27
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
İklim değişikliğinin fındık tarımına etkilerinin yenilenebilir enerji kaynakları açısından incelenmesi
İklim, tarih boyunca sürekli bir değişkenlik içerisinde bulunmuştur. Ancak, son zamanlarda ekonomik gelişmeye bağlı olarak artan insan faaliyetleri, günümüzün önemli araştırma konularından biri olan iklim değişikliğini gündeme getirmiştir. Küresel iklim değişikliği, sosyal, ekonomik, kültürel ve siyasi alanlarda önemli etkiler yaratmıştır. Bu durum, farklı uzmanlık alanları tarafından çeşitli yönleriyle değerlendirilme ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. İklim değişikliği, tarımsal faaliyetleri de önemli ölçüde etkilemiştir. Özellikle fındık tarımı, iklim değişikliğinin etkilerine maruz kalmıştır. Fındık, dünya genelinde bademden sonra en çok üretilen sert kabuklu meyve olarak bilinmektedir. Türkiye, dünya fındık üretiminin %75'ini gerçekleştirerek, ihracat ihtiyacının %70-75'ini karşılamaktadır. Bu araştırma, küresel iklim değişikliğinin fındık tarımına olan etkilerini ele alarak, bu etkilerle başa çıkabilmek adına çözüm odaklı yaklaşımları incelemeyi amaçlamaktadır. İklim değişikliğinin en önemli sonuçlarından biri yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelme eğilimini vurgulamaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, enerji coğrafyasında son dönemde önemli gelişmeler kaydetmiştir. Bu çalışmada, iklim değişikliğinin fındık tarımına olan etkilerinin nasıl çözümlenebileceği sorusuna odaklanılarak, bilgiler derlenmiş ve çözüm önerileri sunulmuştur. İklim değişikliği fındık tarımına etkileri, fındık verimiyle doğrudan ilişkilidir. Fındık verimini arttırmak için yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi ile sulama ve kurutma işlemleri gerçekleştirilebilmektedir.
Poli(tiyonin) destekli platin ve paladyum nanopartikülleri ile etanolün elektrokatalitik yükseltgenmesi
Günümüzde polimer elektrolit membranlı (PEM) yakıt pilleri, özellikle taşınabilir cihazlarda, mevcut pil teknolojilerine alternatif olarak değerlendirilmektedir. Hidrojen (H2) veya metil alkol gibi yakıtların kullanıldığı sistemler, bu tür pillerin öne çıkan tercihleri arasındadır. Yakıt pillerindeki temel sorun özellikle hidrojenin kullanıldığı yakıt pillerinde taşıma potansiyeli, yüksek maliyet ve hidrojenin gaz fazında düşük enerji yoğunluğudur. Metanol tabanlı yakıt pillerinde ise metanolün yüksek enerji yoğunluğuna rağmen elektrokatalitik yükseltgenme hızının yavaş olması önemli bir sorundur. Bunun yanı sıra metanolün Nafion® membran ile uyumsuz olması yüksek derişim kullanımını sınırlar. Bu da yakıt tüketimi ile yakıt hücresi performansını olumsuz şekilde etkiler. Hidrojen ve metanol yakıt hücrelerinde karşı karşıya kalınan bu sınırlamalar nedeniyle son yıllarda etil alkole alternatif bir yakıt olarak bu alanda ilgi artmıştır. Diğer taraftan etanolün (biyoetanol) günümüzde bitkilerden elde edilebilen bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak kullanım potansiyelinin bulunması, etanollü yakıt pillerini daha da ilgi çekici hale getirmektedir. Bu yüksek lisans tezinin hedefi destek malzemesi olarak poli(tiyonin) (PTH) iletken polimerinden yararlanarak Pt(platin) ve Pd(paladyum) monometalik nanokatalizörlerinin ve PtPd bimetalik nanokatalizörünün hazırlanarak etanolün elektrokatalitik yükseltgenmesi için etkinliğinin test edilmesidir. Tez kapsamında yer alan katalizörlerin hazırlanmasında kullanılan deneysel koşulların optimize edilmesi ve optimum koşullarda hazırlanan PTH destekli nanokatalizörlerin elektrokimyasal ve fiziksel yöntemlerle karakterize edilmesi tez çalışmaları dahilinde yürütülmüştür.
TS 498 ve TS en 1991-1-4 standartları kullanılarak çelik bir aydınlatma direğinin karşılaştırmalı yapısal rüzgar yükü analizi
Yapılar tasarlanırken, hizmet ve yaşam süreleri boyunca her türlü çevresel faktöre maruz kalacağı düşünülerek inşa edilir. Aydınlatma direkleri de çevresel faktörler düşünülerek uygun kriterler doğrultusunda tasarlanmalıdır. Kendi içlerinde farklı tasarımlara sahip aydınlatma direkleri ise hem görsel hem de yapısal olarak farklı değerlendirilmelidir. Aydınlatma direkleri, zemin aydınlatması için kullanılan ışıklandırma sistemini taşıyan yapılardır. İnce cidarlı yapıları sebebiyle, oldukça narin ve uzun yapılar sınıfında bulunmaktadırlar. Cidarlarında bulunan boşluklar ise, bu narinliklerini arttırmakta ve rüzgar yükleri altında yapısal davranışlarını etkilemektedir. Tüm mühendislik yapılarına, ekonomik ömürleri boyunca, birçok yük etki etmektedir. Yapılara etki eden ve yıkıcı etkileri bulunan en önemli yüklerden bir tanesi de rüzgar yükleridir. Bazı araştırmalar deprem ve rüzgar kuvvetlerini aynı çalışma içerisinde incelerken, bazı çalışmalarda da tek çeşit yük incelenmiştir. Betonarme sanayi bacaları, minareler, stadyum ışıklandırma kuleleri gibi narin ve uzun yapılarda, söz konusu bu yüklerin etkileri ayrı bir şekilde değerlendirilebilir. Bu çalışmada, çelik bir aydınlatma direğinin TS 498 ve TS-EN-1991-1-4 standartları kullanılarak karşılaştırmalı rüzgar yükü analizi, 1. mod frekansı sabit ve 1. mod frekansı rüzgar hızı ile değişen durumlar için yapılmıştır. TS 498 standardı Türk Standartları Enstitüsü bünyesinde hazırlanan bir yük standardıdır. TS-EN-1991-1-4 ise, "Eurocode 1-Actions on structures-Part 1-4: General actions-Wind actions" adlı standard esas alınarak, Türk Standartları Enstitüsü'nün 06.12.2007 tarihli toplantısında kabul edilmiş ve kullanıma sunulmuştur. Bir diğer önemli husus ise, TS-EN-1991-1-4 standardından bulunan yapısal analiz sonuçlarının TS 498 standardı kullanılarak bulunanlarla karşılaştırılmasıdır. Yapılan detaylı araştırmalardan, çelik aydınlatma direkleri ile ilgili karşılaştırmalı analiz konusunda, herhangi bir çalışmaya rastlanılamamıştır. Bu husus da, yapılan çalışmanın önemini bir kez daha göstermektedir. Özetle, bu çalışmada, TS 498 ve TS-EN-1991-1-4 standartları kullanılarak çelik bir aydınlatma direğinin karşılaştırmalı yapısal rüzgar analizi yapılmıştır. Türkiye'de ilk olması bakımından, bu çalışmanın yol gösterici ve aydınlatıcı olması hedeflenmiştir.
İki farklı tipteki havalı güneş kolektörünün ısıl veriminin deneysel olarak araştırılması
Karadeniz bölgesinde güneşli gün sayısının az ve güneşlenme süresinin kısa olması dolayısıyla güneşten gelen ışınımın verimli şekilde alınıp ısıya dönüştürülmesini sağlayacak güneş kolektörlerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında havalı tip güneş kolektörlerinin ısıl verimlerinin karşılaştırılması amacıyla, 1 m2 ışınım yüzeyine sahip düz ve kısmen silindirik kanal tipli havalı güneş kolektörü imal edilmiştir. Kanal geometrisinin absorbe edilen enerji miktarına ve kolektör verimine etkisi belirlemek için deneyler 4 farklı hava hızında gerçekleştirilmiştir. Hava hızının artmasıyla kolektör çıkış sıcaklığı düşmüştür. Kısmen silindirik kanal geometrisinin hava çıkış sıcaklığı uygulanan 4 hızda da düz kanal geometrisinden ortalama %13 daha yüksektir. Hava hızı arttıkça kısmen silindirik kolektör çıkış sıcaklığı düz kolektör çıkış sıcaklığına yaklaşmaktadır. Işınım değeri yüksek ise artan hava hızı ile kısmen silindirik ile düz kolektör çıkış sıcaklıkları arasındaki fark maksimum %19.7 iken, ışınım değeri düştükçe bu fark %3'e düşmüştür. Düz kolektörlerin ısıl verimleri ışınım değerlerine göre değişim göstermektedir. En düşük ısıl verim 0,5 m/s'de ortalama %35 iken en yüksek ısıl verim 3 m/s hava hızında %85 olarak hesaplanmıştır. Kısmen silindirik kolektörün en düşük ısıl verimi 0,5 m/s'de ortalama %34 olarak gerçekleşirken, en yüksek ısıl verim 3 m/s hava hızında %83 olarak hesaplanmıştır. Kısmen silindirik kolektör düz kolektöre göre 2 m/s hava hızında ortalama %8 daha verimli iken, diğer hızlarda düz kolektör kısmen silindirik kolektöre göre ortalama %2 daha verimlidir. En düşük faydalı enerji 0,5 m/s hava hızında ortalama 319 W (düz), 385 W (kısmen silindirik) iken maksimum faydalı enerji 3 m/s hava hızında ortalama 516 W (düz), 656 W (kısmen silindirik) olarak hesaplanmıştır. Yüksek sıcaklık ihtiyacının karşılanmasında kısmen silindirik kesit alanlı havalı tip güneş kolektörünün kullanımı düz kolektörlere göre daha uygundur.
Ordu ve Giresun illerinde dalga enerjisi potansiyelinin değerlendirilmesi
İnsan var oldukça enerji ihtiyacı da var olmaya devam edecektir. Toplumlar en temel aydınlanma, ısınma, yemek pişirme vb. gibi ihtiyaçlarını karşılayabilmek için enerjiye ihtiyaç duymaktadırlar. Her geçen gün artan enerji ihtiyacı ve maliyetleri, üretici ve tüketicileri yenilenebilir enerji kaynaklarına yönlendirmektedir. Ülkelerin enerjide dışa bağımlılığını azaltmak, enerji güvenliğini sağlamak, yerli yenilebilir enerji ile mümkündür. Üç tarafı denizlerle çevrili, kıyı uzunluğu 8.210 km olan ülkemizde potansiyeli yüksek yenilenebilir enerji kaynaklarından biri de dalga enerjisidir. Dalga enerjisinin önemi, sürdürülebilir ve çevre dostu bir enerji kaynağı olmasından kaynaklanmaktadır. Deniz dalgalarının kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren bu teknoloji, fosil yakıtların neden olduğu karbon emisyonlarını azaltmaya yardımcı olur ve iklim değişikliğiyle mücadelede önemli bir rol oynar. Ayrıca, dalga enerjisi kesintisiz ve öngörülebilir bir enerji kaynağıdır, bu da enerji arz güvenliğini artırır. Deniz kıyısı uzun ve dalga potansiyeli yüksek olan ülkeler için dalga enerjisi, enerji çeşitliliğini artırarak ekonomik ve stratejik avantajlar sağlar. Bu tez çalışmasında, dalga enerjisi üretiminde kullanılan sistemler ve dönüşüm sistemlerinin sınıflandırılmasından bahsedilmiş, Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nün 2021 yılında Ordu ilinde bulunan istasyon verileri incelenerek, Orta ve Doğu Karadeniz'in birleştiği şehrimiz Ordu'nun dalga enerjisi potansiyeli değerlendirilmiştir.
Ordu ilinde elektrikli ve hibrit araçların içten yanmalı motorlu araçlara göre çevreye etkisi
Motorlu taşıt emisyonları çevre kirliliğinin en büyük kaynaklarından biridir ve insan sağlığı, doğal yaşam alanları ve iklim değişikliği gibi çeşitli alanlarda olumsuz etkilere sahiptir. Bu nedenle sürdürülebilir yakıtlar ve daha az emisyonlu araçlar kullanmak toplu taşıma gibi alternatif ulaşım yöntemlerini tercih etmek teşvik edilmelidir. Bireysel olarak da araç kullanımının azaltılması ve çevre dostu alternatiflerin tercih edilmesi önemlidir. Böylece çevrenin ve dolayısıyla insan sağlığının korunması için atılacak adımlar büyük önem taşımaktadır. Ordu ilindeki araçların; %37,6 dizel, %35,8 LPG, %25,6 benzinli ve %0,7 elektrikli veya hibrit motorludur. Araçların çoğu dizel ve LPG araçlardan oluştuğu için içten yanmalı motorlu araçların hava, su, gürültü kirliliği oluşturması ve doğal kaynakların tüketilmesi durumu beklenilen bir sonuçtur. Elektrikli ve hibrit araçların kullanımı ise bu olumsuz etkileri azaltabilir. Fakat elektrikli araçların pilleri ve hibrit araçların bataryaları ise su kaynaklarına zarar verebilir. Yine de elektrikli ve hibrit araçlar, içten yanmalı motorlu araçlara göre gürültü kirliliğine çok daha az neden olurlar. Genelde ve Ordu ilinde de elektrikli ve hibrit araçların kullanımının artması, fosil yakıtların kullanımının azaltılması ve çevresel etkilerin en aza indirilmesi açısından önemlidir. Elektrikli ve hibrit araçların kullanımının teşvik edilmesi; altyapılarının ve uygun politikaların geliştirilmesi, daha sürdürülebilir bir gelecek için atılacak adımların önemini vurgulamaktadır.
Python ile makine öğrenmesi algoritmalarını kullanarak rüzgar santralinin elektrik üretim tahmini
Dünyadaki enerji ihtiyacının hızlı artışı ile birlikte tükenen kaynakların da enerji talebini karşılamada yetersiz kalması, ülkelerin özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgilerinin artmasına yol açmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde rüzgâr enerjisi bu aşamada ön plana çıkmaktadır. Rüzgâr santralleri kurulum alanı, bakım ve süreklilik açısından kolaylık sunması, bölgesel olarak rüzgâra elverişli olmasıyla birleştiğinde elektrik üretimi için yeni fırsatlar sunmaktadır. Son yıllarda Türkiye'de gerek coğrafi olarak gerek teknolojik gelişmeler açısından kurulumundaki hızlı artış ile beraber rüzgâr santralleri öne çıkmaktadır. Bu tezde, Türkiye'deki Ordu ili Akkuş ilçesindeki Rüzgâr Enerji Santrali'ne ait 392712 satır ve 27 sütundan oluşan, 16.10.2020 ile 16.04.2023 tarihleri arasındaki 10 'ar dakika aralıklarla ölçülen değerlerin yer aldığı ve üretilen aktif güç, reaktif güç, rüzgâr hızı, nem, kanat pozisyonları, hava basıncı vb. sütun değerlerini bulunduran bir veri seti kullanılmıştır. Veri seti, veri madenciliği metotları kullanılarak veri önişleme işlemi ve aykırı (uç) veri analizi yapılarak makine öğrenmesi için hazır hale getilmiştir. Makine öğrenmesi modelleri uygulanmadan önce model çerçevesi belirlenmiş ve veri setindeki değerler normalizasyon yöntemiyle 0 ile 1 arasında değerlere ölçeklendirilmiştir. Bu sayede python programlayıcının makine öğrenmesi modellerini hızlı ve daha kolay uygulaması sağlanmıştır. Verilerin %80'i train (öğrenme) ve %20'si ise test verisi olarak ayrılmıştır. Veri seti lineer olmayan karmaşık ve sayıca çok verilerden oluştuğu için makine öğrenmesi modellerinden Simple RNN, GRU ve LSTM modelleri uygulanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Tahmin verileri gerçek verilerle karşılaştırılmış ve hata oranları RMSE ve MAE hata oranı belirleme yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Sonuçlar karşılaştırıldığında Simple RNN modelinin daha gerçeğe yakın sonuç verdiği saptanmıştır. Bu tez çalışmasıyla, bir rüzgâr enerji santralinin elektrik üretiminin Python programlayıcı ve kütüphaneleri yardımıyla makine öğrenmesi metotları kullanılarak gerçeğe yakın olarak tahmin edilebildiği gösterilmiştir. Bu sayede günlük, aylık ve yıllık elektrik üretim planlamasının yapılmasında kolaylık sağlanabilmektedir. Anahtar Kelimeler: Makine öğrenmesi, Python Programlama, Rüzgâr Enerji Santrali, Yenilenebilir Enerji, Veri Madenciliği, Veri Önişleme.
Ordu ili katı atık depolama sahası işletimi ve maliyet analizi
Türkiye'nin enerji ihtiyacı göz önüne alındığında, enerji açığının giderilmesi, petrole olan ihtşyacın azaltılması ve döviz kaybının giderilmesi, kaynaklarımızın verimli kullanılması yönünde değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Yenilenebilir Enerji kaynakları kömür, petrol ve türevleri ürünlere göre sınırsız, çevresel etkileri en az olan ve daha uzun ömürlü kaynaklardır. Artan enerji talebini giderebilmek için bugün olduğu gibi ileriki yıllarda da, Türkiye alternatif enerji kaynaklarına yönelmek, doğal kaynaklarının en üst düzeyde kullanımını gerçekleştirmek ve bu kaynakları teknik, ekonomik, sosyal, politik ve çevresel etkileri de düşünerek en iyi şekilde değerlendirme ihtiyacı içindedir. Katı atıkların etkin ve verimli bir şekilde toplanması, taşınması, ayrıştırılması ve uygun bir yöntemle bertarafları belediyelerin ve sanayicilerin en büyük sorunlarındandır. Günümüz şartlarında; katı atıkların çevre ve ekonomi yönünden en etkin değerlendirme şekli, kaynakta geri kazanımdır. Geri kazanım ile kaynak ve çevre gelecek nesiller için korunur, enerji kazanımı ile ekonomiye katkı sağlanmış olur. Günümüzde nüfus artışı ile katı atıkların miktarı da artmaktadır. Dolayısıyla katı atık miktarının azaltılması önem kazanmaktadır. Katı atıkların miktarının azaltılması ancak geri kazanım projelerinin gerçekleştirilmesi ile mümkün olmaktadır. Ordu'da evsel katı atıkların toplanmasından ilçe belediyeleri, transferi ve düzenli depolanmasından Büyükşehir Belediyesi sorumludur. Evsel nitelikli katı atıkların sağlıklı ve sürdürülebilir bir atık yönetim sistemiyle, toplanma, depolanma ve bertaraf işlemlerinin geliştirilmesi sağlanmalıdır. Bu çalışmada Ordu ili katı atık depolama sahası tanıtılmış, katı atıktan üretilen elektrik enerjisi maliyet analizi yapılmıştır ayrıca Ordu'nun mevcut katı atık durumu değerlendirilmiştir.
Kenevir lif ve zeolit katkılı çimento içeren köpük betonların özellikleri
Son zamanlarda, enerji odaklı yaklaşımlar gereği, inşaat sektöründe pek çok alanda olduğu gibi yapı malzemeleri alanında da incelemeler yoğun bir şekilde devam etmektedir. Mineral katkılar ve puzolanik aktiviteye sahip mineral katkılar, çimento ve beton üretiminde enerji tasarrufu çıktıları, çevre koruma ve nihai ürünün performans iyileştirme gibi nedenlerle sektörde odak olmaya devam etmektedir. Mineral katkılar optimum oranlarla çimento üretimine dahil olduklarında klinker oranını azaltmaktadır. Böylelikle enerji tasarrufunun yanı sıra CO2 emisyonları probleminin çözümünde de önemli ölçüde katkı sağlamaktadır. Aynı zamanda mineral katkılar incelikleri ve puzolanik aktiviteleri sayesinde kullanıldığı üründe performans artışı meydana getirmektedirler. Diğer taraftan, binaların ısıtma amaçlı kullanılan enerji tüketimleri dünya enerji talebinde önemli bir paya sahiptir. Köpük betonlar, boşluklu yapıları gereği ısıl konfor koşullarının elde edilmesinde oldukça başarılı beton sınıfı olmaktadır. Ancak, köpük betonun ısıl performans avantajına karşılık gevrek yapısının iyileştirilmeye dayanım ve dayanıklılık performanslarının artırılmaya ihtiyacı vardır. Bu nedenle, yük etkisi altındaki köpük betonların karışımlarında mineral katkı ve lif takviyesi kullanımı uygun bir çözüm olmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, kenevir lif takviyesi ve zeolit katkılı çimento içeren köpük betonların fiziksel ve mekanik özelliklerini incelemektir. Bu amaçla, çimento üretiminde puzolan özellikli doğal zeolit kullanılmasına ve köpük beton üretimlerinde kenevir lif takviyesine ilişkin bilimsel veri oluşturmaktır. Çalışmada farklı oranlarda kullanılan ve farklı yüzey işlemlerine tabi tutulmuş doğal kenevir lif takviyesinin köpük beton numunelerinin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu tez çalışmasındaki deney programında yer alan deney serilerinden elde edilen bulgular karşılaştırma yöntemi kullanılarak irdelenmiştir. Köpük beton numunelerin su/çimento oranı ve çimento dozajı sabit tutulmuştur. Zeolit %10, ve %15 oranlarda çimento klinkeri ile yer değiştirilmiştir. Zeolit katkılı çimento içeren köpük beton numunelere doğal kenevir lif takviyeleri %1 (düşük), %2 (orta) ve %3 (yüksek) olmak üzere farklı oranlarda yapılmıştır. Kenevir lifler karışıma eklenmeden önce iki farklı yüzey işlemine tabi tutulmuştur. Üretilen köpük beton numuneler üzerinde mini slump, yayılma, özgül ağırlık, ağırlıkça su emme, kılcal su emme, ultrasonik ses geçiş hızı, eğilme-basınç dayanımı gibi deneyler gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre, %3' e kadar doğal kenevir lif takviyesi, %15' e kadar zeolit katkılı çimento içeren ve soda ile sülfat yüzey işlemine tabi tutulan köpük betonların performanslarında olumlu gelişimlerin olduğu tespit edilmiştir.
Yığma minarelerin deprem davranışına yükleme yönünün etkisi: Aksaray Zafer Camisi minaresi örneği
Dini mimarinin önemli bir unsuru olan minarelere, İslam kültüründe sadece camilerde değil; medrese, türbe gibi yapılarda rastlamak mümkündür. Başlangıçta özel bir mimari forma bağlı kalmadan inşa edilmeye başlanan minareler, değişik bölge ve kültürlerde birbirinden farklı biçimlerde genellikle taş, tuğla ve ahşaptan inşa edilmiştir. Bu çalışmanın temel amacını, üzerinde kapı boşluğu bulunan ve eksenel simetrik olmayan yığma minareler için, deprem uygulama kritik ekseninin tespit edilebilmesi oluşturmaktadır. Bunun için, teknik literatürden Aksaray il merkezinde bulunan ve yığma taşıyıcı sistemli Zafer Camisi minaresi seçilmiştir. Seçilen söz konusu minareye, Türkiye'de yakın zamanda meydana gelen ve birçok can kaybının yaşandığı 1999 Düzce, 2011 Van ve 2023 Kahramanmaraş Depremleri, 0°'den başlamak üzere (x-ekseni), 15'er derecelik artışlarla, 180°'ye kadar etki ettirilmiştir. Çalışma sonucunda, ilgili minarenin söz konusu depremler altındaki tepe deplamanlarına bağlı olarak kritik eksenleri ve kritik gerilme değerlerinin oluştuğu bölgeler elde edilmiştir. Minare, Van depremi altında "Kontrollü Hasar" bölgesinde, Düzce depremi altında "Göçme Öncesi" ve Kahramanmaraş depremi altında ise, "Göçme Öncesi" bölgenin de ötesine geçmektedir. Bundan başka, deprem karakteristiğine bağlı olarak, tasarım aşamasında kullanılmak üzere, söz konusu yığma minare için kritik eksen olarak kapı boşluğunun tam ortasından geçen eksen (x-ekseni) veya bu eksene tam dik olan eksen (y-ekseni) belirlenmiştir.
Yüksek sıcaklığın fındığın kuruma davranışı ve gıda özelliklerine etkisi
Fındık, ülkemiz için çok önemli bir tarım ürünü olup, çeşitli alanlarda (kozmetik ve kişisel bakım, ilaç ve takviye ürünler, el sanatları ve dekorasyon vb.) kullanımıyla gıda sektörünün vazgeçilmez bileşenlerinden biridir. Fındık üretimi özellikle ülkemizin Karadeniz bölgesinde yaygın yetiştirilmekte olup, önemli bir tarımsal ihraç ürünümüzdür. Fındık kalitesini ve dayanıklılığını koruyabilmesi kurutularak depolanması gereken bir üründür. Fındıklar, çoğunlukla doğal (güneşte) kurutulurken az miktarda suni (mekanik) sistemlerde kurutulmaktadır. Hasat edilen fındıkların nem oranı maksimum %38 iken bu değer kurutma yöntemleri ile %6 denge neminin altına düşürülmesi gerekmektedir. Mekanik kurutma sıcaklığı ve süresinin fındığın gıda özelliklerine etkisi oldukça önemlidir. Bu çalışmada mekanik kurutma sıcaklığının fındığın kuruma davranışı ve gıda özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneylerde Tombul ve Çakıldak çeşit fındık kullanılmıştır. Dalından toplanan yaş fındıklar zurufundan ayıklanarak deneylere beş farklı sıcaklıkta (45℃, 50℃, 55℃, 60℃, 65℃) ve beş farlı sürede (1h, 2h, 3h, 4h ve sürekli) aynı anda beş farklı etüvde kurutulmuştur. Karşılaştırma için fındıklar gölgede ve güneşte de kurutulmuştur. Kurutulmuş numuneler üzerinde nem oranı, yağ oranı, serbest yağ asitliği, peroksit, protein, toplam fenolik bileşik ve flavonoid değerlerinin tayini yapılmıştır. Yaş Çakıldak ve Tombul fındığın ilk nemleri sırasıyla %31 ve %30.14 iken kurutma sonucunda iç fındık nemi ortalama %5.41 ve %4.43' indirilmiştir. Yağ analizi sonuçları göz önünde bulundurulduğunda Çakıldak ve Tombul fındığın ortalama yağ oranları sırasıyla %53.72 ve %57.22 olarak bulunmuştur. 45⁰C, 50⁰C sürekli, 55⁰C sürekli, 60⁰C sürekli ve 65⁰C kurutma şartları için %peroksit değeri Tombul fındık için sırasıyla 0.48, 0.9, 0.44, 0.65, 0.9 meq/kg iken, Çakıldak fındık için sırasıyla 1.3, 1.4, 2, 1.6, 1.4 meq/kg olarak belirlenmiştir. Tombul fındığın serbest yağ asitliği (FFA) ortalama değeri %0.12 (oleic asit) iken Çakıldak fındığın serbest yağ asitliği (FFA) ortalama değerleri %0.11 olarak ölçülmüştür. Çakıldak ve Tombul fındık için ortalama protein değeri sırasıyla %19.42 ve 17.45'dir. Çakıldak fındık için 45℃, 50℃, 55℃, 60℃ ve 65℃ kurutma şartlarına göre sırasıyla ortalama toplam fenolik bileşik değerleri 10.46 g GAE kg-1 dw, 11.48 g GAE kg-1 dw, 10.42 g GAE kg-1 dw ve 10.58 g GAE kg-1 dw iken Tombul fındık için sırasıyla ortalama toplam fenolik bileşik değerleri 9.04 g GAE kg -1 dw, 10.48 g GAE kg-1 dw, 11.58 g GAE kg-1 dw ve 10.52 g GAE kg-1 dw olarak ölçülmüştür. Çakıldak fındık için 45℃, 50℃, 55℃, 60℃ ve 65℃ kurutma şartlarına göre ortalama flavonoid değerleri karşılaştırıldığında sırasıyla 0.8 g QE kg-1 dw, 0.72 g QE kg-1 dw, 0.7 g QE kg-1 dw, 0.72 g QE kg-1 dw ve 0.8 g QE kg-1 dw iken Tombul fındık için ortalama flavonoid değerleri sırasıyla 1.6 g QE kg-1 dw, 1.18 g QE kg-1 dw, 0.88 g QE kg-1 dw, 1.06 g QE kg-1 dw ve 1.14 g QE kg-1 dw olarak ölçülmüştür. Çakıldak fındık için, 45 ℃' de sürekli kurutmada, fındıkların istenilen nem değerine düşmesi için gerekli süre 3030 dakika iken Tombul fındık için 3080 dakikadadır. Kurutma sıcaklığının artması her iki çeşitte de kuruma süresinin kısalmasına sebep olmuştur.
Yüksek sıcaklık ve zaman değişimlerine bağlı olarak analsim doğal taşının termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Uygarlığın başlangıcından beri, doğal taşlar yaygın bir şekilde insanlar tarafından çeşitli amaçlarla ve çeşitli mühendislik yapılarında kullanılmışlardır. Farklı kategorilere ayrılan bu taşlar, genel olarak, magmatik, tortul ve metamorfik olarak adlandırılmaktadır. Analsim taşı kolay işlenebilir yapısı ve ısıya karşı dayanımı ile, taş bina imalatı ve fırın imalatında yaygın olarak kullanılan bir taş olarak bilinmektedir. Bu çalışmada, Ordu İli, Perşembe İlçesi'nden temin edilen, magmatik taş kategorisinde yer alan ve doğal bir zeolit olan analsim taşının, farklı sıcaklık (300°C, 400°C, 500°C 600°C, 700°C, 800°C, 900°C, 1000°C) ve farklı zaman aralıkları (1, 2 ve 3 saat) için fırınlanmasının, söz konusu taşın mekanik ve ısıl özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. İlgili standartlar göz önünde bulundurularak, analsim taşının mekanik özelliklerinin incelenmesi için basınç ve eğilme testleri, ısıl özelliklerinin incelenmesi için ise, özgül ısı ve ısı iletim katsayısı deneyleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar üzerinde çıkarımlar yapılmıştır. Özgül ısı değerinde test sıcaklığının artışı ile hem natürel hemde fırınlanmış numunelerin özgül ısı değerleri artmıştır. 30°C'de natürel analsim taşının özgül ısı değeri 0.616 iken 300°C, 400°C, 500°C 600°C, 700°C, 800°C, 900°C ve 1000°C'de fırınlanan numunelerin özgül ısı değerleri sırası ile 0.754, 0.679, 0.605, 0.541, 0.693, 0.499, 0.660 ve 0.472'dir. Natürel analsimin ısı iletim katsayısı 1 W/mK iken 300°C'de 3 saat fırınlanma süresine bağlı olarak ısı iletim katsayı yaklaşık %40 düşmüş, 1000°C'de 3 saat fırınlanma durumunda ise yaklaşık %55.8 iletim katsayısında düşüş gerçekleşmiştir. Bu çalışma kapsamında değerlendirmeye tabi tutulan analsim taşının optimum basınç dayanımı, 1, 2 ve 3 saat fırınlanan numunelerde 600°C olmuştur. Optimum eğilme dayanımı için ise, 1 saat fırınlanan numuneler için, 600°C elde edilmiş olup, 2 ve 3 saat fırınlanan numunelerde, 600°C'de eğilme dayanımında küçük de olsa bir artış meydana gelmişse de genel eğilim düşüş yönündedir.
Fotovoltaik sistemlerin kurulum ve maliyet analizinin örnek bir otele uygulanması
Yenilenebilir enerji kaynağı olan güneşten yararlanmak için birçok teknoloji geliştirilmiş ve yeni sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Geliştirilen bu teknolojilerin bir kısmı güneşten ısı enerjisi elde edilmesinde kullanılırken, bir kısmı da güneş ışınlarından faydalanılarak elektrik üretiminde kullanılmaktadırlar. Bununla ilgili ülkemizde güneş enerjisinden, en çok güneş enerjisini ısıl enerjiye dönüştüren güneş kolektörleri kullanılmaktadır. Ayrıca son yıllarda güneş enerjisinden doğrudan elektrik üretimi sağlayan fotovoltaik güneş pillerinin üretimi ve kullanımı gelişmektedir. Yeni bir teknolojik gelişme de güneş enerjisinin iklimlendirmede kullanılmasıdır. Çalışma kapsamında RetScreen, Sunny Desing, Autocad ve PVSOL programları kullanılmıştır. RetScreen'de bu sistemde üretilen enerji ile elektrik enerjisi üretiminde mevcut olan CO karşılaştırılması yapılmıştır. Böyle sistemlerde geniş bir analiz kapsamına sahip PV-SOL programının kullanılması tavsiye edilmektedir. Fotovoltaik sistemin, şebekeden uzak noktalara yapılması halinde yüksek maliyetli enerji nakil hattına olan giderleri minimize edebilir.
Elazığ ili atıksu arıtma tesisi enerji ve ekserji potansiyelinin incelenmesi
Bu çalışmada; Elazığ ili Atıksu Arıtma Tesisi verileri kullanılarak termodinamiğin birinci kanun (enerji analizi) ve ikinci kanun (ekserji analizi) analizleri yapılmıştır. Endüstriyel tesislerde enerji ve ekserji analizleri termodinamik açısından büyük önem taşımaktadır. Bu analizler endüstriyel tesislerin enerji verimliliğini artırmak ve atık enerjinin geri kazandırılmasını sağlamaktadır. TÜİK verilerine göre kişi başına düşen atıksu miktarı 0,183 lt/gündür. Elazığ ilinde bu miktar 68780m^3/gün olur. Sisteme giren atıksudan ortalama 6 ton çamur kek haline gelir. Sisteme giren atık suya göre termodinamik hesaplamalarla analiz yapılmış, çıkan sonuçlar doğrultusunda birinci ve ikinci kanun verimlerini iyileştirmek için Elazığ Atıksu Arıtma Tesisine tavsiyelerde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Atıksu Arıtma Tesisi, Enerji, Ekserji
Elektrikli bir aracın batarya sisteminin elektriksel modellenmesi
Günümüzde dünya, ulaştırma sektörü de dahil olmak üzere tüm sektörleri etkileyen hızlı bir teknolojik gelişme içerisine girmiştir. Elektrikli araçlar, emisyonların azaltılmasına ve fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılmasına katkıda bulunan umut verici bir teknoloji olarak kabul edilmeye başlamıştır. Ancak bu araçların geliştirilmesi büyük ölçüde içinde kullanılan batarya teknolojisindeki ilerlemelere bağlıdır. Lityum iyon bataryalar, yüksek enerji yoğunluğu, uzun hizmet ömrü, hafiflik, düşük deşarj oranı, uygun maliyet ve hafıza etkisinin olmaması gibi gelişmiş özellikleri nedeniyle elektrikli araçlarda en çok kullanılan batarya türlerinden biridir. Ayrıca, çevre dostu malzemelerden üretilir, zararlı emisyonlar üretmez ve yüksek bir güvenlik seviyesi sunduğundan, bu da onları elektrikli araçların yüksek performans gereksinimlerini karşılamak için ideal bir seçenek haline getirmektedir. Bu pillerin uygun bir modeli, bir elektrikli araçtaki voltaj tahmini, şarj durumu (SOC) tahmini, güç ve zayıflama analizi, pil ömrü hesaplaması gibi birçok işlemi simüle etmenin yanı sıra kontrol ve optimizasyon stratejileri geliştirmek için de gereklidir. Pillerin modellenmesi ve davranışlarının tahmin edilmesi konusunda pek çok araştırma yapılmış olmasına rağmen hala çözülmemiş bazı sorunlar bulunmaktadır. Bataryalar, modern elektrikli araç sistemlerinde kritik bir bileşen olarak kabul edilmektedir. Bu tezde, elektrikli araç bataryalarının modellenmesi konusu ele alınmıştır. Tez, batarya performansını tahmin etme ve modelleme doğruluğunu artırmak için gelişmiş yöntemlerin uygulanmasına odaklanmakta, böylece bataryaların verimliliği ve güvenilirliğini artırmayı amaçlamaktadır. Bu bağlamda, batarya gerilimini tahmin etmek ve şarj durumunu belirlemek için ikinci dereceden bir transfer fonksiyonu kullanılarak basit ve etkili bir yöntem önerilmiştir. Bu model, bataryaların dinamik davranışını, giriş sinyalleri (akım) ile çıkış tepkileri (gerilim) arasındaki matematiksel ilişkiler aracılığıyla tanımlar. Transfer fonksiyonları deneysel verilerden türetilmiş, geçici ve statik batarya tepkilerini yakalayan doğrusal modeller oluşturmak için kullanılmıştır. Önerilen yöntemin performansı, diğer bir model olan termal eşdeğer devre modeli ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları, önerilen yöntemin voltaj tahmininde iyi bir performans sergilediği ve şarj durumunu tahmin etmede de başarılı olduğu, ancak voltaj tahminine kıyasla biraz daha düşük bir doğruluk değeri sağladığını göstermiştir. Şarj durumu sonuçlarını işlemek ve daha doğru sonuçlar elde etmek amacıyla araştırma, modelleme çerçevesine yapay sinir ağlarını, özellikle de yapay sinir ağlarını entegre etmektedir. Yapay sinir ağları, bataryanın davranışındaki doğrusal olmayan ilişkileri ve karmaşık desenleri yakalamak için kullanılmaktadır; bu tür ilişkiler, geleneksel transfer fonksiyonları tarafından tam anlamıyla işlenemeyebilir. Sonuçlar, sinir ağı modelinin, transfer fonksiyonu modeline kıyasla batarya şarj durumunu tahmin etmede üstün doğruluk sağladığını göstermektedir. Son olarak, çalışmanın en önemli bulguları, metodoloji ve sonuçlar bölümünde özetlenmiştir.
Atik su aritma tesislerinde hidrojen amonyak ve biyogaz üretimi için akilli şebekelerin ve yenilenebilir hibrit sistemlerin dairesel karbon ekonomisine entegrasyonu
Bu tez çalışmasında; Diyarbakır'da yer alan bir atık su arıtma tesisinin enerji pozitif bir yapıya dönüştürülmesine yönelik olarak hibrit bir enerji sisteminin teknik, ekonomik ve çevresel açılardan uygulanabilirliği kapsamlı şekilde değerlendirilmiştir. Sürdürülebilir kalkınma hedefleri doğrultusunda, tesisin enerji ihtiyacını karşılamanın ötesinde, aynı zamanda yeşil hidrojen ve yeşil amonyak gibi temiz enerji taşıyıcılarının üretimini gerçekleştiren çok bileşenli bir sistem modeli oluşturulmuştur. Bu kapsamda; biyogaz jeneratörü, elektrolizör, hidrojen tankı, amonyak üretim ünitesi, NH₃ cracker ve enerji dönüştürücü sistemler bir araya getirilmiş; modelleme ve optimizasyon işlemleri HOMER Pro yazılımı aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Başlangıç aşamasında sistem tasarımına fotovoltaik modüller dahil edilmiş olmasına rağmen, HOMER Pro simülasyonları sonucunda bu bileşenin toplam sistem maliyetine kıyasla sınırlı üretim katkısı sunduğu belirlenmiş ve ekonomik açıdan optimal yapıdan çıkarılması uygun görülmüştür. Nihai sistem konfigürasyonu, üretim kaynakları olarak biyogaz ve şebeke destekli elektrik kullanımına, dönüşüm süreci olarak ise elektroliz ve amonyak sentezine dayanmaktadır. Elektrolizör, sistemdeki fazla enerjinin hidrojen formunda depolanmasını sağlarken, amonyak üretim ünitesi bu hidrojeni azotla sentezleyerek enerji taşıyıcısı olarak kullanılabilecek kimyasal bir forma dönüştürmüştür. NH₃ cracker modülü ise gerektiğinde bu amonyağı geri çözerek elektrik üretimine katkı sağlamıştır. Sistemin enerji yönetimi performansı, yük profiline tam uyum sağlayacak şekilde modellenmiş; üretim-tüketim dengesi kesintisiz bir yapı içerisinde korunmuştur. Enerji dönüşüm bileşenlerinin yüksek verimlilikle çalışması, sistemin kararlılığını artırmış ve elektriksel sürekliliğin sağlanmasına olanak tanımıştır. Özellikle inverter modülü ile enerji akışı DC'den AC'ye etkin şekilde dönüştürülmüş; şebeke bağlantısı sayesinde sistem hem dış kaynaklardan destek alabilmiş hem de fazla enerjiyi şebekeye aktarabilmiştir. Ekonomik değerlendirme sonuçlarına göre, sistem yüksek teknolojiye dayalı olmasına rağmen uzun vadede maliyet etkin bir yapı sunmaktadır. İlk yatırım maliyetleri, zaman içerisinde işletme, yakıt ve bakım giderlerinin dengelenmesiyle sürdürülebilir bir düzeye çekilmiştir. Ayrıca, sistemin enerji fazlasını şebekeye satabilmesi ekonomik açıdan olumlu bir geri dönüş sağlamaktadır. Çevresel etkiler bakımından sistemin en dikkat çekici yönü, karbon ayak izini azaltmaya yönelik döngüsel bir yapı oluşturmasıdır. Biyogazın atık organik maddelerden elde edilmesi, çevresel yükü azaltmış; hidrojen ve amonyağın temiz yakıtlar olarak kullanılması da sera gazı emisyonlarının kontrol altına alınmasını sağlamıştır. Bu sayede hem çevreye duyarlı bir enerji üretim süreci gerçekleştirilmiş hem de atıkların enerjiye dönüştürüldüğü döngüsel karbon ekonomisi desteklenmiştir.
Jeotermal enerji santralinin sistem parametrelerine göre performans tahmini için regresyon analizi
Bu çalışmada, Batı Anadolu'da bulunan, üç flaşlı+ikili çevrimli bir jeotermal enerji santralinin ölçüm verileri kullanılarak net güç üretim tahmini yapan farklı regresyon analizi yöntemlerinin performansları karşılaştırılmıştır. Bu regresyon modellerinin amacı, jeotermal enerji santralinin performansını etkileyen parametrelerin santralin net elektrik üretim miktarına etkisini istatistiksel olarak tahmin etmektir. Santralden jeotermal akışkan sıcaklığı, akışkan debisi, hava sıcaklığı ve net güç ortalama değerlerinden oluşan 1460 adet veri temin edilmiştir. Bu verilere önce Skewness-Kurtosis normallik testi yapılmış ve bazı veriler çıkarılarak normallik şartı sağlanmıştır. Daha sonra çoklu doğrusal, polinomal, karar ağaçları, rastgele orman ve gradyan artırma regresyon modelleri oluşturulmuştur. Bazı modellerde aşırı uyum tespit edildiğinden bu modellere 5 ve 10 katlı çapraz doğrulama yöntemi uygulanmıştır. Hata ölçüm parametreleri olan R2, MAE, MSE ve RMSE değerlerine göre en başarılı yöntem 10 katlı çapraz doğrulama ve en başarılı model ise gradyan artırma modeli olduğu görülmüştür.
Doğrusal tahmin filtrelerinin yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanımı için arayüz tasarımı
Dünyada enerji talebinin giderek artması, üretimin iyi planlanmasını zorunlu hale getirmiştir. İyi planlamanın ana gereklerinden birisi de üretimin doğru tahmin edilebilmesidir. Literatürde birçok tahmin sistemi bulunmaktadır. Doğrusal filtreler özellikle görüntü işlemede sıklıkla kullanılan tahmin araçlarıdır. Filtrelerin görüntü üzerinde gezerek ortalama karekök hatayı minimum yapan en iyi filtre katsayılarının tespit edilmesine olanak sağlar. Sonrasında en iyi filtre katsayıları kullanılarak mevcut piksellerden sonra gelecek olan pikselin en doğru tahmin değeri elde edilir. Doğrusal filtreler günümüzde yenilenebilir enerji sistemlerine de uygulanmaya başlanmıştır. Yenilerde gerçekleştirilmiş bir çalışmada güneş ışınım şiddeti verileri görüntülere dönüştürülmüş ve farklı optimal katsayılı filtreler tasarlanarak bu filtrelerin performansları araştırılmıştır. Ancak bu yaklaşım sadece güneş verilerine değil, diğer yenilenebilir enerji verilerine de uygulanabilir. Bu tez çalışmasında, doğrusal filtrelerle tahmin işleminin herhangi bir enerji sisteminden elde edilen verilere uygulanabilmesi için bir arayüz programı geliştirilmesi hedeflenmiştir. Gerçekleştirilecek olan arayüz programı kullanıcıya farklı filtre çeşitlerini seçme imkanı sağlaması ve bu filtrelerin optimum katsayılarını verilerin tamamını dikkate alarak hesaplaması hedeflenmektedir. Ayrıca arayüz programının tüm sonuçları görselleştirmesi ve kullanılan filtrenin tahmin başarısını farklı metriklere göre hesaplaması da planlanmaktadır. Arayüz programı ölçülen güneş ışınımı verileri üzerinde denenecek ve sonuçları sunulacaktır. Böylece özellikle yenilenebilir enerji sistemleri üzerinde çalışmalar gerçekleştiren araştırmacıların kendi verileri ile kullanabileceği kullanıcı dostu bir yazılım gerçekleştirilecektir.
Fotovoltaik panellerde ısınma kaynaklı kayıpları azaltmak için panel yüzeylerinin farklı tasarımlarla soğutulması ve sonuçların analizi
Bu tez çalışmasında fotovoltaik panellerde ısı kaynaklı kayıpları azaltmak ve panel verimini arttırmak için panellerin ön yüzeylerinden ve arka yüzeylerinden kurulan deney düzenekleri ile soğuk su geçişleri sağlanmıştır. Panellerin alt ve üst yüzey sıcaklılarının farklı su debileri ile soğutulması sağlanmış olup elde edilen maksimum güç değerleri (Akım(A), Voltaj(V) ve Güç(W)) ölçülüp elde edilen verilerin karşılaştırılması yapılmıştır. Ayrıca dış ortamın zamana bağlı sıcaklık değerleri ve güneş ışığı radyasyon değerleri de ölçülmüştür. Elde edilen verilerin analizi ve panel verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneyler açık alanda kurulan düzenekler ile üniversite kampüsünde yapılmıştır. Deney için üç adet 40W'lık PV panel kullanılmıştır. Panellerden birinin ön yüzeyi çift cam arasından geçirilen soğuk su ile soğutulmuş. Bir diğeri ise arka yüzeyinden çift cam arasından geçirilen soğuk su ile soğutulmuş. Üçüncü panel ise kontrol ve karşılaştırma amaçlı olarak boş bırakılmıştır. Ortam sıcaklıkları ve panellerin farklı yüzey sıcaklıkları ile su giriş ve çıkış sıcaklıklarının ölçümleri yapılmış ve zamana bağlı olarak oluşan maksimum güç, akım ve volt değerleri kayıt altına alınmıştır. Sonuçlara göre panelin arka yüzeyden su ile soğutulması panel verimine ortalama %1,35 ile %9.88 oranlarında olumlu etki ettiği gözlenmiştir. Bununla birlikte debi 0.25lt/dk iken panel yüzey sıcaklıkları 2_6°C arasında, debi 0.5lt/dk iken panel yüzey sıcaklıkları 2-8°C arasında, debi 1lt/dk iken panel yüzey sıcaklıkları 3-10°C arasında düşürülmüştür. Özellikle radyasyon değerinin 1000W/m2 ve üzeri değerlerinde soğutulan panellerin veriminin arttığı gözlenmiştir. Deney sonucuna göre üretilen enerjinin sistem maliyeti, su akışı için gerekli olan enerji kayıpları dikkate alındığında PV panellerinin arka yüzeyden su ile soğutulmasının panel verimine olumlu katkısı olacağı görülmüştür.
Pompaj depolamalı santrallerin bilgisayar destekli ön tasarımı
Fosil yakıtların tükenebilir bir enerji olması ve çevreye olan etkilerinden dolayı birçok ülke çare olarak yenilenebilir enerjiye yönelmektedir. Bu durumda var olan enerji potansiyelinin en iyi şekilde kullanılabilmesi ülkelerin enerji bağımlılığını daha aza indirebilmektedir. Enerji üretim ve tüketimindeki dalgalanmaların sert düşüş ve artışları gözlemlenebildiğinden enerjinin depolanması, enerji tüketiminin pik seviyede olduğu zamanlarda yeterli ve düzenli enerji arzını sağlayabilmektedir. Bir enerji depolama sistemi ve yenilenebilir olarak kabul edilen Pompa Depolamalı Hidroelektrik Santraller (PDHES) Türkiye'de henüz inşa edilmemiştir. Oysaki Dünya genelindeki enerji depolama sistemlerinin %97'si PDHES santrallerdir. Pompalı hidroelektrik santrallerin, enerjide arz güvenliğini artırdığı ve doğa dostu bir enerji depolama çeşidi olduğu öne sürülmekle beraber, maliyet avantajı sağlayabilmesi gün içinde değişen elektrik fiyatlarına bağlıdır. Bu sebeple teknik olarak uygun olan bir santralin güncel enerji fiyatlarıyla ön tasarımını hızlı bir şekilde gerçekleştirerek fayda zarar analizini yapabilen bir bilgisayar programı karar vericilerin projenin gerçekleşme safhasına hızlı bir geçiş yapmasını sağlayacaktır. Bu sebeple çalışma kapsamında Pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin hidrolik ve ekonomik tasarımında yardımcı olacak STAP isminde bir program geliştirilmiştir. Analiz yapabilen, programın doğrulaması daha önce planlaması yapılan Aslantaş PDHES verileri kullanılarak yapılmış ve farklı elektrik tüketim tarifelerine göre analizler gerçekleştirilmiştir.Yapılan teknik ve fizibilite çalışmalarında pompalı hidroelektrik santrallerin maliyet avantajı sağladığı, enerjide arz güvenliğini artırdığı, ve doğa dostu bir enerji depolama çeşidi olduğu görülmüştür. Bu bağlamda türkiyenin yenilenebilir enerji sitemlerine yönelmesi ve üretebildiği enerjiyi pik saatlerde kullanabilmek üzere pompajlı hidroelektrik santralleri inşasına ve barajlı hidroelektrik santallerinin PDHES'e dönüşümünü sağlaması ve bu entegrasyonu kolay depolama çeşidini kullanmaya bir an önce geçmesi gerekmektedir. Yapılan bu çalışmada Türkiyenin elektrik pazarı hakkında bilgi verilmiş olup PDHES'lerin Mühendislik ve ekonomik tasarımınında yardımcı olacak bir program geliştirilmiştir.
Levha tipi türbülatörlerin ısı transferi ve akış karakteristliğinin deneysel olarak incelenmesi
Son dönemde teknolojinin hızla ilerlemesi ve gelişmesi, enerji konusunun giderek artan bir öneme sahip olmasına neden olmuştur. Enerjinin üretimi ve verimli bir şekilde kullanılması, fosil yakıtlar ve diğer kaynaklar üzerindeki baskılar göz önüne alındığında son derece kritik hale gelmiştir. Enerji kaynaklarının coğrafi olarak farklı bölgelere dağılımı ve bu bölgelerdeki istikrarsızlık faktörleri, enerji üretimi ve verimli kullanımı açısından daha da önemli hale gelmiştir. Artan enerji maliyetleri, insanları alternatif enerji üretim yöntemlerine yönlendirmiş ve enerji tüketiminde verimlilik artışı sağlama arayışına yöneltmiştir. Sanayi ve konutlarda kullanılan buhar ve sıcak su kazanları gibi sistemlerde, enerji kayıplarının büyük bir kısmı yüksek sıcaklıktaki baca gazının atmosfere atılmasıyla gerçekleşmektedir. Isı transferi için kullanılan ısı değiştiriciler ve eşanjörler, ısıtma-soğutma sistemlerinde ve enerji santrallerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Isı değiştiriciler, su, hava ve gaz gibi doğrudan veya dolaylı temaslı olabilen tipleri içermektedir.Bu noktada, farklı türbülatör yöntemleri kullanılarak ısı değiştiricilerinin verimliliği üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Türbülatörler, baca gazı aracılığıyla dışarı atılan enerjinin kazan suyuna geri verilmesini sağlar. Duman borularından geçen baca gazının türbülansını artırarak geçiş hızını azaltır ve temas yüzeyini genişleterek, baca gazının taşıdığı ısıyı kazan suyuna aktarır. Günümüzde türbülatörler, bakır, alüminyum, galvaniz ve çelik gibi çeşitli malzemelerden ve kullanım amacına bağlı olarak farklı açılara sahip olarak üretilmektedir. Bu çalışmada, ısı transfer verimini artırmak amacıyla bakır borular içerisine farklı malzemelerden yapılmış levha ve spiral sac yerleştirilmiştir. Bu sistemde buhar ve hava akışkanları kullanılmıştır. Deneyin yapıldığı sistemde, ısıtılan su alt kısımdaki depoda tutulmuş ve boru aracılığıyla buhar olarak üst kısımda bulunan türbülatöre gönderilmiştir. Hava akış hızını değiştirebilmek için deney sisteminde bir fan kullanılmıştır. Türbülatörlü ve boş borulu deneyler gerçekleştirilmiştir. Galvaniz levha için yapılan hesaplamalarda, 2,5 m/s hızda en yüksek verim %23 olarak elde edilmiştir. Galvaniz spiral levha için yapılan hesaplamalarda ise 2,5 m/s hızda en yüksek verim %27 olarak elde edilmiştir. Paslanmaz çelik levha kullanıldığında ise 3,9 m/s hızda en yüksek verim %22 olarak belirlenmiştir. Paslanmaz çelik spiral levha kullanıldığında da 3,9 m/s hızda en yüksek verim %22 olarak tespit edilmiştir.
Boru içi dikey kanatçıklara sahip farklı açılı türbülatörlerin ısı değişimi üzerinde etkinliğinin incelenmesi.
Sanayi tesislerinde kullanılan ısı değiştiriciler birbirinden farklı sıcaklıktaki akışkanların karışmadan ısı transferini gerçekleştirmeyi düzenleyen cihazlardır. Isı değiştiricilerinde kullanılan türbülatörler, ısı değiştirici içinde türbülans oluşturarak ısı transferini daha verimli olmasını sağlamaktadır. Isı değiştiricilerindeki temel hedef, maksimum ısı çekme kapasitesini elde etmektir ve bu, ısı transferini optimize etmekle mümkündür. Isı transferini artırmak için kullanılan aktif veya pasif yöntemlerin ortak amacı, ısı taşınım katsayısını artırmaktır. En etkili yol, türbülansın artırılmasıdır, çünkü ısı geçişi laminer akışa kıyasla türbülanslı akışta daha yüksektir. Çalışmamızda ısı transferini artırma yöntemlerinden biri olan boru içerisine türbülatör yerleştirme tekniği kullanılmıştır. Türbülatörler, SolidWorks programı kullanılarak çizilmiş ve dikey kanatçıklara sahip olacak şekilde, farklı açılarda (20°, 25°, 30° ve 35°) üretilmiştir. Bu türbülatörler, boru içerisine 3, 6 ve 9 sıralı dizilimler halinde yerleştirilmiş; düz akış ve ters akış koşullarında türbülatörlerin ısı transferine, sistem verimine ve hava giriş-çıkışları arasındaki basınç farkına etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde, sıcaklık ve basınç verileri ATmega2560 mikrodenetleyicisi ile ölçülmüş ve bu veriler seri haberleşme aracılığıyla bilgisayara aktarılmıştır. Bilgisayar tarafında ise C# diliyle geliştirilen bir arayüz programı aracılığıyla bu veriler kaydedilmiştir. Yapılan ölçümlerde, en yüksek basınç farkı, 9 sıralı ve 35° açılı kanatçıklara sahip konik türbülatör kullanılan sistemde elde edilmiştir. En düşük basınç farkı ise 3 sıralı ve yine 35° açılı kanatçıklı türbülatörlerin kullanıldığı sistemde gözlemlenmiştir.
Mardin Su ve Kanalizasyon İdaresi'nin elektrik enerjisini güneş enerjisi santralinden karşılaması için PVSYT programı ile bir modelin oluşturulması ve yatırımın finansal analizi
Türkiye'de nüfusun büyük bir kısmı yerel yönetim sınırları içinde yaşamaktadır. Bu durum, enerji ihtiyacının karşılanması, enerji verimliliğinin sağlanması ve sürdürülebilir kentlerin tasarlanmasında yerel yönetimlerin merkezi yönetim kadar önemli bir rol üstlenmesi gerektiğini göstermektedir. Yerel yönetimlere bağlı su ve kanalizasyon idareleri, geniş hizmet alanları ve yüksek enerji maliyetleri nedeniyle enerji yönetiminde stratejik bir öneme sahiptir. Bu çalışma kapsamında Mardin Su ve Kanalizasyon İdaresi (MARSU) için elektrik enerjisinin güneş enerjisi santrali (GES) ile karşılanmasını amaçlayan bir model geliştirilmiştir. Çalışma kapsamında, GES'in sistem tasarımı PVSyst programı ile gerçekleştirilmiş; üretim potansiyeli simüle edilmiş ve yatırımın farklı ödeme yöntemleri ile uygulanabilirliği analiz edilmiştir. Modelin uygulanmasıyla birlikte, enerji maliyetlerinin düşürülmesi, sürdürülebilir ve yenilenebilir bir enerji kaynağı sağlanması hedeflenmektedir. Ayrıca, bu proje yerli ve yenilenebilir enerji kullanımını teşvik ederek bölgesel elektrik altyapısının güçlendirilmesine ve arz güvenliğine katkıda bulunacaktır. Çalışma sonuçları, önerilen modelin teknik ve finansal açıdan uygulanabilir olduğunu ortaya koymaktadır.
Yeni fulleren sentezi türevli organik bileşiklerin
1985 yılında keşfedilen ve 1990 yılından itibaren kullanılmaya başlanılan fullerenler yeni bir araştırma alanı olarak çok ilgi çekmektedir. Fullerenler transistör özelliklerinin yanı sıra güneş hücrelerinde de aktif olarak kullanılan organik elektronik malzemelerdir. Organik elektronik malzemeler karbon bazlı polimerik ve/veya küçük moleküller olarak tanımlanmaktadır. Bant aralığına bağlı olarak organik malzemenin işlevinin değişmesi, esnek-yumuşak-katlanabilir olması, çevre dostu biyobozunurluk gibi özellikleri nedeniyle artan ilgiye sahip bir konudur. Bu tez çalışmasında elektron akseptor özelliği olan fulleren molekülüne azometin ylid katılımıyla pirolidin halkası, 1,3-dipolar siklokatılma tepkimesiyle bağlanmıştır. Fotofiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiş ve spektroskopik yöntemler ile yapıları aydınlatılmıştır. Tek basamak ve tek –kap olarak gerçekleştirilen bu tepkimenin seçilmesindeki hedef sadece elektronik özelliklere katkı sağlamak değil aynı zamanda de çevre dostu bir yöntem olmasıdır. Elde edilen yapının güneş pili uygulaması yapılmıştır. Döngülü voltametri, UV-absorbsiyon ve floresans ölçümleri ile band aralığı belirlenmiştir. Teze konu olan ikinci grup çalışmada izoforan bileşiğinin aldol türevleri sentezlenmiş ve yapıları spektroskopik yöntemlerle aydınlatılmıştır. HOMO-LUMO enerjileri elektrokimyasal olarak döngüsel voltametrik ölçümleri alınarak elde edilmiş ve hesapsal olarak Gaussian 09 programı kullanılarak hesapsal sonuçlar ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Fiziksel ve kimyasal olarak yapıların özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatür de ki benzer çalışmalar ile karşılaştırılmıştır.
Şebeke destekli ges ile klor dozaj pompalı içme suyu sistemi tasarımı
Dünya nüfusu 19. yüzyılın başında 1 milyar iken çeşitli sosyal, kültürel, ekonomik ve teknolojik gelişmeler sonucu, son 200 yılda 7 milyarı aşmıştır. Canlı yaşamının sürdürülmesi için gerekli doğal kaynaklardan biri olan su kaynaklarının kullanımı artan dünya nüfusu, değişen yaşam tarzı ve endüstrileşme gibi nedenler sebebiyle artırmıştır. Aynı zamanda artan nüfus, aşırı tüketim, küresel ısınma gibi sorunlar nedeniyle nitelikli ve yeterli miktarda su temin maliyeti de yükselmektedir. Genellikle su pompalama sistemleri konvansiyonel elektrik veya dizelle üretilen elektriğe bağımlıdır. Kırsal bölgelerde ise doğrudan ulusal bir şebeke istasyonuna bağlanamaması, su temini için bir sorun teşkil etmektedir. Ayrıca, fosil yakıtların çevre üzerindeki olumsuz etkileri ve enerji güvenliği gibi sebepler, daha tasarruflu ve geleceğe dönük yatırımlarla dönüştürülmesi gerekliliğini ortaya çıkarmaktadır. Kırsal ve uzak bölgelerdeki şebeke elektriği sıkıntısı göz önüne alındığında yakıt maliyeti içermeyen, çevre dostu ve düşük bakım gerektiren sistemler olan fotovoltaik (FV) pompalama güneş enerjisinin en umut verici uygulamalarından biridir. Güneş enerjisi ile çalışan su pompalama sistemlerinin diğer pompalama sistemlerine göre, bakım istemeden kendi başına çalışmaları, yakıt gerektirmemeleri, istenilen yere kolayca kurulabilmeleri ve uzun ömürlü olmaları gibi önemli üstünlükleri vardır. Bu çalışmada, kırsal bölgelerde şebeke destekli fotovoltaik güneş santrali ile içme suyu temini için klor dozaj pompa sistemine sahip sistem tasarım ve analizi yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, PV*SOL premium 2023 programı kullanılarak Amasya ili, Taşova ilçesi, Çılkıdır Köyü için fotovoltaik güneş santrali ile içme suyu temini için klor dozaj pompa sistemi simülasyonu uygulanmıştır.
Gıda marketlerinde aydınlatma dönüşümü fayda maliyet analizi: İstanbul örneği
Bu çalışma, İstanbul'da faaliyet gösteren 53 gıda marketinden toplanan saha verilerine dayanarak, LED aydınlatma dönüşüm projelerinin teknik, ekonomik ve aydınlatma kalitesi yönünden kapsamlı bir fizibilite analizini sunmaktadır. Araştırma metodolojisi, dönüşüm öncesi ve sonrası enerji tüketimi (kWh), aydınlık seviyeleri (lx) ve yatırım maliyetlerinin karşılaştırmalı analizini içermektedir. Dönüşüm çalışmaları, birincil hedeflerine göre 'Tasarruf Amaçlı' ve 'Konfor Amaçlı' olarak iki ana gruba ayrılarak, yatırımın geri ödeme süresi ile aydınlatma kalitesindeki kazanç arasındaki ilişki incelenmiştir. Analiz sonuçları, çalışma genelinde aydınlatma kaynaklı enerji tüketiminde ortalama %37,4'lük bir tasarruf sağlandığını göstermektedir. Enerji verimliliğine ek olarak, ortalama aydınlık seviyeleri 513 lx'ten 1.232 lx'e yükselerek, görsel konforda %193'lük bir artış elde edilmiştir. Fayda-maliyet analizi, dönüşümün amacına göre belirgin farklılıklar ortaya koymaktadır: 'Tasarruf Amaçlı' olarak sınıflandırılan 38 marketin ortalama geri ödeme süresi 28,3 ay gibi oldukça verimli bir seviyede iken, 'Konfor Amaçlı' 15 markette bu süre 60 ayın üzerine çıkmaktadır. Bu ikinci grupta, aydınlatma kazancı %309'a ulaşarak, dönüşüm sürecinde önceliğinin finansal geri dönüşten ziyade aydınlatma kalitesinin iyileştirilmesi olduğu doğrulanmıştır. Sonuç olarak bu araştırma, gıda marketlerinde LED aydınlatma dönüşümünün, işletmenin stratejik önceliklerine (hızlı geri dönüş veya artırılmış müşteri deneyimi) göre şekillendirilebilen, hem ekonomik olarak fizibil hem de teknik olarak başarılı bir yatırım olduğunu saha verileriyle ortaya koymaktadır.
Pretreatment of sugar beet bagasse for enhance biogas production
World energy consumption is increasing depending on the rise in demand which threatens humanity with a soon shortage of fossil fuels. Therefore, the research is focused on alternative sources of energy such as the renewable ones. Biogas production is regarded as an alternative source of energy from various kinds' biomass feedstock or wastes which can also have negative effects on the environment if not properly disposed. Gradually, biogas has been gaining a new pace in the market due to the efficiency and the lack of technology modification, when compared with the other renewable energy sources. The problems encountered in anaerobic digestion degradation are caused by the complex and tough structure of lignocellulosic biomass. Its efficient disruption is required to increase the hydrolysis rate and biogas production. One way of enhancing biogas production from lignocellulosic biomass is implementing pretreatments to the substrate before the anaerobic digestion process for increasing the biodegradability. The physical, chemical and biological pretreatments are widely studied to improve the biomethane yield. The biomethane production can be enhanced by 25% and >100% with various pretreatment applications. Combinations of pretreatments are also applied. The selection of pretreatment method is always related to application procedure, time, energy and chemical costs. Besides, the effectiveness of chemical reagents, possible corrosion or degradation is also considered due to the concentrations used. In this study, the effects of physical and chemical pretreatments, and their combination were investigated on the degradation of lignocellulosic structure of sugar beet pulp, and (ii) the effect of pretreatment methods on the methane production by performing batch Biochemical Methane Production tests (BMP). By considering the previous facts in the present investigation, raw sugar beet (RSB) and exhausted sugar beet (ESB) were studied. Sugar beet pulp has 22-30% cellulose, 22-30 hemicellulose, 24-32% pectin and 1-3% lignin content. Acid pretreatment with dilute H2SO4 and alkaline pretreatment with dilute NaOH were used as the chemical pretreatment methods. The physical pretreatments were done under microwave and autoclave. Under the scope of the physical pretreatment the specific methane production potential (SMP) resulted in 328.90 mL CH4/gVSfeed, which increased by 40% with microwave radiation (300 Watts) for 2 minutes. The alkaline pretreatment with 2% NaOH (at 25°C, 48 hours) achieved 286.96 mL CH4/gVSfeed, which represents an increase by 45%. Furthermore, physicochemical pretreatment elevated the biomethane production potential by 65% when the sugar beet was exposed to 2% acid at 120°C during 30 minutes in autoclave as 387.82 mL CH4/gVSfeed. Besides, a mixed substrate (70 pretreated and 30 un-pretreated) could enhance SMP by 60% as 376.11 mL CH4/gVSfeed (RSB + Acid 2% + MW 300Watts for 2 min) or 280 mL CH4/gVSfeed (ESB + Alkaline 2% + Autoclave 120°C, 30 min). The applied pretreatment methods increased the biogas production from raw sugar beet (RSB) and exhausted sugar beet (ESB) by 40 – 65%. Also, it opened a new approach to investigate with the mixed substrate combination, which can reduce the cost implementation of the pretreatments in the industrial scale.