVIEW ortamında kinematik hesaplarla elde edilen robot kolunun kartezyen koordinatları arasındaki hatalar iki boyutta Mutlak Hata Oranı Ortalaması(MAPE) ile hesaplandı.
Elektronik izleme sistemlerinin Türkiye'de kullanımı ve enerji analizi
Şüpheli, sanık ve hükümlülerin elektronik haberleşme yöntemleri ile toplum içinde izlenmesi ve gözetim altında tutulmasını sağlayan elektronik izleme sistemleri gelişmiş ülkelerde ortaya konulan ve gittikçe yaygınlaşan cezaların infazlarında kullanılan bir teknolojidir. Bu sistemler, bir hükümlünün toplum içerisinde infazını gerçekleştirirken denetim serbestlik açısından da etkili bir şekilde kullanımı sağlamaktadır. Bu teknolojinin gelişmekte olan ülkeler arasında yer alan Türkiye'de de kullanımı ve önemi gün geçtikçe artış göstermektedir. Bu tez çalışması kapsamında, denetimli serbestlik konusu ele alınarak elektronik izlemenin Türkiye ve Dünya'da kullanımı analiz edilmiştir. Elektronik izleme sistemlerinde kullanılan teknolojilerin tanımlamaları yapılıp sistem bileşenleri ile sınıflandırılarak sunulmuştur. Alan izleme, konum izleme ve alkol izleme sistemleri, kullanılan elektronik bileşenlerle birlikte anlatılmıştır. Elektronik izleme sistemlerinin ekonomik açıdan gereksinimi maliyet analizi incelenerek detaylı olarak sunulmuştur. Elde edilen bulgular doğrultusunda, bazı ülkeler bu sistemi cezanın daha etkin bir şekilde infaz edilmesi için kullandığı görülürken, bazı ülkelerde de ekonomik açıdan hapis cezasına alternatif bir sistem olarak kullanmıştır. Ayrıca bu tez çalışması kapsamında Türkiye'de kullanılan elektronik izleme sisteminin topolojik yapısı detaylı olarak açıklanmıştır. Tez çalışmasının son bölümde ise, elektronik izleme sistemlerinin bağlı olduğu kabinet sistemlerinde yapılan yeni düzenlemeler sonrası, ülkemizdeki tüm sistemin enerji verilerine ait gerilim, akım, frekans, güç ve güç faktörlerine ilişkin kaydedilen veriler tablolar ve grafikler halinde sunulmuş ve karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır. Aynı zamanda yeni sistem entegrasyonu için önerilen Matlab GUI yazılım ortamında nesneye yönelik programlama ara yüzü geliştirilmiştir.
Hibrit (piston prop-elektrik) tahrikli hafif genel maksat helikopterin enerji ve çevresel etkilerinin matematiksel incelenmesi
Fosil yakıtların giderek azalması ve fosil yakıt kullanımının olumsuz çevresel etkileri, sıfır emisyonlu ulaşım araçlarını gündeme getirmiştir. Sıfır emisyonlu hava araçlarının üretilmesi ve güvenle kullanılabilmesi için birçok çalışma yapılmaktadır. Mevcut teknolojideki batarya sistemleri ve yakıt hücresi sistemlerinde ilave ağırlık, maliyet, menzil, şarj süreleri gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu bağlamda, hibrit tahrik sistemleri; elektrikli ve yakıt hücreli araçlara geçiş aşamasında önem kazanmıştır. Bu çalışmada; piston prop motor ve elektrik motoru kullanılan paralel hibrit hafif genel maksat helikopterin enerji ve çevresel etkileri incelenmiştir. En fazla gücün harcandığı kalkış fazı için farklı irtifalar ve farklı hibridizasyon dereceleri için yakıt tüketimi, CO2 üretimi; insan sağlığı; ekosistem kalitesi hesaplanarak değerlendirilmiştir. Hesaplamalar deniz seviyesinden 3000 m irtifaya kadar çeşitli irtifalar için yapılmıştır. 3000 m irtifada, hibridizasyon derecesinin %6 olduğu durumda yakıt tüketimi ve CO2 üretiminin en fazla %3.91 oranında azaldığı görülmüştür. Aynı irtifa ve hibridizasyon derecelerinde insan sağlığı ve ekosistem kalitesi sırasıyla %3.27 ve %2.92 oranında daha az etkilenmiştir.
Parabolik oluk kollektörleri ve merkezi alıcılı güneş kuleleri ile enerji üretim analizi ve uygulaması
Günümüzde fosil enerji kaynaklarından elektrik enerjisi elde edilmesi yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat çevreye verdikleri zararlar ve fosil enerji kaynakların giderek azalması neticesinde, insanoğlu yeni arayışlar içine girmiştir. Bunun sonucunda farklı yöntem ve teknikler ile yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları geliştirilmesi için araştırılmaya başlanmıştır. Yapılan araştırmalar sonucu enerji üretiminde yenilenebilir bir enerji kaynağı ve çevre dostu olan güneş enerjisinden elektrik üretme fikri yaygınlaşmıştır. Bunun için fotovoltaik pillerin yanı sıra farklı yöntemler de ortaya çıkmıştır. Bu yöntemlerden olan parabolik oluk güneş kollektörleri ve merkezi alıcılı güneş kulelerinin kullanılması Dünya'da giderek artış göstermekte ve gelişmektedir. Türkiye'de de bu teknolojinin önümüzdeki yıllarda kullanılması ve yaygınlaşması beklenmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında, güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etmek amacıyla kullanılan parabolik oluk güneş kollektörlerinin ve merkezi alıcılı güneş kulelerinin ayrı ayrı analizleri yapılıp Bilecik bölgesi için bu sistemlerin tek başlarına ve hibrid olarak uygulamaları gerçekleştirilmektedir. Sistemlerin hibrid çalışması durumunda enerji üretim potansiyeli karşılaştırmalı olarak verilmektedir.
Bilecik bölgesinin güneş ışınım şiddeti tahmininde saklı markov modelinin kullanılabilirliğinin analizi
Güneş enerjisi elde edilecek bölgede sistem kurulmadan önce o bölgenin potansiyeli iyi araştırılmalı, kurulum maliyetleri iyi hesaplanıp değerlendirilmelidir. Kurulum yapılacak bölgenin güneş ışınım şiddeti tahminleri yapılmalıdır. Bir bölgenin güneş enerjisi potansiyel analizi yapılırken kullanılabilecek birçok modelleme ve tahmin yöntemi vardır. Bu çalışmada kullanılan Saklı Markov Modeli (SMM), istatistiksel veriyi dikkate alarak öğrenme ve tahmin yapmaya çalışan yöntemdir. Bunun yanında, son yıllarda Saklı Markov modeller ile ilgili yeni modellemeler ortaya çıkarılmıştır. Özellikle, dil, konuşma, sinyal işleme gibi alanlarda Saklı Markov Model'ler artan bir çekiciliğe sahiptir. Günümüzde de yapay zekâ, örüntü tanıma, konuşma tanıma ve biyolojik modellemelerde de SMM karşımıza çıkmaktadır. Bunun yanında yenilenebilir enerji verilerinin modellemesinde de bu yöntem kullanılmaya başlanmıştır. Güneş enerjisi de önemli bir yenilenebilir enerji kaynağı olması nedeniyle bu çalışmada sıcaklık verileri Saklı Markov Model'de kullanılarak belli bir bölgedeki güneş ışınım şiddeti tahmin edilerek güneş enerjisi potansiyeli belirlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışma ile kolay elde edilebilir sıcaklık verileri yardımıyla SMM kullanılarak güneş ışınım şiddetinin belirlenebilir olması büyük kolaylık getireceği vurgulanmaktadır. Bu yöntemin kullanılabilirliği Bilecik bölgesi uygulaması ile gösterilmiştir. Bu çalışmada bölgeye ait 2017 yılı saatlik güneş sıcaklık verileri ve test verisi olarak kullanılan güneş ışınım şiddetleri Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden sağlanmıştır.
Nükleer reaktörde nötron taşınma denkleminin çözülmesi
Günümüzde enerji ihtiyacı artıyor. Bu artan enerji ihtiyacı için yeni enerji kaynakları gereklidir. Alternatif kaynaklardan biri olan nükleer santraller son zamanlarda ülkemize gelmiş ve en çok konuşulan enerji kaynağı olmuştur. Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde nükleer enerji gibi alternatif enerji kaynakları gerçek bir ihtiyaçtır. Ancak, nükleer enerjinin üretiminde, çevresel etki ve riskler, karar aşamasında detaylı ve objektif bir şekilde sunulmalı ve tartışılmalıdır. Bu çerçevede yapılan çalışmalara baktığımızda, nükleer santrallerin çevresel etkilerinin avantaj ve dezavantajlarının tartışıldığı çalışmalar var. Nükleer santrallere atıfta bulunduğumuzda, "gelecek nesiller ve haklar" konusuna değinen bir çalışma ülkemizde hala bulunmamaktadır. Bu çalışma ile hedeflenen; nükleer reaktör çekirdeklerinde fisyon reaksiyonunu tetikleyen nötronların dağılımının tespit edilebilmesi nükleer kazaları engellemek için kritik önem taşımaktadır. Nötronların dağılımı ise nötron taşınma denklemi yoluyla tayin edilmektedir. Bu çalışmada, nötron taşınma denklemini orijinde yer alan Gauss ve Lorentz biçimli dış nötron kaynaklarını kullanarak 2 boyutlu bir çerçevede sonlu farklar yöntemiyle değişik emilme kesit alanları için çözdük. Elde edilen nötron akı değerlerinin reaktör çekirdeği içindeki dağılımının profilin'i gösterdik. Elde edilen sonuçlar ışığında, reaktörün kritik seviyede kalması için gerekli şartları tartıştık.
Görüntü işleme tabanlı aydınlatma ölçüm sistemi tasarımı ve uygulaması
Işık, görme olayının gerçekleşmesi için göze gelen ve görsel duyulanmaya neden olan optik radyasyon şeklinde tanımlanabilir. Bu durumda ışık kaynağı, ışık yaymak suretiyle etrafını aydınlatan ve bu suretle görme işleminin gerçekleşmesine neden olan her şeydir. Aydınlatma ise, bir ortamdaki nesnelerin görülebilmesine olanak sağlayacak şekilde dizayn edilmiş ışık uygulamaları olarak adlandırılılırken aydınlatma tasarımları ile amaç aslında, nesnelerin ve çevrenin en iyi şekilde algılanmasını sağlamaktır. Doğru aydınlatma tasarımları sayesinde kazaların azaltılması, iş veriminde artış sağlanması, insan psikolojisi ve fizyolojisi üzerindeki olumsuz etkilerin ortadan kaldırılması ve aydınlatma için gerekli enerjinin azaltılması gibi faydalar sağlanabilir. Günümüzde aydınlatma ürünlerinin elektrik enerjisi tüketiminde %25'lik bir paya sahip olması sebebi ile daha az enerji tüketen ve çevreye daha az zarar veren aydınlatma ürünlerinin geliştirilmesi önem kazanmaktadır. Bu da ekonomik çözüm odaklı fotometrik ölçüm sistemlerine olan ihtiyacı artırmaktadır. Fotometrik ölçüm sistemleri ile elektromanyetik spektrumun 380nm ile 780nm dalgaboyları arasındaki insan gözünün algılayabildiği dalgaboylarındaki ışık ışınlarının ölçümleri gerçekleştirilmektedir. Bu ölçümlerin başlıcaları ışık şiddeti, ışık akısı, aydınlık düzeyi vb. gibidir. Klasik fotometrik ölçüm sistemlerinde kullanılan ölçüm aletleri noktasal bazda ölçüm yapmaktadır. Son yıllarda daha ekonomik olan kamera yardımı ile yüzeysel alan tabanlı fotometrik ölçüm sistemleri üzerine çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında iç mekan aydınlatma şiddetinin ölçümünün geleneksel ölçüm yöntemleri yerine sayısal görüntü işleme teknikleri kullanılarak gerçekleştirildiği bir çalışma sunulmaktadır. Bu amaçla, uygulamalarda öncelikle ölçümlerin yapılacağı ortam belirlenerek geleneksel aydınlık ölçümü yöntemlerinin kullanılması ile aydınlık ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra ise, webcam aracılığı ile ölçüm yapılacak olan alandan farklı açılarda görüntüler alınarak bilgisayar ortamına aktarılmış ve geliştirilen görüntü işleme yazılımı ile görüntüler üzerinden ortam aydınlatma şiddeti ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Geleneksel ölçüm yönteminden ve tez çalışmasında sunulan yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiş, önerilen ölçüm yönteminin tutarlılığı ve uygulanabilirliği t-testi istatistiksel analiz yöntemi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre sunulan yöntemin uygulanabilir sonuçlar sağladığı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fotometrik Ölçümler; Lüksmetre; Sayısal Görüntü İşleme; HSV Renk Uzayı; Homomorfik Filtreleme; YUV Renk Uzayı; RGB Renk Uzayı
Flor katkılı lityum topaklarının en düşük enerjili yapılarının araştırılması
Süperalkali topakların fiziksel, kimyasal ve elektronik özellikleri, alkali atom sayısı arttırıldığında değişmektedir. Bu değişimler göstermiştir ki, süperalkali tuzlardan lineer olmayan optik malzemeler veya yarı iletken materyaller üretilebildiğini göstermektedir. Nükleer reaktörlerde sıcak füzyonda metalik olmayan bir katalizör veya enerji depolamada yeni bir malzeme olarak da kullanılabilir. Bu çalışmada, 〖Li〗_nF (n=1-8) topaklarının en düşük enerjili geometrik yapıları, kararlıkları ve elektronik özellikleri Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ile araştırılmıştır. Bu topakların, ortalama Li-F bağ uzunlukları, simetri özellikleri, çok katlılıkları, göreli enerjileri, bağlanma enerjileri, ayrışma enerjileri, ikinci dereceden enerji farkları ve HOMO-LUMO gapları rapor edilmiştir.
Raylı sistemlerde güneş enerjisi destekli yenilikçi enerji modellemesi, optimizasyonu ve analizi
Ulaşım ve enerji konusu bütün dünyada çok büyük önem taşımaktadır. Özellikle bu iki konunun birleştirilerek yapılan çalışmalar çok değer kazanmıştır. Bu nedenle yapılan bu tez çalışması kapsamında güneş enerjisi destekli raylı sistemler ele alınmış, yenilikçi enerji modellemesi, optimizasyonu ve analizi gerçekleştirilirmiştir. Bu amaçla üç farklı alanda yenilikçi çalışmalar yapılmıştır. Bunlardan ilki, raylı sistemlerde kullanılan motorların verimliliğinin doğru belirlenmesidir. Bu amaçla Oto Regresif-1 (AR-1) ile Yapay Sinir Ağları (YSA), Oto Regresif-4 (AR-4) ile Yapay Sinir Ağları ve Artık Model ile Yapay sinir ağları olmak üzere üç adet yenilikçi hibrit yöntemle raylı sistemlerde sıkça kullanılan asenkron motorların enerji verimliliği tahmini yapılmış ve sonuçları paylaşılmıştır. İkinci olarak, yenilenebilir bir enerji kaynağı olan güneş enerjisi ele alınarak 2015-2016 yılları için güneş ışınım verileri Meteorolojiden alınarak Ankara Polatlı garı için tahmini İki Boyutlu Ayrık Kosinüs Dönüşümü, İki Boyutlu Mychelski Algoritması ve bu ikisinin birlikte kullanıldığı bir hibrit yöntemle yapılmıştır. Bu tahminlere göre bir hızlı trenin ihtiyaç duyduğu gücün ne kadarının karşılanabileceği farklı sefer saatleri (Eskişehir-Ankara istikameti; 6:20, 8:15, 13:10 ve 18:00 seferleri) için öngörülmüş ve sonuçları paylaşılmıştır. Üçüncü olarak da farklı hız, yük, rampa ve kurp değerlerine göre iki farklı raylı sistem çeken aracının matematiksel modellerini En Küçük Kareler (EKK) yöntemi ile oluşturmak ve ardından dördüncü olarak bu modeller yardımıyla en verimli (optimum) çalışma noktaları Gradyen, Normalizasyon İle Eğri Çakıştırma ve Parçacık Sürüsü Yöntemleri ile bulunmuş ve sonuçları paylaşılmıştır. Daha önceki çalışmalarda sadece tek bir konuda ele alınan enerji verimliliği, bu tez çalışmasında dört farklı alanda (çeken araçların matematiksel modellemesi, çeken araçlarda da kullanılan asenkron motorlarda enerji verimliliği tahmini, temiz bir enerji kaynağı olan güneşin tahmini ve çeken araçlarının gücünün nekadarını karşılayabileceği ve matematiksel modeller yardımıyla en verimli çalışma noktalarının tespiti) uygulanabilir yenilikçi çözümler sunulmuştur.
Elektrik dağıtım sektöründe çalışanların iş kazaları ve meslek hastalıkları nedenlerinin Konya merkezli örneğinde incelenmesi
Bu çalışmada elektrik dağıtım sektöründe iş kazaları ve meslek hastalıklarının meydana gelmesinin asıl nedenlerinin incelenip iş hayatının ve sosyal yaşamın daha güvenli ve daha sağlıklı hale getirilmesi amaçlanmıştır. Araştırma sırasında, Kasım 2017-Ocak 2018 döneminde çalışanların iş yaşamları süresince iş kazasına uğrama ve meslek hastalığına maruz kalma durumları sorgulanmıştır. Çalışmada 48 sorudan oluşan anket formu kullanılarak istatistiksel analizler için SPSS programından yararlanılmıştır. Anket çalışması 118 işçi ile yüz yüze görüşme biçiminde uygulanmıştır. Araştırmaya katılanların %88,1'i vardiya sistemi ile çalıştığını, %66,9'u işyerinde iş sağlığı ve güvenliği kurulunun bu¬lunduğunu, %56,8'i işyerindeki amirlerin İş Sağlığı ve Güvenliğine bakışının yeterli olduğunu, %50,8'i işe mesleki/teknik eğitimin yeterli olduğunu, %95,8'i işe başlamadan önce İş Sağlığı ve Güvenliği eğitimi aldığını, %94,1'i yapılan işle ilgili iş kazası riskleri konusun¬da eğitim aldığını, %70,3'ü çalışılan iş ile ilgili yasalar ve yönetmelikler konusunda eğitim aldığını belirtmiştir. Sonuç olarak, ülkemizde İş Sağlığı ve Güvenliği Kanununun ve bu kanunla ilişkili yürürlükte bulunan mevzuatın yetersiz oluşu, uygulamaların eksik, cezai yaptırımların yeterince bağlayıcı olmayışı ve ülkemizde İş Sağlığı ve Güvenliği kültürünün tam olarak oturmamış olması sebebiyle iş kazaları ve meslek hastalıklarının meydana geldiği anlaşılmaktadır. Elde edilen veriler sonucunda çalışanlarımızın daha sağlıklı, işletmelerimizin daha güvenli hale getirilebileceği tespit edilmiştir. Bu yüzden mevzuat kapsamında çalışanların ve işletmelerin korunması için ortamın, ortamda kullanılan malzemelerin ve kullanılan kişisel koruyucu donanımların daha etkin kullanılmasının gerekliliği ortaya konulmuştur.
Parabolik oluk tipi güneş toplayıcılı güç santralinin YSA tabanlı optimizasyonu: Bilecik uygulaması
Bu çalışmada, Parabolik Oluk Tipi Güneş Toplayıcılı Termal Güç Santrali (POTGTTGS) sisteminin tasarımı Bilecik ili şartları göz önünde bulundurularak yapılmıştır. Sistemde parabolik oluk tipi toplayıcılar ORC çevrimiyle entegre edilmiştir. Aynı zamanda güneş ışınının olmadığı veya yetersiz kaldığı durumlarda kullanılmak üzere depolanan termal enerji depolama sistemiyle desteklenmiştir. Beş farklı soğutucu akışkan için (R-134a, R141b, R600a, R236ea ve R1234ze) belirlenen farklı çalışma parametrelerine toplamda 4500 tasarım gerçekleştirilmiş, bu tasarımların birinci ve ikinci yasa analizleri ve optimum sistem tasarımı yapılmıştır. Çalışmanın devamında, her bir tasarım için maliyet analizi yapılmıştır. POTGTTGS sisteminin faydalı ömrü 20 yıl olarak belirlenmiş olup Net Bugünkü Değer (NBD) yöntemiyle sistemin ekonomikliği incelenmiştir. Çalışmada son olarak, tasarlanan tüm sistemler Yapay Sinir Ağı (YSA) kullanılarak modellenmiştir. POTGTTGS sisteminin YSA modeli MATLAB programı kullanılarak hazırlanmıştır. POTGTTGS sisteminin enerji verimi, ekserji verimi, net güç üretimi ve NBD değerlerini tahmin etmek için tasarlanan 4500 tasarımdan rastgele seçilen 3250'si eğitim aşamasında, geri kalan 1250'si ise test aşamasında kullanılmıştır. Oluşturulan ağ mimarisi 1000 iterasyon için eğitilmiş olup ağ çıktılarına ait sonuçlarla, analitik olarak hesaplanan sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bunun sonucunda YSA modeli ile hesaplanan değerlerle, analitik olarak hesaplanan değerlerin kabul edilebilir ölçüde sapma gösterdiği tespit edilmiştir. Elde edilen en uygun ağ mimarisi tasarlanan sistemin optimizasyonunda kullanılmıştır. YSA modeli kullanılarak yapılan optimizasyon sonucunda, optimum tasarımın NBD değeri 61.018.548.133,27 TL olarak belirlenmiştir.
Elektrik enerji sistemlerinde bilgisayar destekli kararlılık analizi ve uygulaması
Günümüzde enerjiye olan talebin artması, buna bağlı olarak da büyük sistemlerin gerekliliği ve teknolojinin ilerlemesi ile tüketim noktaları yeterli, daha kaliteli ve güvenilir bir enerji talep etmektedir. Bu nitelikteki kaliteli bir enerjiyi oluşturan etmenlerin başında sabit gerilim ve frekans gelmektedir. Gerilim ve frekans değerlerinin uygun değerde sabit olmasını sağlamaya çalışmak elektrik güç sistemlerinin kararlılığını oluşturmaktadır. Sistem kararlılığı bir bozucu etki sonrasında sistemin tekrar bozucu etki öncesi çalışma koşullarına dönme yeteneği olarak tanımlanır. Sistem ancak mekaniksel giriş ve elektriksel çıkış arasındaki uyumun oluşması koşulu ile kararlı çalışabilir. Bu tez çalışmasında kararlılık analizinin önemi, çeşitleri, kullanılan yöntemler açısından detaylı olarak ele alınacak ve çok makinalı sistemler için kararlılık analizi çeşitlerinden birisi olan geçici hal kararlılığının bilgisayar destekli analizi ve güç sistemlerinde meydana gelebilecek faz-toprak, iki faz-toprak, üç faz-toprak ve iki faz kısa devresi gibi çeşitli arızalar sonucunda sistemin kararlılığının analizi gerçekleştirilecektir. Uygulama olarak 14 baralı IEEE test sistemi kullanılarak MATLAB programı yardımıyla sistem kararlılık analizi yapılacaktır. Bu tür analizlerde kullanılan Power System Simulator for Engineering (PSS/E), Power System Simulator (Simpow), DigSilent, EuroStag, NEPLAN ve PowerWorld gibi paket programlara ek olarak bu çalışma ile alternatif bir kararlılık analiz programı ele alınmıştır. Bu tür bir çalışma ile kararlılık analizinin hatasız ve hızlı bir şekilde yapılmasının, güç sistemlerindeki öneminin yanında mühendislere ve mühendislik alanında çalışanlara maliyet, zaman, bilgi ve daha birçok alanda fayda sağlayacağı öngörülmektedir.
Enerji verimliliği için paralel bağlı trafolarda güç aktarımı uygulaması
Elektrik enerjisi tüketiminde son gerilim sağlayıcı olan transformatörlerin verimli kullanımı, enerji kayıplarının azaltılması bakımından önem arz eder. Transformatörlerin paralel çalıştırılması ile farklı güçlerde çalışma yeteneğinin kazanılması hedeflenmektedir. Böylece, hem bakım arıza gibi üretimi aksatacak durumlarda enerji güvenilirliği sağlanır, hem de tezin asıl konusu olan enerji verimliliğine katkı konusunda önemli bir fayda sağlanacaktır. Gerek güç transformatörlerinin yanlış seçiminden kaynaklı, gerekse yük periyodundaki aşırı değişkenliğe karşın, uygun transformatör kullanılarak enerji verimliliği arttırılabilir. Bu tez kapsamında, yük akış periyodundaki değişkenliğin algoritmik olarak kontrol edilerek, uygun güce uygun transformatör seçiminin gerçekleştirildiği, yazılım kontrollü bir uygulama çalışması gerçekleştirilmiştir. Düşük güç kullanımında küçük güçlü, büyük güç kullanımında ise büyük güçlü transformatör kullanımı ile talebe uygunluk esas alınmıştır. Güç talebine uygun transformatör kullanımı ile düşük güç talebi durumunda büyük güçlü transformatör kullanımı engellendiğinden, boş çalışma kayıplarının azaltılması ile enerji verimliliği arttırılmıştır. Enerji verimliliği esaslı yük aktarımı, transformatörlerin kısa süreli paralel çalıştırılması ile sağlandığından, tüketici kısmında yük aktarımından etkilenme önlenmiştir.
Katkılı metal oksit ince filmlerin üretimi ve bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Günümüz teknoloji dünyasının sürekli gelişmesi daha çok katma değerli ürünler işlenebilmesine olanak sunmaktadır. Bu da alternatif ve ekonomik yarıiletken malzemelere olan ihtiyacı artırmaktadır. Yarıiletken teknolojisinin maliyetinin düşürülmesi ve kolay ulaşabilir olması ince filmlerle mümkün olmaktadır. Bu çalışma kapsamında ZnO ince filmler kompleks ve pahalı teknoloji ile yapılan üretim tekniklerine alternatif olarak geliştirilen ve literatürde ilk defa kullanılacak "Sol-Gel Manyetik Döndürerek Kaplama yöntemi" ile elde edilmiştir. Geliştirilen bu teknikte döndürme işlemi, diğer pahalı tekniklerden farklı şekilde manyetik olarak gerçekleştirilmektedir. Özgün yüzeysel özellikleri bulunan çeşitli metallerle katkılanarak elektriksel yapıları değiştirilebilen ZnO ince filmler birçok güncel teknolojik alanlarda kullanılmaktadır. Al ve Cd katkılama işlemi % 1, % 3 ve % 5 oranlarında artırılarak yapılmıştır. Katkılı ve katkısız ZnO ince filmlerin bazı fiziksel özellikleri, X-Işını Kırınımı (XRD) Cihazı, Alan Emisyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (FESEM) ve UV-Vis. Spektrofotometresi kullanılarak incelenmiştir. Yapılan XRD analizlerinde elde edilen tüm ince filmlerin polikristal yapıda olduğu ve hekzagonal ZnO yapısı ile birebir örtüştüğü görülmüştür. FESEM görüntüleri incelendiğinde ise, filmin tüm yüzeyine hemen hemen homojen dağılmış nanoboyutta taneciklerden meydana geldiği görülmüştür. UV-Vis. Spektroskopisi ölçümleri ile elde edilen yasak enerji aralığı değerleri yaklaşık 3.3 eV olarak hesaplanmıştır. Katkılı ZnO ince filmlerin özellikleri incelendiğinde, kaplamanın yüzeye homojen olarak dağıldığı, katkılama miktarı artıkça tane boyutu değerlerinin arttığı ve yüzeyde boşlukların yok olduğu dolayısıyla birbirlerine daha iyi tutunan nanoboyuttaki taneciklerden oluştuğu görülmüştür. Ayrıca katkılı ince filmlerde yasak enerji aralığı değerlerinin katkılama miktarı arttıkça azaldığı gözlemlenmiştir. Literatürde ilk defa kullanılan bu ince film üretim tekniği ile katkılı ve katkısız ince filmler daha basit ve ekonomik bir şekilde rahatlıkla üretilebilmiştir.
Güneş pilleri için kimyasal banyo biriktirme yöntemi ile üretilen ZnO, CdS, PbS ince filmlerinin bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Günümüz dünyasında insanlığın enerji ihtiyacı arrtıkça geleneksel enerji üretim teknolojilerinin yerini yenilenebilir enerji kaynakları almaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisi sınırsız ve temiz bir enerji kaynağı olması nedeni ile tarihimiz boyunca hiç olmadığı kadar ön plandadır. Atmosferi geçerek yeryüzüne ulaşan güneş ışınlarını elektrik enerjisine dönüştürmek için güneş hücreleri kullanılmaktadır. Fotovoltaik uygulamaları üretim teknolojilerinin üstesinden gelmesi gereken başlıca problem üretilen elektrik enerjisinin yüksek verimlilikte ve düşük maliyetlerle üretilebilmesidir. Bu amaçla bu tez çalışmasında güneş pillerinin temel yapı taşlarından olan yarıiletken ince filmler, maliyetlerinin düşük olması, geniş yüzeylere uygulanabilir olması, tekrarlanabilir ve kolay bir üretim tekniği olması nedeni ile Kimyasal Banyo Biriktirme (KBB) yöntemi ile cam altlık yüzeyler üzerine biriktirilmiştir. Güneş pillerinin yanı sıra çeşitli gaz ve nem sensör uygulamarında kullanım alanı bulan yarıiletken ince filmlerden çinko oksit (ZnO), kurşun sülfür (PbS) ve kadmiyum sülfür (CdS) ince filmler tercih edilmiştir. ZnO üretilirken, ajan ( ligand ) kimyasallarının, banyo sıcaklığının ve solüsyonun karıştırılma hızının filmler üzerindeki optik, yapısal ve morfolojik etkileri incelenmiştir. Ayrıca, PbS ve CdS üretilirken tiyoüre belirli zaman aralıkları ile belirli miktarlarda final solüsyona eklenerek film üzerindeki optik, yapısal ve morfolojik etkileri analiz edilmiştir. Bu etkiler sırası ile UV-vis, FTIR, XRD ve SEM ile incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda ZnO, PbS ve CdS ince filmlerin cam altlık yüzeyine iyi çok iyi yapıştığı, kompakt ve homojen filmler elde edildiği görülmüştür. ZnO ince filmler için optimum film üretme koşulları belirlenmiş, çatlaksız ve iğne deliksiz PbS ve CdS ince filmler üretilmiştir.
Mevcut rezervuarların pompaj depolamalı hidroelektrik santrale dönüştürülmesi üzerine bir çalışma
Gelişen teknoloji, sanayi, nüfusun artması gibi etkenler enerjiye olan ihtiyacı arttırmıştır. Tükenmek üzere olan, ekolojiye zarar veren, dışa bağımlılığı arttıran ve ekonomik olmayan petrol, doğalgaz, kömür gibi fosil yakıtların yerini yenilenebilir enerji kaynakları almaya başlamıştır. Bu enerji kaynaklarının ihtiyaç halinde kullanılması için depolanması gereklidir. Bu çalışmada depolama için pompaj depolamalı hidroelektrik santralleri sistemi seçilmiş ve bu konuda araştırma yapılmıştır. Isparta ilinin Eğirdir Gölü çevresinde tasarlanan santralin üst rezervuar hacmi 4 senaryo ile hesaplanmış ve bu hesaplamalara göre senaryolar kıyaslanmıştır. 1.430 m kotunda 6.000.000 m3 , 4.000.000 m3 , 2.000.000 m3 ve 1.000.000 m3 hacminde 4 rezervuar senaryosu hesaplanmıştır. Toplam savak uzunluğu 1.150 m, üst rezervuar kotu 1.430 m, toplam kuyruk suyu tüneli uzunluğu 650 m, 910 m kotunda santral binası, 7 m çapında cebri boru ve 4 adet türbin ile tasarım yapılmıştır. PDHES sisteminin hidrolik ve ekonomik hesapları çalışması sonucunda 1. senaryo için yıllık net kazanç 132.623.513 $, santral kurulu gücü 1.327 MW; 2. senaryo için yıllık net kazanç 89.631.741 $, santral kurulu gücü 897 MW; 3. senaryo için yıllık net kazanç 45.180.783 $, santral kurulu gücü 452 MW; 4. senaryo için yıllık net kazanç 22.633.708 $ ve santral kurulu gücü 226 MW olarak bulunmuştur.
Yenilenebilir Enerji Tabanlı Şebekeden Bağımsız Akıllı Enerji Sisteminin Tasarım ve Denetimi
Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de artan enerji ihtiyacının tükenir ve oldukça fazla çevresel olumsuz etikleri bulunan fosil tabanlı enerji kaynakları tarafından karşılanma oranı giderek azalmaktadır. Buna karşın, enerji depolama sistemleri destekli geliştirilen birliktelikler ile YEK'lerin kullanım yaygınlığı da giderek artmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı gerek coğrafi ve fiziki şartlar gerekse ekonomik nedenlerden dolayı ihtiyaç duyulabilecek YEK tabanlı, şebekeden bağımsız, enerji depolama sistemleri ile desteklenen, bir enerji sisteminin tasarlanması ve bu enerji sisteminin, gömülü kod üretimi yöntemi ile geliştirilen akıllı algoritmalar kullanılarak denetiminin sağlanmasıdır. Bu amaç doğrultusunda, bir şebekeden bağımsız DC enerji yönetim sisteminin tasarımı, benzetimi ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. YEK tabanlı enerji yönetim sistemi; PV paneller tercih edilerek oluşturulmuş bir enerji üretimi birimi, bataryalar tercih edilerek oluşturulmuş bir enerji depolama ve destek birimi ve yük biriminden meydana gelmektedir. Gerek bu birimlerin iç denetimleri gerekse bu birimler arasındaki enerji akışı ve yük talebinin kararlı ve sürekli bir şekilde karşılanmasının sağlanabilmesi için güç devreleri ve denetleme algoritmaları geliştirilmiştir. Bu güç devreleri ve denetleme algoritmaları, enerji üretimi birimi için PV panellerin MGNT denetimini gerçekleştirirken enerji depolama ve destek birimi için ise şarj veya deşarj denetimlerini gerçekleştirmektedir. Tüm bu denetimler için bulanık mantık ve bulanık mantık PID denetleyicili olmak üzere iki farklı denetleme algoritması geliştirilmiştir. Birimler arasındaki enerji akışı için kilit rol oynayan bataryaların SoC verisinin belirlenebilmesi için de ayrıca bir algoritma geliştirilmiştir. Tasarlanan enerji yönetim sistemi için gerekli akım ve gerilim değerlerinin elde edilebilmesi için kullanılan ADC örnekleme frekansı ve denetim için kullanılan DC-DC dönüştürücülerin anahtarlama frekansı 10 KHz olarak belirlenmiştir. Enerji yönetim sisteminin benzetim çalışmaları için PSIM yazılımı, uygulama çalışmaları için ise Texas Instruments firmasının ürettiği TMS320F28335 sayısal sinyal işlemcisi kullanılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında geliştirilen YEK tabanlı enerji yönetim sisteminde, enerji üretimi, enerji depolama ve destek birimleri ve sisteme bağlanacak yük(ler)in farklı durumları için yedi farklı sistem çalışma durumu belirlenmiştir. Gerek sistemin gereksinimleri doğrultusunda anlık çalışma durumlarının değişimi gerekse ilgili çalışma durumunun gereksinimleri doğrultusunda DC-DC dönüştürücülerin anahtarlama sinyallerinin denetimi, geliştirilen denetim algoritmaları tarafından otonom olarak gerçekleştirilmiştir.
Dizel-biyodizel-bütanol ve biyodizel-bütanol karışımlarının performans ve emisyonlara etkisinin incelenmesi
Dünyada kullanılan enerjini büyük çoğunluğu fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Bu durum ülkemiz gibi sürekli olarak büyüyen ve gelişmekte olan ülkelerde dışa bağımlılığı arttırmaktadır. Bunun yanında fosil yakıtların yakın gelecekte bitecek olması da fiyat istikrarsızlıkları, çevresel sorunların yaşanmasına yol açmaktadır. Bu sorunların yaşanması bizleri alternatif bir yakıt, alternatif bir enerji kaynağı aramaya itmiştir. Dizel motorunun yakıt tüketiminin düşük olması, sıkıştırma oranlarının yüksek olması ile dizel motoru ağır hizmet araçlarında kullanımını oldukça cazip kılmaktadır. Buna rağmen doğaya salmış olduğu egzoz gazları dünyamız için ciddi sorunlardandır. Rudolf Diesel 1900 lü yıllarda motoru icat ettiğinde Paris fuarında icadının çalışma prensibini anlatırken yakıt olarak yağ kullanmıştır fakat motor tasarımındaki kısıtlamalar ve o zamanki mühendislik hesaplamaları günümüze göre daha ilkel olması sebebiyle fosil yakıtlar kullanmaya mecbur etmiştir. Bu durum 20. Yüzyılda yaşanan petrol krizine kadar bu şekilde devam etti. Petrol krizinden sonra Brezilya, Avusturya, Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Fransa, İtalya, Hollanda gibi ülkelerde alternatif yakıtlar üzerine araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Bitkisel yağların hiçbir işleme gerek kalmaksızın dizel motorlarında yakıt olarak kullanılabileceği bilinmektedir fakat uzun bir süre kullanıldığında motorda, yakıt hattında tıkanmalara, enjektörlerin tıkanmasına, soğuk havalarda veyahut motor soğukken ilk harekette zorlanmalara sebep olmaktadır. Yağların transesterifikasyon yöntemiyle biyodizele dönüştürülüp kullanılması, işlenmemiş yağın kullanılmasına göre daha uygundur. Transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiş olan biyodizelin yakıt özelliklerine baktığımızda her ne kadar dizel yakıtına benzer olsa da viskozite değeri dizele göre daha yüksektir. Biyodizeli daha verimli bir şekilde kullanabilmek için dizel yakıtıyla karışım halinde kullanılabilir. Bu çalışmada transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiş olan biyodizel, biyodizel – dizel yakıt karışımı, biyodizel – bütanol karışımı ve biyodizel – dizel – bütanol karışımlarının dört silindirli dört zamanlı direkt püskürtmeli dizel motorunda karakteristik özelliklerinin belirlenmesi için tam yük testi 1800 dev/dk, 2400 dev/dk, 3000 dev/dk ve 3600 dev/dk' da yapılmıştır.
Maf filtre ve histerezis PWM tabanlı kontrol algoritmasının BGKD'ye uygulanması
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte enerji sistemlerinde kullanılan yükler çeşitlilik kazanmıştır. Doğrusal olmayan yükler güç kalitesi için önem arz etmektedir. Son yıllarda güç elektroniği teknolojilerinin etkisi ile enerji sistemlerindeki, doğrusal olmayan yüklerde artış görülmektedir. Bu artışlara paralel olarak enerji sistemlerindeki güç kalitesi problemlerinde de artışların meydana geldiği görülmektedir. Elektrik enerji sistemleri ve hassas endüstriyel yükler, güç kalitesi problemlerinden etkilenmektedir. Güç kalitesi problemleri gerilim düşmeleri ve yükselmeleri, gerilim dalgalanmaları, akım ve gerilim harmonikleri, gerilim dengesizlikleri ve şebeke frekans değişimleridir. Elektrik enerjisinde güç kalitesi problemlerinin ortadan kaldırılması hem tüketiciler hem de üreticiler için büyük önem arz etmektedir. Günümüzde, güç kalitesi problemlerini ortadan kaldıran ve problemlere çözüm üreten cihazlar geliştirilmiştir. Bu cihazlar arasında pasif ve aktif güç filtreleri yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Birleşik güç kalite düzenleyicisi (BGKD) güç kalitesi problemlerine ve harmoniklere karşı çözüm olarak geliştirilmiştir. BGKD, ortak doğru akım (DA) bara hattını kullanan iki adet gerilim kaynaklı evirici devresinin arka arkaya bağlanılması ile oluşmaktadır. Bu eviricilerden birincisi, gerilim kaynağı olarak çalışan seri aktif güç filtresi ve ikincisi de akım kaynağı olarak çalışan paralel aktif güç filtresidir. Bu tez çalışmasında, güç kalitesi problemlerine çözüm sunan BGKD sistemi içinsenkron referans yapı tabanlı yeni bir kontrol yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntemde, anahtarlama sinyallerinin elde edilmesinde histerezis PWM veya SVPWM teknikleri kullanılmaktadır. Simülasyon çalışmaları PSIM paket programında yapılmaktadır. Elde edilen simülasyon sonuçlarından senkron referans yapı tabanlıönerilen MAF filtreli kontrol yönteminin, diğer kontrol yöntemlerine kıyasla güç kalitesi problemlerini gidermede daha başarılı olduğu görülmektedir.
Bir tekstil fabrikasında enerji maliyetlerinin azaltılmasına ilişkin bir uygulama
İstihdam bakımından önde gelen sektörlerden olan tekstil sektöründe 1970-2000 yılları arsında hızlı bir büyüme gerçekleşmiştir. Hızlı büyüme ile birçok tekstil fabrikası açılmış ve günün şartları gereği yüksek karlar ile çalışan bu fabrikalar enerji verimliliğine gereken özeni göstermemiştir. Geçen zaman içerisinde küresel pazardaki rekabet ile fabrikalar nihai üründe maliyet azaltıcı tedbirler almak zorunda kalmıştır. Bu çalışmada yüksek yatırım bedelleri gerektirmeyen, kısa vadede kendini amorti edip kar sağlamaya başlanabilecek enerji verimliliği çalışmaları üzerinde durulmuştur. Fabrikadaki izolasyonsuz vana grupları ve sıcak hatların izolasyon çalışması yapılmış, buhar kaçakları, klima sistemi, basınçlı hava hattındaki kaçaklar, kompresörlerde verimsizliğe neden olan etmenler tespit edilmiştir. Enerji verimsizliğine neden olan bu etmenlerin yatırım maliyetleri, boşa giden enerji miktarları, bunların mali değerleri ile basit geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Bir tekstil fabrikasında gerçekleştirdiğimiz çalışmamız önemli bir ek maliyet getirmeden, her ölçekte işletmenin faydalanabilmesine uygundur. Çalışmamızın ülkemizde yüksek istihdam sağlayan tekstil sektörünün dünya ile rekabet edebilme gücüne fayda sağlayabileceği düşünülmektedir. Benzer prosese sahip diğer işletmelere yol gösterici olması ve enerji verimliliği konusunda çalışma yapabilmeleri için teşvik edici olması umut edilmektedir.
Yüz bölgelerinin ağırlıklandırılmasının yerel ikili örüntüler ile yüz tanıma performansına etkisi
Yerel İkili Örüntüler (Local Binary Patterns - LBP), yüz, doku, cinsiyet tanıma gibi örüntü tanıma problemlerinde kullanılan başarılı bir öznitelik çıkarım yöntemidir. LBP imgedeki her piksel ile komşu piksellerin gri seviye değerlerini karşılaştırarak öznitelik çıkarımı yapar. Yüzdeki göz, burun, ağız gibi bazı bölgelerin diğer bölgelere göre sınıflandırma başarımına katkısının daha fazla olduğu bilinmektedir. Bundan dolayı, yüz imgesi dikdörtgensel bölgelere ayrılmıştır. Her bölge için LBP histogramlarının oluşturulmasıyla yerel öznitelikler elde edilmiştir. Yerel öznitelik vektörlerine ait oldukları bölgelerin önem derecelerine göre ağırlıklar verilerek tanıma başarımının artması hedeflenmiştir. Yöntemin başarımını belirlemek için yapılan deneysel çalışmalarda AR ve Genişletilmiş Yale yüz Veri Tabanı B kullanılmıştır. Sınıflandırma aşamasında alt uzay tabanlı Doğrusal Regresyon Sınıflandırıcısı (LRC) ve Ki-kare (χ^2) istatistiği kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, LRC sınıflandırıcısı başarımının kullanılan veri tabanına göre değişkenlik gösterdiği, ancak χ^2 istatistiğinin kullanılan veritabanından bağımsız olarak yüksek sınıflandırma başarımı sağladığı gözlemlenmiştir.
Çoklu armatür panellerinde farklı dizilimlerin parıltı etkileri
Işık ve ışık kaynakları, göz ve kameraların görüntü algılamalarında büyük önem arz eder. Gerçekleştirilen aydınlatmada ışığın yetersiz olması, durumunda yeterli görme ve algılama şartları oluşamazken, ışığın gerekenden fazla olması da görme ve algılamayı olumsuz etkiler. Işığa maruz kalan cisimler, parlaklıkları yardımıyla göz ya da kameraya yansıttıkları ışınlar ile kendilerini tanımlarken, arka planlarındaki renksel farklıklarının gerektirdiği karşıtlıktan da büyük ölçüde yararlanırlar. Işığın gerekenden fazla olması durumunda, cisimler ve arka planları arasındaki karşıtlık algılaması azalarak, görüntü kalitesi azalır. Göz ve kamera tarafından algılanan direkt ya da endirekt ışık seviyesindeki artışa bağlı olan bu algılama bozulması aşırı parlaklık veya parıltı olarak tanımlanır. Bu çalışmada, göz ve kamera tarafından algılanan görüntü kalitesini iyileştirmek için çoklu armatür panelleri üzerinde durularak, parıltı etkisi ele alınmıştır. Çoklu armatür panellerinde yer alan armatürlerin uygun ölçülerde konumlanmaları ve ara mesafelere sahip olmaları hedeflenmiştir.
İki gruplu difüzyon teorisi yardımıyla kritik nükleer reaktör ebatının tespiti
Fosil yakıtların haricinde kesintisiz güç kaynağı olarak kullanılabilecek bilinen tek enerji kaynağı nükleer enerjidir. Nükleer enerjinin açığa çıkarılması ise nükleer reaktörlerde gerçekleşen fisyon reaksiyonuyla meydana gelmektedir. Fisyon reaksiyonun kontrol altında tutulabilmesi ise kritiklik şartının sağlanmasına bağlıdır. Bu çalışmada, fisyon reaksiyonunu tetikleyen nötronlar düşük enerjili termal nötronlar ve yüksek enerjili hızlı nötronlar olmak üzere iki ayrı grup halinde değerlendirilmiştir. Bunun sonucunda ortaya çıkan iki gruplu nötron difüzyon teorisi iki gruplu kritiklik denklemine yol açar. Verilen bir reaktör kompozisyonu için kritikliği sağlayan reaktör ebatı iki gruplu kritiklik denklemini numerik olarak çözerek tespit edilmiştir. Bu yolla, küresel geometride çekirdek yarıçapı, yansıtıcı kalınlığı ve ekstrapolasyon uzunluğundaki değişimlerin kritik reaktör ebatı üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Nükleer Enerji, Fisyon, Kritiklik, Nötron Difüzyon
Fotovoltaik panel destekli batarya şarj/deşarj devresi tasarımı ve simülasyonu
Batarya şarj/deşarj devrelerinde doğru akıma (DA) ihtiyaç duyulmaktadır. Şebeke bağlantılı devrelerde DA elde etmek için güç dönüştürücüleri kullanılmaktadır. Güç dönüştürücülerde en çok kullanılan dönüştürücü ise alternatif akımın doğru akıma dönüştürüldüğü (AA-DA) devrelerdir. Bu tez çalışmasında, tek fazlı köprüsüz güç faktörü düzeltme devreli ya da fotovoltaik panel destekli yükselten DA-DA dönüştürücü devreli batarya şarj/deşarj devresi tasarımı ve simülasyonu yapılmıştır. İlk olarak ihtiyaç duyulan DA elde etmek ve güç kalitesini iyileştirmek için tek fazlı köprüsüz güç faktörü düzeltme (GFD) devresi kullanılmıştır. Tek fazlı köprüsüz GFD devresinde PQ kontrol metodu önerilmiştir. Önerilen kontrol metodunda ilk olarak aktif ve reaktif güç akım ve gerilim bilgileri kullanılarak hesaplanmaktadır. Daha sonra aktif güç yüksek geçiren filtreden geçirilerek aktif gücün DA bileşeni elde edilmektedir. DA bara gerilim bilgisi kullanılarak Pdc elde edilmektetir. Son olarak referans akım hesaplanmaktadır ve PWM anahtarlama sinyali üretilmektedir. Elde edilen DA sinyali çift yönlü alçaltıcı-yükseltici DA-DA dönüştürücüye verilmektedir. Bu devrede şarj/deşarj blokları ve PI kontroller kullanılarak sabit akım veya sabit gerilimde bataryanın şarj/deşarj işlemi yapılmaktadır. İkinci olarak fotovoltaik panel destekli yükselten DA-DA dönüştürücü devresi maksimum güç noktası izleme (MGNİ) metodlarından değiştir-gözle algoritması kullanılarak kontrol edilmiştr. Değiştir-gözle algoritmasında fotovoltaik panel çıkışındaki akım ve gerilim bilgisi kullanılarak güç hesaplanmakta ve gücün gerilime göre türevi alınarak maksimum güç elde edilmektedir. Elde edilen DA sinyali çift yönlü alçaltıcı-yükseltici DA-DA dönüştürücüye verilmektedir. Bu devrede şarj/deşarj blokları ve PI kontroller kullanılarak sabit akım veya sabit gerilimde bataryanın şarj/deşarj işlemi yapılmaktadır. Batarya şarj/deşarj devrelerinin simülasyon çalışmaları PSIM paket programı kullanılarak yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Tek Fazlı Köprüsüz Yükselten GFD; Fotovoltaik Panel; PQ Kontrol; MGNİ Kontrol; Batarya Şarj/Deşarj
Alçak gerilim şebeke sistemlerinde aşırı ve dengesiz yük analizleri
Elektrik enerji sistemleri, enerji kaynaklarından, son tüketiciye kadar enerji transferinin gerçekleştirildiği, alternatörler, iletim hatları, transformatörler ve koruma elemanlarını içine alan yapılardır. Gerçekleştirilen bu enerji transferi ekipmanlarının çalışma sınırları içerisinde olması gerektiği gibi, mümkün olduğunca dengeli yapıda olması istenir. Elektrik enerji sistemlerinde, çalışma sınırları ve denge durumunu belirlemede akım ve gerilim değerleri öncelikli olarak izlenir. Frekans ve harmoniksel büyüklükleri de izlemekle beraber, akım ve gerilime göre riskleri daha az orandadır. Çünkü şebekelerde oluşan aşırı ve dengesiz yüklerin akım ve gerilim değerlerinde oluşturduğu farklılıklar çok daha tahrip edici yapıdadır. Bu sebeplerden ötürü, çalışmada gerçekleştirilen aşırı ve dengesiz yük analizlerinde öncelikli olarak akım ve gerilim büyüklükleri dikkate alınmıştır. Farklı tip hataların oluşturduğu olumsuz etkilerin akım ve gerilim sinüs yapılarında oluşturduğu bozucu etkiler incelenmiştir. Bozulmanın giderilmesini esas alan, bozulmanın giderilememesi durumunda ise hatalı kısmı devre dışı bırakan bir uygulama modellenerek gerçek devre üzerinde simule edilmiştir.
Güneş ışınımının renksel özelliklerinin fotovoltaik enerji üretimine etkileri
GÜNEŞ IŞINIMININ RENKSEL ÖZELLİKLERİNİN FOTOVOLTAİK ENERJİ ÜRETİMİNE ETKİLERİ Dünyanın enerji sağlayıcısı olan Güneş, bizler için direkt ya da endirekt olarak birçok enerji türünün asıl kaynağı olmaktadır. Güneş enerjisi bu faydalarına ilaveten yaklaşık 20-30 yıldır elektrik enerji üretiminde de bir kaynak olarak karşımıza çıkmaktadır. Fotovoltaik panellerle gerçekleştirilen bu elektrik enerjisi üretim teknolojisi, gerek panellerin enerji verimliliğindeki artış gerekse maliyetlerindeki ucuzlama ile son yıllarda yaygınlaşma eğilimine girmiştir. Bu çalışmada, fotovoltaik panellerde enerji üretim esasları incelenerek, güneş ışınımının fiziksel parametrelerinin elektrik enerjisi üretimine etkileri ele alınmıştır. Güneş ışınımının fiziksel parametreleri olarak, ışınım şiddetinin yanı sıra, renksel özelliklerinin de ele alındığı bir çalışma yürütülmüş ve elde edilen veriler açıklanmıştır. Maviye yakın renksel dalga boylarında ışınımsal enerji oranındaki artışa rağmen fotovoltaik enerji üretiminin daha az olmasının, fotovoltaik panellerin daha az ışık akısına maruz kalmasından kaynaklandığı açıklanmıştır. Anahtar Kelimeler: Fotovoltaik enerji, Foton, Dalga boyu