61
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Türkiye doğal gaz ithalatının incelenmesi ve sayısallaştırılmış Swot analizi ile irdelenmesi
Bu yüksek lisans tezi kapsamında; ülkemiz adına önemli enerji kaynaklarından biri olan doğal gaz, diğer enerji kaynakları ile birlikte değerlendirilmiş ve toplam enerji üretimi ve tüketimi içerisindeki yeri incelenmiştir. Ülkemizin doğal gaz ile tanışmasından bu yana geçen süre içerisinde gelişimine ve artan önemine değinilmiş, bu doğrultuda ortaya çıkan ihtiyaç kapsamında gerçekleştirilen doğal gaz ithalatı ve iç piyasa satışı araştırılmıştır. Ayrıca; ülke olarak neredeyse tamamını, yapılan uluslararası anlaşmalar çerçevesinde ithal ettiğimiz bu enerji türünün ithalatının değerlendirilmesi için başlangıç olarak SWOT analizi yapılmış ve ithalat konusunda güçlü ve zayıf yanlarımızı içeren içsel faktörlerin yanı sıra, fırsat ve tehdit içeren dışsal faktörler belirlenmiştir. Belirlenen bu değerlere öncelik değeri verilerek SWOT analizi sayısallaştırılmış ve önem dereceleri analiz edilmiştir. Buna ek olarak; Türkiye'nin doğal gaz ithalat konusunun irdelenmesi amacı ile TOWS matrisi oluşturulmuş ve ithalat konusunda ülkemiz adına stratejiler geliştirilmeye çalışılmıştır. İçsel ve dışsal faktörler üzerinden belirlenmiş stratejilere önem derecesine göre değer verilmiş ve TOWS matrisi de sayısallaştırılıp, analiz edilmiştir.
Yalıtım malzemesi enjeksiyon süreci optimize edilmiş yeni bir buzdolabı kabini tasarımı
Uluslarası piyasada rekabet hızla büyümekte firmalar enerji verimliliği konusunda yarışmakta ve bu konu üzerine büyük yatırımlar yaparak AR-GE çalışmalarını sürdürmektedirler. Bu yarış buzdolabı üreticileri arasında da güçlenmektedir. Enerji verimliliği yüksek bir buzdolabının ısıl yalıtım kabiliyetlerinin de yüksek olması gerekmektedir. Buzdolaplarında ısıl yalıtımı sağlamak için kabin duvarları içerisinde katı poliüretan köpük kullanılmaktadır. İyi bir yalıtıma sahip buzdolabı kabininde poliüretan köpük; kabinin her yerine homojen şekilde dağılmalı, poliüretan köpüğün yalıtım ve mekanik dayanım özellikleri istenen şartları sağlamalı, kabin dolum süresi mümkün olduğu kadar kısa olmalı ve bu kısıtlar sağlanırken köpük üretiminde kullanılan kimyasallara yapılan harcamalar en aza indirilmelidir. Bütün bunların sağlanabilmesi için buzdolabı kabinlerine poliüretan basım işleminde kabin içerisinde hapsolan havanın çıkabilmesi için gerekli olan hava çıkış deliklerinin yerleri, sayıları ve boyutları, tepkimelerin gelişimi, poliüretan köpüğün ilerlediği kanalların yapısı, kalıp içerisine püskürtülen malzemenin sıcaklığı ve kalıp sıcaklığı işlemin performansını belirleyen değişkenlerdir. Bu değişkenlerin en iyileştirilmesi fiziksel sürecin iyice anlaşılmasına bağlıdır. Ancak bu sayede buzdolabına poliüretan basım işlemi üzerinde en üst derecede kontrol sağlanabilir ve gelecekte üretilmesi planlanan buzdolaplarında yukarıda bahsi geçen değişkenler işlem öncesinde yaklaşık olarak belirlenmesiyle; poliüretan basım süresinden ve süreçte kullanılan malzeme harcamalarından kazanım sağlanır ve işlem verimli bir şekilde uygulanabilir. Bu bilgilerin ışığında ARÇELİK A.Ş ile SAN-TEZ 01213.STZ-2012-1 adı altında bir proje başlatılmış ve dört kapılı bir buzdolabı benzetimlerde kullanılmak üzere seçilmiştir. Yukarıda söz edilen en uygun koşulların saptanması için bu buzdolabı kabini içerisine poliüretan basım işleminin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) benzetimleri yapılmıştır. Söz konusu fiziksel süreç zamana bağlı, üç boyutlu, tepkimeli, çalkantılı ve çok fazlı akış niteliniğindedir. Kabin içerisindeki akış kimyasal tepkimelerden etkilenmektedir. HAD benzetimlerine ek olarak poliüretan köpük oluşum tepkimelerinin kinetikleri akış olmadan sadece yerel olarak incelenmiş ve en uygun işletim koşullarının saptanması amaçlanmıştır. Kabin geometrisi için örülen çözüm ağları sonlu hacimler yöntemi ile ANSYS MESHING ve ICEM CFD yazılımları ile oluşturulmuştur. Geometri üzerindeki çeşitli iyileştirmeler SOLIDWORKS ve CATIA yazılımları kullanılarak yapılmıştır. Bunun yanında tepkime kinetiklerinin modellenmesi için FORTRAN programlama dilinde yazılmış ve İTÜ Akışkanlar Grubu içerisinde geliştirilmiş, kimyasal tepkimelerin kinetiklerini çözen bir yazılım kullanılmıştır. HAD benzetimleri FLUENT yazılımında gerçekleştirilmiştir. Tepkime kinetiği çözüm içerisine kullanıcı tanımlı fonksiyonlar (UDF) aracılığı ile dışarıdan ilintilenerek; FLUENT ve tepkime kinetiği yazılımı eş zamanlı çalıştırılmıştır. Hesaplamaların sonuçları TECPLOT ve MATLAB yazılımları kullanılarak görselleştirilmiştir. Buna ek olarak tepkimeye giren türlerin fiziksel, kimyasal ve termodinamik özelliklerinin hesaplamalarda kullanılacak biçime getirilmesinde EXCEL yazılımı ve proje süresince yazılmış birtakım FORTRAN kodları kullanılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda buzdolabı kabinine poliüretan basım sürecinin daha verimli hale getirilmesi için önerilerde bulunulmuştur. Gelecek çalışma planı, önerilen iyileştirmeler doğrultusunda yeni bir kabin geometrisi hazırlanarak, HAD benzetimlerinin yapılmasıdır. Yeni tasarımla yapılan benzetimlerle, bu çalışmadaki benzetimler karşılaştırılıp iyileşmeler gözlemlenecek ve sonuçlar doğrultusunda eski ve yeni tasarıma poliüretan basımı yapılarak HAD sonuçları ile önerilen düzeltmelerin gerçek buzdolabı geometrisinde sağladığı iyileştirmeler gözlemlenilecektir. Sonuç olarak süreç kişiden kişiye aktarılan tecrübelere ek olarak bu çalışmada elde edilen bilgi birikimi ile gerçekleştirilerek, uluslararası pazarda rekabetçi teknolojik ürünlerin geliştirilmesi yolunun açılması amaçlanmaktadır.
Gözenekli bir kanalda tam gelişmiş zorlamalı taşınımda akışkan ağdalılığının ısı transferi üzerine etkisi
Gözenekli ortam gündelik hayatta her alanda karşımıza çıkmaktadır. Ciğerlerimiz, hücrelerimiz veya bir sünger gözenekli ortama verilebilecek en basit örneklerdir. Bir akışkanın içinden geçebildiği gözenekli ortamlarda enerji ve kütle geçişi pek çok mühendislik alanının ilgisini çekmektedir. Bugüne kadar gözenekli ortamdaki enerji denklemleri ve gözenekli ortam parametreleri üzerine pek çok araştırma yapılmıştır. Gözenekli ortamdaki akışkan akışı ve enerji geçişi ile ilgili hala hesaplanamayan parametreler bulunmakta ve bunlar üzerine halen pek çok araştırma yapılmaktadır. Fransa'da bir hastaneye temiz su taşımak amacıyla 1856 yılında Henry Darcy tarafından başlatılan gözenekleri ortam çalışmaları, daha sonra gelen bilim adamlarının da katkılarıyla geliştirilmiş ve genel bir denkleme dönüşmüştür. Gözenekli ortamda kullanılan enerji denklemlerinin çoğunun çözümünde ağdalı akışkanın akış sırasında ağdalılık kaynaklı enerji kayıplarının sıcaklık üzerindeki etkisi ihmal edilmiştir. Pek çok çalışmada bu ağdalı kayıplar göz ardı edilmiş ve sıcaklık üzerindeki etkileri araştırılmamıştır. Bu çalışma ihmal edilen ağdalı kayıpların literatürde kullanılan bir model üzerinden incelenmesini içermektedir. Akışkanın modellemesi, gözenekli ortama sahip geçirgen olmayan iki paralel plaka duvarı, bu duvarlara uygulanan sabit ısı akısı ve tam gelişmiş akış şartları altında yapılmıştır. Akış tek yönlü ve zamana bağlı değişim olmadığı kabulu yapılmıştır. Gözenekli ortam genel momentum denklemi olan Brinkman Momentum Denklemini baz alan bu çalışmada ağdalı akışkanın akışı sırasında oluşan kayıpların sıcaklık üzerindeki etkileri incelenmiştir. Brinkman Momentum denklemi analitik olarak çözülmüş ve boyutsuz hale getirilerek, diferansiyel denklem çözümü yapılmıştır. Diferansiyel çözüm sonucunda elde edilen boyutsuz hız denklemi enerji denkleminde kullanılmıştır. Enerji denkleminde yer alan ağdalı kayıplar teriminin çeşitli modeller baz alınarak değişimi incelenmiştir. Ağdalı kayıplar için Al-Hadhrami modeli ele alınmış değişen Brinkman ve Darcy sayıları ile gözenekli ortamdaki akışkan ve sabit cidar arasındaki sıcaklık farkları, değişen Brinkman sayısına bağlı olarak akışkanın sıcaklık artış ve düşüş profilleri tespit edilmiştir. Brinkman ve Darcy sayıları arasındaki etkileşim farklı parametreler için incelenmiştir. Nusselt sayısının enerji kayıplarını ifade etmedeki rolü, Nusselt'in Darcy ve Brinkman sayısı ile değişimi incelenmiştir. Maksimum sıcaklık farkı düşük Darcy sayılarında görülmüştür. Brinkman sayısının pozitif olması, akışkan sıcaklığının arttığını, negatif olmasının akışkan sıcaklığının azaldığını ifade ettiği görülmüştür. Darcy ve Brinkman sayılarından yola çıkarak akışkan sıcaklık değişimi tespit edilmiştir.
Güney Afrika'nın Gauteng Metropolitan Bölgesi için hidrojen tedarik zincirlerinin ve hidrojen yakıtlı uçakların tekno-ekonomik analizi
Climate change is one of the issues that are results of greenhouse gas emissions. An important portion of energy consumption in metropolitan regions is transportation which has significant effect on greenhouse gas emissions. Therefore, air traffic is a notable contribution to these emissions. Hydrogen is one of the potential alternative fuels for future aviation transportation. Even though hydrogen seems like a promising alternative fuel, climate change mitigation tendency and commercially competitiveness of hydrogen are not proved yet and still under investigation. The purpose of this thesis is to evaluate future availability of hydrogen air transportation in Gauteng metropolitan region of South Africa. In order to assess entire hydrogen life cycle costs in Gauteng metropolitan region, current and future hydrogen production costs and efficiencies from coal, natural gas, biomass and electrolysis are analyzed. Distribution costs of hydrogen from centralized production fields to the international airport and onsite liquefaction costs are also analyzed for hydrogen. The conversion of a conventional airplane to a hydrogen fuel airplane design costs are determined and compared with the conventional aircraft. Finally, overall hydrogen utilization in air transportation is analyzed with a techno-economic approach. In addition to all, the main obstacles are the high costs of hydrogen production and hydrogen infrastructures. The result of the current and future comparisons of production and transportation costs shows that operating a hydrogen aircraft might be doable earliest around 2040 after competing hydrogen fuel prices with kerosene with further research and support by policy makers.
Kaynak güdümlü alt kritik sistemlerde kaynak verimliliğinin dizayn parametrelerine bağımlılığının incelenmesi
ADS, which is first proposed by Carlo Rubbia, is an operationally safe alternative for inceration, transmutation since it has a sub critical core and with a fast neutron Unified with a power production perspective, source efficiency presents a paramount importance. The major energy input in an ADS design, is the accelerator power. With increased source efficiency, it is possible to minimize this energy and maximize productivity. In this thesis, first a brief introduction to ADS is provided. In some, detail the transmutation concept, accelerators, spallation targets, fuel elements and coolant are discussed. Following that the theory of source multiplication, subcritical multiplication factor and source efficiency are presented, since these concepts are crucial to ADS design. Four benchmark analytical solutions in spherical coordinates were presented as: "One Group One Region Flat Source", "One Group One Region Dirac Source", "One Group Two Region System with Flat Source in the Inner Region", "Two Group One Region Dirac Source". The behaviors of key parameters were studied for the four benchmark solutions through Mathematica modelled graphs. Then, using finite difference multi group diffusion code DIFSP, the analytical results and numerical result are compared for the four benchmark solutions and the calculated nuclear parameters associated error margins are presented. Concluding the authenticity of solutions, the variations of source efficiency with respect to ADS parameters is assessed. Tables and figures for target radius and source efficiency, blanket radius and source efficiency are presented and their relations are discussed. Also parameters for an alternative fuel option of ADS, americium and plutonium mix, are calculated and discussed for different ratios, acting as a benchmark for minor Actinide fuels. Lastly, a brief summary of the results and inferences for ADS are presented.
Gözenekli malzemelerde radyasyonun zayıflaması
Bu yüksek lisans tez çalışmasında , gama geçirgenlik tekniği kullanılarak silisyum karbür, alumina ve magnezyumdan yapılmış açık hücreli metalik köpük malzemeler, toprak, standart kum ve 0,5 mm çaplı küresel cam bilyelerin deney kabına düzgün olarak yerleştirilmesi ile oluşan gözenekli ortamın gözeneklilik yapıları ve radyasyonu zayıflatma özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Gama geçirgenlik tekniği, gama radyasyonu yayan bir kaynaktan çıkan fotonun incelenecek olan malzemeye nüfuz ettirilmesiyle, malzemeye gelen radyasyon şiddetinin çıkan radyasyon şiddetine mukayesesiyle elde edilen veriyi temel alır. Bu yöntem gerek hızlı gerekse yüksek doğruluğa sahip tahribatsız bir yöntem olduğundan tercih edilir. Gama geçirgenlik tekniği, bilimsel çalışmalarda, sanayide, tıpta ve tarımda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Sanayide kurşun, aluminyum, çelik gibi malzemelerin kalınlık tayini, tıpta bazı görüntüleme teknikleri cihazları temelini oluşturan gama kameralarla yapılan ölçümlerde gama geçirgenlik yöntemi kullanılmaktadır. Tarımda ise toprak gözenekliliği ve toprağın suyu tutması hakkında bu yöntem kullanılarak faydalı bilgilere ulaşılmaktadır. Gözenekli ortamlar, günlük yaşantımızda akciğerin yapısından doğal kayaçlara kadar birçok örnekle karşımıza çıkmaktadır. Gözenekli ortamların, petrolün yeraltından çıkarılması ve filtrelenmesi, jeotermal enerji, yalıtım malzemeleri, hava ve uzay araçlarında uçuş ve fırlatma esnasında ısınmanın önlenmesinde ısı kalkanı olarak kullanılması gibi uygulama alanları vardır. Aynı zamanda kimyasal ve nükleer atıkların zırhlanması ve depolanması ile radyasyonun zayıflatılması gibi alanlarda kullanılmaktadır. Gözenekli ortamlar gama radyasyonunun zayıflatılması hatta durdurulmasında hafif olmaları nedeni ile tercih edilecek malzemelerdir. Gözenekli ortamların gözenek yapılarının ve radyasyonu zayıflatma özelliklerinin belirlenmesi dar demet geometrili gama zayıflatma düzenekleri ile gerçekleştirilir. Çeşitli gözenekli ortamların yapısının gama geçirgenlik tekniği ile incelenmesi, bu yüksek lisans tez çalışmasının temelini oluşturmaktadır. Bu deneysel çalışmalar gerçekleştirilirken İTU Enerji Enstitüsü'nde mevcut dar demet geometrili gama geçirgenlik düzeneği ve 60Co gama ışını kaynağı kullanılmıştır. Bu çalışmada; gözenekli ortam olarak 3 çeşit metalik köpük malzeme, toprak, standart kum ve cam bilyelerle oluşturulan ortam kullanılmış ve doymuş gözenekli ortam oluşturulurken de akışkan olarak su seçilmiştir. Diğer malzemeler doğrudan pleksiglas kaba yerleştirilerek deneyde kullanılırken, toprak örneği gözenekliliğinin homojen olmasını sağlamak amacıyla önceden eleme işleminden geçirilmiştir. Önce kuru malzemelerle gama ışını geçirgenlik ölçümleri yapılmış, daha sonra malzemeler tek tek suya doyurulmuş ve deney koşulları değiştirilmeksizin doymuş malzemeden sayımlar alınmıştır. Tüm deneylerde, sayımlar malzemelerin merkez düzleminde düşey yönde üç noktadan alınmıştır. Ölçümler, NaI(Tl) sintilasyon algılayıcısı, dar demet geometrisini sağlayan kolimatörler ve çok kanallı analizör kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her deneyin başında, kaynak kolimatörüne 60Co radyoizotopu yerleştirilerek ilk olarak malzeme yokken üç kez ard arda sayım alınarak kaynak sayımı değeri elde edilmiştir. Daha sonra sırasıyla silisyum karbür, alumina ve magnezyum metalik köpükleri kolimatörler arasına yerleştirilerek üst üste üç ayrı seviyeden üçer kez 60Co radyoizotopu ile sayım alınmıştır. Bu sayımlardan herbir malzeme için bağıl sayımlar hesaplanmış, malzeme kalınlıkları da göz önüne alınarak lineer zayıflatma katsayıları hesaplanmıştır. Metalik köpük malzemelerle yapılan deneylerin bir sonraki aşamasında malzemelerin gözenekliliğinin bulunması hedeflenmiştir. Bunun için malzemenin suya doyurulması ve yapılan ölçümlemelerle kuru haldeki ölçümlemelerin bir arada değerlendirilmesi gerekir. Suya doyurma işlemini yapabilmek için, malzeme pleksiglas kap içerisine yerleştirilmiştir. Kaba yavaş bir şekilde su ilave edilerek, malzemenin üzerinde bir miktar su kalacak şekilde suya doyurma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde dar demet geometrili sistem kullanılarak 60Co ile sayımlar alınmıştır. Deneylerin bu aşamasında, SiC ve alumina bloklardan prizmatik olan blok malzemeler kullanılmıştır. Doymuş malzemelerin, kuru malzeme sayımlarında kullanılan üç sayım seviyesinden alınan sonuçlarla hesaplanan, lineer zayıflatma katsayılarından elde edilen sonuçlarla birlikte literatürde bilenen temel denklemler yardımı ile herbir noktaya ait gözeneklilik hesabına ulaşılmıştır. Gözeneklilik hesaplarının yanısıra benzer kalınlıktaki Silisyum karbür ve alumina metalik köpük bloklarının dar demet geometrili gama transmisyon düzeneğinde ard arda koyularak ölçümler yapılmasıyla 60Co radyoizotopunun farklı kalınlıklardaki zayıflatılması incelenmiş ve elde edilen sonuçlar grafiklerle gösterilmiştir. Tez çalışmasında diğer gözenekli ortamlar olarak, Samsun İli'ne ait toprak örneği, standart kum ve cam bilyelerle oluşturulan ortamlar kullanılmıştır. Bu malzemelerin ortak özelliği temel yapı bileşenlerinin SiO2 olmasıdır, metalik köpük malzemelerden SiC blokların da ana maddesinin Si olması kullanılan gözenekli ortamların karşılaştırılmasını mümkün kılmıştır. Tüm gözenekli ortamların kuru ve suya doymuş halleri ile deneyler tekrarlanmış ve malzemelerin gözenek yapıları, radyasyonu zayıflatmaları belirlenmiş, grafik ve tablolar ile karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir.
Egzoz sistemlerinde sıcaklık sensörü ölçüm doğruluğunun ve katalist sıcaklığının incelenmesi
Tez çalısması kapsamında, egzoz sistemlerinde kullanılan sıcaklık sensörünün prob uzunluğunun, belirlenen bir sistem için ölçülen ortalama egzoz boru sıcaklığına etkisi ve motor ile dizel oksidasyon katalisti arasındaki bağlantı borusunun uzunluğunun oksidasyon katalisti giris ve çıkıs sıcaklıklarına olan etkisi irdelenmis, söz konusu etki yakıt tüketimi ve egzoz zararlı gaz emisyonları ile birlikte değerlendirilmistir. Tez çalısmasının birinci bölümünde, otomotiv egzoz sistemlerinde kullanılan emisyon indirgeme ekipmanları ve bu ekipmanların kontrolü amacıyla kullanılan sensörlerin literatür incelemesine, endüstride yaygın olarak kullanılan uygulamalarına ve bu sistemlerde gerçeklesen kimyasal tepkimelere yer verilmistir. Đkinci bölümde, egzoz sistemlerinde bulunan emisyon indirgeme cihazlarının çalısma verimlerinin egzoz boru içerisindeki sıcaklık ve akıs özelliklerine bağlı olarak değisimini inceleyen çalısmalara yer verilmistir. Üçüncü bölümde, testler sırasında kullanılacak olan test düzeneği ve düzenek içerisinde bulunan ekipmanların teknik ve fiziksel özelliklerine yer verilmistir. Aynı zamanda test düzeneğinde incelenen parametreler açıklanmıs ve ölçüm belirsizliği hesaplamaları yapılmıstır. Dördüncü bölümde, birinci grup testler kapsamında, egzoz sistemlerinde katalist giris ve çıkıs noktalarında bulunan sıcaklık sensörlerinin prob uzunluklarına bağlı olarak alınan ölçüm ile aynı noktanın ortalama egzoz gaz sıcaklığı kıyaslanmıstır. Buna bağlı olarak verilen sistem için incelenen farklı prob uzunluğuna sahip sıcaklık sensörlerinin ortalama egzoz gaz sıcaklığından hangi oranda saptığı hesaplanmıs ve verilen sistem için en uygun prob uzunluğu belirlenmistir. Deneysel çalısmalara ek olarak yapılan sayısal analizler ile ölçüm sonuçları desteklenmistir. Đkinci grup testler kapsamında, motor ile dizel oksidasyon katalisti arasındaki bağlantı borusu boyunun kısaltılması neticesinde ısı kayıplarının düsürülerek katalist giris sıcaklığının yükseltilmesi hedeflenmis ve bunun sonucunda katalistte istenilen sıcaklığa ulasmak için post enjeksiyon sırasında püskürtülen yakıt miktarındaki değisim hesaplanmıstır. Aynı sekilde farklı sürüs karakteristikleri için önerilen değisiklik sonucunda elde edilecek toplam yakıt tasarrufu belirlenmistir. Besinci ve son bölümde yapılan testler ve sayısal analizlerin sonuçları detaylı bir sekilde ortaya konmus ve gelecek çalısmalar için önerilerde bulunulmustur.
Türkiye'nin yedi coğrafi bölgesinde evsel elektrik ihtiyacının çatı üstü fotovoltaik sistemler ile karşılanmasının ekonomik analizi
Yenilenemeyen ve yenilenebilir olmak üzere enerji kaynakları iki kısımdan oluşmaktadır. Fosil yakıtların tükenecek olması, yaşanan çevre sorunları ve insan sağlığına olumsuz etkileri; dünya genelinde yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgilinin, bilincin ve dolayısıyla bu konuda yatırımların artmasını sağlamıştır. Günümüzde alternatif enerji kaynaklarından enerji ihtiyacının karşılanması zorunluluk haline gelmiştir. Bu alternatif kaynaklardan biri de güneş enerjisidir. Yenilenebilir enerji kaynakları potansiyelinin kullanılabilir kapasiteye dönüştürülebilmesi için gelişmiş ve gelişmekte olan tüm ülkeler teşvik mekanizmaları oluşturmaktadır. Yenilenebilir kaynaklara yatırımın artırılması açısından teşvik mekanizmaları, uygulanan mevzuat ve politikalar önem taşımakta ve sektörün yönünü çizmektedir. Gelişmekte olan ülkeler arasında yer alan Türkiye, artan enerji ihtiyacını karşılamada, dışa bağımlılığını azaltmak amacıyla mevcut doğal kaynak kullanımını arttırma politikası yürütmektedir. Yürütülen enerji politikalarının temeli, yenilenebilir enerji kaynaklarının en yüksek oranda kullanılarak çevresel etkilerin en aza indirilmesini sağlamaya dayanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, evsel elektrik ihtiyacının şebekeye bağlı çatı üstü fotovoltaik (PV) sistemler ile karşılanmasının ekonomik açıdan analiz edilmesidir. Çalışma kapsamında Avrupa ülkeleri arasında ilk dördü temsil eden Almanya, İspanya, Fransa ve İtalya'da fotovoltaik sistem uygulamaları ve teşvik mekanizmaları irdelenmiştir. Böylece, farklı teşvik mekanizmalarının piyasa gelişimine etkisi ortaya çıkarılmış ve ülkemiz şartlarına uygun değerlendirmenin yapılabilmesi için doneler toplanmıştır. Lider konumdaki ülkelerde uygulanan güneş enerjisi ile ilgili politikalar ve destekler Türkiye'deki politikalar ve desteklerle karşılaştırılmıştır. Ekonomik açıdan değerlendirme içerisinde ülkemizde uygulanan teşviklerin yeterli olup olmadığı, hangi koşullarda çatı üstü güneş paneli yatırımlarının uygulanabilir olacağı, bu yatırımların çevresel açıdan yaratacağı kazançlara değinilmiştir. Çatı üstü fotovoltaik sistemin uygulanacağı müstakil evler için Türkiye'nin 7 coğrafi bölgesinde güneş enerjisi potansiyel atlasına (GEPA) göre güneş radyasyonu en yüksek ve en düşük iller (toplam 14 il) seçilmiştir. Bir hanenin gün içinde saatlik elektrik tüketimi değerleri belirlenip, 3kW, 4kW ve 5kW kapasiteli çatı üstü fotovoltaik sistemlerle karşılanması HOMER yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Her bir ilde ilk yatırım maliyeti ve şebekeye satış tarfisi dikkate alınarak mevcut durumda yatırımların ekonomik açıdan sürdürülebilir olup olmadığı incelenmiştir. 7 yıl ve altında geri ödeme süresine sahip sistemler ekonomik açıdan cazip yatırım olarak kabul edilmiştir. Geri ödeme süresi 7 yıl ve üzeri olan sistemler için şebekeye satış tarifesinin arttırılması, ilk yatırım maliyetinin düşürülmesi ve her iki seçeneğin birlikte uygulandığı 10 farklı senaryo değerlendirilmiştir. Türkiye'de mevcut durumda çatı üstü fotovoltaik sistem yatırımlarının geri ödeme süresi 12,4 yıl ve üzerinde olması dolayısıyla ekonomik açıdan cazip bulunmamıştır. Türkiye'de şebekeye satış tarifesi haricinde bir teşvik mekanizmasının geliştirilmesi gerektiği ve özellikle çatı üstü fotovoltaik sistemlere özgü bir teşvik programının oluşturulması geri ödeme sürelerini düşürecek bir adım olacağı düşünülmüştür. Türkiye'nin her bir coğrafi bölgesinde ilk yatırım maliyeti ve karşılanacak otonom yükü aynı olan fotovoltaik sistem yatırımlarının geri ödeme sürelerinde farklılıklar görülmüştür. Bu farklılığın temel sebebi seçilen her ilin farklı güneş radyasyon değerlerine sahip olmasıdır. Farklı bölgelerde farklı şebekeye satış tarifesinin uygulanması Türkiye genelinde fotovoltaik yatırımları yaygınlaştıracağı sonucuna varılmıştır. Çalışma sonucunda 3kW, 4kW ve 5kW kapasitelere sahip PV sistemlerin geri ödeme süresi arasındaki farklılığın yaklaşık 1 yıl kadar olduğu görülmüştür. İlk yatırım maliyeti daha yüksek olsa da, çevresel açıdan değerlendirildiğinde 5kW kapasiteli PV sistemlerin tercih edilmesinin hane başına 2,7 ton ile 3,5 ton arasında yıllık CO2 emisyonu salınımı azaltılmasını sağlayacağı ortaya konmuştur. Dolayısıyla çalışma özelinde 5kW kapasiteli PV sistem yatırımlarına öncelik verilmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.
Lityum iyon pillerde metal ile katkılandırılmış grafitlerin anot özelliklerinin ve pil performanslarının incelenmesi
Reliable and sustain energy storage is crucial for modern portable electronics, such as mobile phones, laptop computers, MP3 players, other electronic devices, and potential applications for automobile industry. In this sense, lithium ion batteries provide an attractive solution. In addition, the later will bring significant contribution to reduce greenhouse gas emission and address global warming. Even though, lithium ion batteries offer advantages, there is a constant demand for higher energy density, higher power density, longer cycle life batteries which has motivated research into new battery materials for next generation of advanced lithium ion batteries. In lithium ion batteries, graphite is the most widely used anode materials. Even though, metallic materials like silicon, tin, boron etc. have higher specific capacity, due to severe volume changes during charge/discharge, graphite is preferred more compared to metallic materials. However, specific capacity of graphite needs to be improved which is only 372 mAh/g. Intensive researches continue on developing new anode materials with graphite and metals to improve cyclability and specific capacity of lithium ion batteries. This thesis mainly focused on development of metal mixed anode material for lithium ion batteries and assessment of their electrochemical and structural characteristics. The materials investigated are graphite and metals such as silicon dioxide, aluminum, boron and tin. For material characterization, scanning electron microscopy and thermogravimetric analyses were applied. For electrochemical characterization, galvanostatic measurements have been conducted. Compared to carbon based material, silicon has higher theoretical capacity, which is around 4200 mAh/g. Considering its high capacity, silicon is promising material to be used as composite for anode material for lithium ion battery. However, during intercalation/de-intercalation process with lithium, composite structure is changed during large volume expansion/contraction of Si. In this work, to minimize the volume expansion, silicon dioxide was used with graphite. Moreover, additives like tin and magnesium oxide were used to enhance to battery performance. After fabrication of coin lithium ion batteries, galvanostatic measurements were examined. According to results, it can be concluded that even though the initial discharge capacity of battery was improved compared to artificial graphite, due to loss of active matter and SEI formation at the initial cycles, stable discharge capacity cannot be met for all samples. Tin has also higher theoretical capacity, which is 992 mAh/g, compared to graphite. In this study, to improve the battery performance tin/graphite composites, which were prepared with different mass ratios, were used as anode material. Furthermore, addition of silver nitrate to composites were investigated. At the galvanostatic measurement of Sn mixed graphite, no reading can be recorded resulting from using a mean diameter of about 600 µm particle sized Sn powder, which leads flaking at every coating of the tin mixed slurry. Since the diameter of the tin particles could not be reduced further with agate mortar, the qualitative research of tin mixed graphite could not be performed. Recent studies showed that cycling could be improved by addition of aluminum and aluminum oxide to anode material. Even though, aluminum reacts with one lithium atom with moderate volume increase where tin reacts with 4.4 lithium atoms, gravimetric capacity of aluminum (990 mAh/g) is comparable versus tin (990 mAh/g). To enhance battery performance, aluminum or aluminum oxide/graphite composite were also investigated. Furthermore, silicon was used as additive in the composites to utilize and to maintain good capacity during cycle. Prepared samples showed higher initial discharge capacity compared to artificial graphite. However, none of the samples showed proper running battery profile due to the irreversible capacity losses during first cycle. Recent researchers also showed that boron addition to anode material has increase the discharge capacity and decrease the irreversible capacity of lithium ion battery. In this study, different boron additions were examined to find out optimum addition level of boron mixed graphite. In the battery performance analysis of boron mixed graphite, it can be clearly observed that all samples showed superior initial capacity compared to that of artificial graphite. In addition to that, after irreversible capacity loss at the first cycle, the capacity stayed stable at the following cycles with minor changes.
Farklı gama kaynakları için radyoterapik bağıl absorbe tiroid dozu değerlendirmesi ve geri saçılım faktörü irdelemesi
Bu çalışmada, Co-60 ve Cs-137 gama radyoaktif kaynakları kullanılarak farklı malzemelerden üretilmiş boynu simule eden fantomlar kullanılarak troid bölgesi ışınlanmış ve hep aynı dar demet geometrisinde deneysel sonuçlar alınmıştır. Absorbe doz kavramı ile gama ölçüm sonuçları, troid dozu bağlamında değerlendirilmiştir. Bağıl absorbe doz sonuçları çerçevesinde Co-60 ve Cs-137 radyoaktif kaynaklarıyla dört faklı fantom malzemesiyle yapılan deneylerde en kalın fantom boyutuna sahip olan erkek boyun fantomunda en fazla dozun absorbe edildiği hesaplanmıştır. Çocuk boyun fantomlarında ise dozun en az absorbe edildiği sonucuna ulaşılmıştır. Radyoaktif kaynaklar (Co-60 ve Cs-137) ile yapılan çalışmalar neticesinde her üç fantom boyutunda da en çok dozun sırasıyla su, masif, parafin ve kadavra fantomda absorbe edildiği bulunmuştur. Malzemelerin yoğunluklarıyla karşılaştırıldığında bu sonucun yoğunluğu en fazla olanda dozun en fazla absorblandığı bilgisine ulaşılmıştır. Geri saçılım faktörü (BSF)'ne ilişkin yapılan hesaplamalar da çocuk, kadın ve erkek simulasyonu çerçevesinde su, parafin, masif ve kadavra fantomlar için yapılmış ve geri saçılım faktörünün boyun çapı ile ilişkili olduğu gözlenmiştir.