Electrical Engineering

Otomatik yönlendirmeli bir aracın bulanık mantık ile denetimi

Fabrika otomasyonunda otomatik yönlendirmeli araçlar ve bunların denetimi oldukça önemlidir. Bu çalışmada otomatik yönlendirmeli bir araç için bulanık mantık yönteminin kullanıldığı bir denetleyici tasarlanmıştır. Tasarlanan denetleyici PID denetleyici ile karşılaştırılarak üstünlüğü gösterilmiştir. Denetleyicinin bilgisayarda simülasyonu yapılmış ve sonuçlan verilmiştir. - Otomatik yönlendirmeli yük araçları için denetleyici tasarlarken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, yüke bağlı olarak aracın bazı parametrelerinin (atalet gibi) değişebileceğidir. Dolayısıyla aracın dinamiği de değişebilir. Bu yüzden tasarlanacak olan denetleyici bu değişimlere karşı duyarsız olmalıdır. Bulanık mantık denetleyicinin ani yük değişmelerine karşı oldukça duyarsız olduğu gözlenmiştir. Diğer bir önemli nokta da aracın istenilen yere, istenilen yörüngeyi takip ederek ulaşabilmesidir. Geliştirilen bulanık mantık denetleyici bu konuda da arzulanan sonuçlan vermiştir. Anahtar Kelimeler: Otomatik Yönlendirmeli Araç, Bulanık Mantık, PID Denetleyiciler, Yörünge Takibi. IV

Orta gerilim şebekelerinde gerilim sarkmalarına D-statcom etkileri

Anahtar Kelimeler: Güç Kalitesi, Gerilim Sarkması, Gerilim Yükselmesi, D-STATCOM Güç kalitesi problemlerinin sonuçları göz önünde bulundurulduğunda, güç sisteminin kalite ve performansında önemli etkiye sahip olan, reaktif güç kompanzasyonu olanağı sağlayan güç elektroniği tabanlı cihazların önemi artmaktadır. FACTS (esnek alternatif akım iletim sistemleri) yapıları sayesinde güç sistemlerinin daha hızlı ve etkin bir şekilde denetlenebilmesi, güç sistemi iletim kapasitesinin arttırılabilmesi, reaktif güç kompanzasyonu ile akım, gerilim kontrolü mümkün olmuştur. D-STATCOM, dağıtım sistemlerindeki güç kalitesi problemlerini azaltmak için kullanılan en gelişmiş FACTS aygıtıdır. İletim hattına paralel bağlı D-STATCOM, şebeke ile reaktif güç alışverişi yaparak, güç kalitesi problemlerinden gerilim değişimlerini düzenlemede etkin rol oynar. Bu tez çalışmasında, orta gerilim şebekelerindeki gerilim sarkmasına D-STATCOM' un etkileri incelenmiş, sarkma sorununun azaltılmasında D-STATCOM' un kullanılması ve etkileri gözlemlenmiştir. D-STATCOM' un benzetimi MATLAB Simulink Toolbox'ı kullanılarak yapılmıştır. Farklı durum senaryoları uygulanarak modellenen D-STATCOM' un davranışı gözlenmiş, gerilim sarkması veya yükselmesi durumlarında şebekedeki kontrolü izlenmiştir. D-STATCOM modeli, gerilim beslemeli dönüştürücü (VSC) prensibindedir. Kolaylık ve doğru cevap olanağı sağlayan, Sinüsodial Darbe Genişlik Modülasyon (SPWM) tekniği, iki seviyeli gerilim beslemeli dönüştürücünün (VSC) anahtarlama kontrolünde kullanılmıştır. D-STATCOM gerilim sarkmasını azaltmak için sisteme akım enjekte eder. Bu tez çalışmasında IGBT konfigürasyonlu 6 darbeli D-STATCOM dizayn edilmiştir. Sonuçlar, D-STATCOM' un etkin gerilim düzenleme kapasitesi ile orta gerilim şebekelerindeki güç kalitesi problemlerinden gerilim sarkması ya da yükselmesinin azalmasına büyük oranda etki ettiğini göstermiştir. D-STATCOM' un şebekeye bağlı olduğu durumlarda, yük noktasındaki gerilim sarkması yüzdesi büyük oranda azalmıştır.

Arama ve kurtarma görevlerinde çoklu İHA kullanarak ağ sağlama

Teams of UAVs are widely considered for civil applications, where UAVs collaborate as data collection or delivery nodes. For this reason, recent research has proposed UAV path planning algorithms that integrate connectivity as a constraint or optimization objective. However, most studies primarily focus on topological connectivity or average network performance, often using network simulators with randomized or sweeping mobility models to analyze higher-layer protocols. In this thesis, we first analyze the performance of multi-UAV path planners optimized for connectivity, investigating both collaboratively optimized networks and relay-assisted networks. Taking network-optimized multi-UAV paths as input, we show that topologically connected UAV paths do not inherently guarantee acceptable network performance in terms of PDR and throughput. In addition, we develop a trajectory-based scheduling approach that exploits the future movements of UAVs to improve data delivery. By predicting imminent link availability, each node can forward its packets to neighbors that are expected to connect to the BS soon, thereby reducing overall transmission delays. Our results demonstrate that this scheduling and forwarding mechanism can outperform classical hop-based routing (e.g., AODV)——thereby underscoring the importance of incorporating trajectory information into both UAV path planning and data routing for mission-critical applications.

Burke-shaw ve T (tigan) kaotik osilatörlerinin tasarımı: Güvenli haberleşme amaçlı senkronizasyon uygulamaları

Anahtar kelimeler: Kaos, Kaotik Osilatör, (T) Tigan Sistemi, Burke-Shaw Sistemi, Güvenli Haberleşme, Bilgi Gizleme, SenkronizasyonDoğada ve bir çok yapıda karşımıza çıkan kaos, tanımlanabildigi ve kontrol altında tutulduğu takdirde istenmeyen fonksiyon olmaktan çıkmaktadır. Bunun yanında kaos, bir çok uygulama alanı da bulmuştur. Öyle ki kaotik sinyaller yardımıyla haberleşmede kullanılan bilgi sinyallerinin gizlenmesi ve karşı uca tekrardan anlaşılır şekilde iletilmesi sağlanabilmektedir.Tezde, kaotik yapılar hakkında bilgi verilmiş, kaosun özelliklerini göstermek amacıyla bazı kaotik çekiciler üzerinde bilgisayar benzetimleri yapılmıştır. Devam eden bölümde ise daha önce senkronizasyon ve gizli haberleşme uygulamaları bulunmayan Tigan ve Burke-Shaw kaotik çekicileri üzerinde çalışılmıştır.Matlab-Simulink ve Orcad Pspice ortamında benzetimleri gerçekleştirilen Tigan ve Burke-Shaw sistemlerinin gerçek elektronik devreleri kurularak sunuçlar karşılaştırılmıştır.Tigan ve Burke-Shaw kaotik yapılarının Matlab-Simulink ve Orcad Pspice ortamında ayrı ayrı senkronizasyon modellemeleri gerçekleştirilmiş ve karşılaştırılmıştır.Tigan ve Burke-Shaw kaotik sistemlerinin kaotik gizleme yöntemiyle Matlab-Simulink ortamında bilgi-gizleme modellemeleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra Orcad PSpice'da bilgi-gizleme modelinin elektronik devre tasarımları yapılarak benzetim sonuçları elde edilmiş ve karşılaştırılmıştır.Tigan ve Burke-Shaw sistemlerinin kaotik bilgi gizlemede kullanılabileceği gösterilmiştir.

Elektromanyetik saçılım verilerinin iki-boyutlu modelleme yöntemleri icin karşılaştırmalı bir çalışma

The aim of this research is to model two-dimensional data encountered in elec- tromagnetic scattering problems using model-based parameter estimation tech- niques. Once a highly accurate model is constructed from a few samples, the model can then be used to interpolate between or extrapolate from the original samples at any desired point and any number of times, thus reducing the amount of data needed to be stored in memory or required to be measured. An added advantage is that the computations required to be carried out on the numerical samples can instead be carried out on the analytical model, which may reduce the computational complexity. It is intuitive that a higher number of terms in the model, increases the accu- racy, but additionally it has the unwanted e®ect of increasing the computational complexity and memory requirement as well. An additional goal, therefore, is to solve the optimization problem of obtaining a model by maximizing the accuracy and minimizing the number of terms. Several modeling techniques are compared in this study, especially those based on matrix pencil methods. Some techniques for optimizing their performance have also been suggested. The pros and cons of each method are also discussed. It is shown that using the suggested techniques provides us with better models, but some pointers are also provided towards investigating more viable alternatives. Keywords: Matrix pencil method (MPM), matrix enhancement and matrix pencil (MEMP) method, 2D modeling, electromagnetic scattering data.

Güç jeneratörlerinin yapay sinir ağlarıyla denetimi

ÖZET Anahtar kelimden Senkron Jeneratörler, Güç Sistem Kararlılığı, Kararlayıcılar, Yapay Sinir Ağlan, YSA ile denetim. Son iki yüzyıldır bütün dünyada yaşanan sanayileşme süreci, elektrik enerjisi talebinde patlamalara yol açmış, dolayısıyla günümüzün milyonlarca watt gücünde yüzlerce jeneratör, transformatör ve haraların birbirine bağlandığı büyük güçte enterkonnekte şebekeleri kaçınılmaz kılmıştır. Artan güç miktarlarına bağlı olarak geliştirilen büyük güçlü senkron jeneratörler ve diğer sistem elemanlarının birlikte çalıştırıldığı bu şebekelerde, güç arz ve talebinde oluşan sürekli değişimlere bağlı olarak senkronizasyon, sabit frekans ve genlikte kesintisiz gerilim sağlama ihtiyacı, denetim ve koruma problemlerini öne çıkarmıştır. Elektrik çıkış gücünün yük ve çeşitli etkenlerle sürekli ve farklı genliklerde değişimler göstermesi, güç üreteçleri olan senkron jeneratörlerin çıkış gerilim genliği ve frekansında salınımlara neden olur. Bu salınanların, güç sistem kararlayıcıları yardımıyla regüle edilip sönümlenmesi gerekir. Kararlayıcılar, hız veya çıkış gücüne bağlı gerilim değişimlerini, geri besleme denetimli olarak sönümlendirmeye çalışırlar. Tez konusunu klasik yöntemlere bir alternatif olarak geliştirilen, güç sistem kararlılığım artırıcı, pahalı donanımlara ve karmaşık denetim algoritmalarına gerek duymayan Yapay Sinir Ağlan tabanında gerçek-zamanlı bir denetleyici uygulaması oluşturmaktadır. Birinci bölümde, güç sistem kararlayıcıları tanımlanarak çeşitleri hakkında bilgiler verilmiş ve tezin amacı tanımlanmıştır. İkinci bölümde, elektrik enerji sistemi elemanlan, modellemeleri ve kararlılık problemi tanımlanarak klasik güç sistem kararlayıcı çeşitleri açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, güç sistemine ait bir modelleme gerçekleştirilerek, bunu oluşturan temel elemanlar ve gerekli algoritmik yapı açıklanmıştır. Dördüncü ve beşinci bölümlerde, denetleyici tabam olarak kullanılan Yapay Sinir Ağlan tanımlanarak, senkron jeneratörlerin Yapay Sinir Ağlan ile denetimi için gerekli olan denetleyici modeli açıklanmıştır. Senkron jeneratörün ölçülen uç gerilim ve frekansına bağlı olarak bulunan değerler uygun dönüşümler yoluyla ağa uygulanmıştır. Denetleyicinin performansı, senkron jeneratör üzerinde değişik yük durumları için test edilerek, sonuçları verilmiştir. Altıncı bölümde, model YSA denetimli sistem kararlayıcıdan elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve performans geliştirilmesine yönelik öneriler sunulmuştur. XII

Kısa süreli gerilim düşümlerinin endüstriyel dağıtım sistemlerine etkilerinin incelenmesi

ÖZET Anahtar Kelimeler : Kısa Süreli Gerilim Düşümleri, Yerel Elektrik Santralleri, Enerji Kalitesi, Dağıtım Sistemleri. Bu tez çalışması yapı itibariyle altı bölümden oluşmaktadır. Yapılanların yer aldığı üç ana kısım bulunmaktadır. Giriş bölümünde konuyla ilgili kısa bir tanıtımın ardından literatür incelemesi yapılmış ve tezde incelenen olaylardan söz edilmiştir. İkinci bölümde ise kısa süreli gerilim düşümleri ile ilgili teorik altyapı ve matematiksel bağıntılar ile hesaplamada kullanılan yöntemler verilmiştir. Üçüncü bölümde ağırlıklı olarak asenkron motorların oluşturduğu örnek bir endüstriyel dağıtım sisteminde kısa süreli gerilim düşümlerinin etkisi incelenmiştir. Bu bölümde farklı koşullarda motorların davranışı ortaya çıkarılmıştır. Bu bölümde yerel elektrik santrallerinin olmadığı durumlara ait benzetimler gerçekleştirilmiştir. Asenkron motorlar uygun modeller ile modellenmiş olup, farklı yerlerdeki arızaların etkisi, mekanik yük moment tiplerinin etkisi ve arıza türlerinin etkisi incelenmiştir. Dördüncü bölümde ise aynı sistem üzerinde yerel generatörlerin kullanılması ile meydana gelecek gerilim düşümlerinin genliğinin değişimi ele alınmıştır. Farklı koşullarda benzetimler gerçekleştirilmiştir. Generator ile şebeke arasındaki değişik yük alış verişlerinde gerilim düşümü miktarları hesaplanmıştır. Yine bu bölümde de farklı arıza türleri ve yerlerinin etkisi ile generator yüklenme koşullarının etkisi gösterilmiştir. Motorlara yol verme olayının yol açtığı gerilim düşümleri de incelenmiştir. Son olarak, şebeke ve iç kaynaklı arızalar ile motor yol verme kaynaklı gerilim düşümlerinin tek ve çift taraflı besleme durumlarında generatörlere etkisi ve kararsızlık problemleri incelenmiştir. Yine önceki bölümlerde ele alınan benzetim koşullan dikkate alınarak generator davranışı ve generatörlerde meydana gelen elektromekanik salınımlar araştırılmıştır. Yapılan bilgisayar benzetimlerinde Simpow yazılımı kullanılmıştır. XVIII

Lazer ekranlar için elektrostatik ve piezoelektrik MEMS tarayıcı geliştirme

Laser based displays have been under development over the last 50 years but commercial viability of the technology was limited mainly due to the large size and high cost of laser sources and scanners. The quest for miniaturization and higher efficiency is realized with the development of directly modulatable laser diodes and scanning mirrors based on micro electro mechanical systems (MEMS) technology. Integration of scanners and laser diodes offers a powerful combination for micro-display and imaging applications such as laser printers, barcode readers, and wearable micro-display systems.A displayed image is formed pixel by pixel using a mirror producing angular motion that scans a modulated light beam on a screen. The purpose of this thesis is to develop new MEMS two dimensional raster scanners for laser display applications.For the slow axis of the two-mirror display engine, an electrostatically actuated rotary scanner is conceived and developed to provide a linear ramp scan at 60 Hz. A novel spring design is proposed for linear in-plane rotary MEMS scanner. It offers over 98% linear motion up to 7 deg. mechanical rotation with the novel suspension design.For the fast axis, piezoelectric actuation that requires much lower voltages than electrostatic actuation is used to develop a high frequency resonant torsional MEMS scanner. Sinusoidal actuation with 24 V at a mechanical resonance frequency of 40 kHz provides a total optical scan angle of 38.5 deg. for the 1.4 mm wide mirror. It exceeds the performance specifications cited in the current literature and becomes a significant step towards achieving Full HD (1080p) resolution with mobile laser projectors.

Çoklu görüntülü video uygulaması ile adaptif P2P akıtımı

Multi-view three-dimensional (3D) video is the next natural step in the evolution of digital media technologies. Recent 3D auto-stereoscopic displays can display multi-view video with up to 200 views. While it is possible to broadcast 3D stereo video (two-views) over digital TV platforms today, streaming over IP provides a more flexible approach for distribution of stereo and free-view 3D media to home and mobile with different connection bandwidth and different 3D displays. Here, flexible transport refers to quality-scalable and view-scalable transport over the Internet. These scalability options are the key to deal with the biggest challenge, which is the scarcity of bandwidth in IP networks, in the delivery of multi-view video. However, even with the scalability options at hand, it is very possible that the bandwidth requirement of the sender side can reach to critical levels and render such a service infeasible. P2P video streaming is a promising approach and has received significant attention recently and can be used to alleviate the problem of bandwidth scarcity in server-client based applications. Unfortunately, P2P also introduces new challenges such as handling unstable peer connections and peers? limited upload capacity. In this thesis, we provide an adaptive P2P video streaming solution that addresses the challenges of multi-view video streaming over P2P networks. We start with reviewing fundamental video transmission concepts and the state of the art P2P video streaming solutions. We then take a look at beyond the state of the art, and introduce the methods for enabling adaptive video streaming for P2P network to distribute legacy monoscopic video. Finally, we move to modifications that are needed to deliver multi-view video in an adaptive manner over the Internet. We provide benchmark test results against the state of the P2P video streaming solutions to prove the superiority of the proposed approach in adaptive video transmission.

IEEE 802.11ad WLAN için yöneltilmiş MAC protokolü

Millimeter-wave (mmWave) communications is a promising technology that enables high rate (Giga-bit) multimedia applications. We consider the directional multigigabit (DMG) transmission problem in IEEE 802.11ad wireless local area network (WLAN). Traditional directional MAC uses Network Allocation Vector (NAV) to decrease collisions drastically by making nodes which have their NAV set, defer their communication. Directional MAC protocols usually implement either directional RTS/CTS (DRTS/DCTS), multi-directional sequential (Circular) RTS/CTS (CRTS/CCTS) or multi-directional concurrent RTS/CTS control packets. IEEE 802.11ad MAC implements an A-BFT phase where each node beamforms (BF) with the Access Point (AP). In this thesis, we propose a Directional MAC protocol for Basic STAs (DMBS) that uses DRTS/DCTS as well as CRTS/CCTS control packets along with two NAVs (NAV1 and NAV2) to fully leverage spatial reusability and tackle deafness and hidden terminal problem without using any complicated hardware. DMBS makes each node keep a beamforming table (BF table) to store location information of other nodes. We implement an Intelligent Listening during A-BFT (ILA) mechanism where STAs gather beamforming information by listening to the channel during A-BFT phase and update their BF table. This considerably reduces the overall network beamforming associated overhead. Furthermore, if a node already have BF information of the destination node, it uses DRTS/DCTS packet to communicate otherwise CRTS/CCTS packet is used to gather location information. This assures that the control overhead is minimal and the protocol doesn't have to use any complicated technique or hardware or rely on upper layers for location tracking. NAV1 keeps a list of all the nodes that are busy and is set every time a RTS/CTS packet is received. A node would not initiate communication with a node that is in NAV1 subsequently reducing deafness. With the help of RTS/CTS control packets received, the nodes determine whether they can cause interference to an ongoing communication. NAV2 is only set if a node can cause interference to an ongoing communication. If NAV2 is set, then the node defers its multi-directional communication but still communicates directionally. This increases spatial reusability all the while keeping interference minimal which increases the overall network throughput. We perform extensive simulations by comparing DMBS with other commonly used protocols and by comparing different features of DMBS in different scenarios. Simulations demonstrate that the DMBS improves the network throughput considerably, especially at higher network size.

Rüzgar enerjisi yatırım projelerinde finansman seçeneklerinin karşılaştırılması

Günümüzde enerji üretiminde yoğun olarak kullanılan fosil enerji kaynaklarının, öngörülere göre yakın gelecekte tükenecek olması, bu yakıtların kullanımının sera gazı salınımlarını arttırarak küresel ısınma başta olmak üzere, hava ve su kaynaklarının kirlenmesi gibi çevresel etkilerinin olması, ülkeleri yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmiş ve geçtiğimiz yıllarda özellikle rüzgar enerjisi sektöründe önemli gelişmeler yaşanmıştır. Büyük ve küçük ölçekli rüzgar türbinleriyle uzaktaki yerleşim yerlerine, konutlara ve şebekeye elektrik sağlayan, temiz ve yenilenebilir enerji kaynağı olan rüzgar enerjisi, dünyanın en hızlı büyüyen enerji kaynağı durumuna gelmiştir. Rüzgar enerjisi sektöründeki bu hızlı gelişim ise, devletlerin izlemiş oldukları yenilenebilir enerji sektörünü canlandırmaya yönelik; vergi indirimi, arazi kiralama ve yatırımın ilk yıllarındaki yükümlülükleri hafifletme, yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektriğe sabit fiyatla alım garantisi uygulama gibi teşvik senaryolarına ve finans kuruluşlarının farklı finansman modelleri uygulayarak yatırımlara olanak sağlamasından kaynaklanmaktadır. Özellikle proje finansmanı ile, uzun vadeli ve büyük hacimli yatırımların finansman ihtiyacınının karşılanmakta, yeterli sermaye birikimine sahip olmayan yatırımcıların projelerini hayata geçirmeleri sağlanmaktadır. Bu tez kapsamında, bir rüzgar enerjisi projesinin; yenilenebilir enerji yatırımcılarına sağlanan lisans bedeli, arazi kira bedeli indirimi, üretilen elektriğin devlet tarafından sabit fiyatla alımı ve yerli üretim desteği gibi teşvikleri kapsayacak şekilde bir finans modeli oluşturulmuştur. Kredi ve özkaynak kullanımı oranlarının değişimine bağlı olarak, yatırımcının projeye yatırım kararı almadan önce değerlendirdiği karar yöntemlerinden; net bugünkü değer, iç karlılık oranı, geri ödeme süresi ve karlılık endeksinin değişimi araştırılmıştır. Net bugünkü değer yöntemine göre karar alan yatırımcılar için en karlı finans modelinin, projenin tamamıyla özsermaye ile gerçekleştirilmesi olduğu ortaya konurken; kredi kullanmayı düşünen yatırımcılar için, proje maliyetinin yüzde otuza kadarlık kısmının kredi ile karşılanmasının projenin ekonomik olmasını sağlayacağı gösterilmiştir. Bunun yanında proje gerçekleştirme sürecinde kredi kullanıldığı taktirde, kredi borcunun ödemesinin, yıllar geçtikçe azalan miktarda anapara ödemesi ve değişken kredi taksidiyle gerçekleştirilmesinin, projenin kredi yükünü azaltarak, projeden daha ekonomik sonuçlar alınmasını sağlayacağı gösterilmiştir. Ayrıca projenin karlılığını doğrudan etkileyen faktörlerden santral kapasite faktöründeki artışın, projenin net bugünkü değeri ve iç karlılık oranını pozitif olarak etkilediği ispatlanmıştır.

Elektrikli araçlar için kablosuz şarj cihazı tasarımı

Bu projedeki temel amaç, küçük bir elektrikli aracın bataryasını manyetik kuplaj yöntemiyle kablosuz olarak şarj edebilecek, adaptif şarj verimi kontrollü, bir kablosuz enerji transferi sistemi tasarlamak ve geliştirmektir. Bağlantı standartları sayısının her geçen gün arttığı ve kullanımının karmaşıklaştığı günümüzde, kablolu şarj cihazları sebebiyle ortaya çıkabilecek tehlikeleri önleyecek, verimli, araçların mobilitesini arttıracak ve kullanıcılar açısından önemli kolaylıklar sağlayacak bir kablosuz şarj cihazı üretimi hedeflenmiştir. Seri rezonans çevirici devresi ile enerji transferi gerçekleştirilmiştir. Literatürde önerilen eş değer devre incelenmiş, hiç bir eleman ideal kabul edilmeyerek çok detaylı olarak analizi yapılmıştır ve verim ifadesi elde edilmiştir. Bu önerilen model daha sonra deneysel sonuçlarla karşılaştırılarak test edilmiştir, üstünlükleri ve eksiklikleri belirlenmiştir. Eksiklikleri aşmak için de, öneriler sunulmuştur. Bunlara ek olarak, kablosuz enerji transferi (KET) sistemlerinin durum uzay modeli çıkartılmıştır. Tam köprü seri rezonans devresi yapılarak; manyetik akı yoğunluğu arttırılmıştır, reaktans sıfırlanmış dolayısıyla iletilen enerji arttırılmıştır ve MOSFET üzerindeki anahtarlama kayıpları azaltılmıştır. Bu rezonans evirici için 500 V 50 A dayanımlı MOSFET yarıiletkenler kullanılmış, TMS320F28335 ezDSP geliştirme kartı ile de kontrol sağlanmıştır. Projede sistemin uygun çalışması açısından çok önemli olan bobin tasarımı konusuna detaylı olarak yoğunlaşılmıştır. Deri etkisi ve proximity etkisi de hesaba katılarak sistemin yüksek verimde çalışmasını sağlayacak özel yapısal özelliklere sahip hava çekirdekli bobin tasarımı yapılmıştır. Bu bobin 35 cm yarıçapında ve 3.5 cm yüksekliğinde solenoid biçimindedir. Tasarlanan bu bobinle karşılaştırmak üzere aynı çapta aynı endüktans değerine sahip bir spiral bobin tasarlanmıştir. En iyi bobin tasarımı için ANSYS MAXWELL programı kullanılmıştır ve bu program sayesinde sonlu elemanlar modeli ile sistemin elektromanyetik benzetimi elde edilmiştir. Maxwell'in yanısıra bobin tasarımı için gerekli değerleri hesaplayan birçok nümerik metod incelenmiştir ve Matlab kodu hazırlanmıştır. Birinci ve ikinci bobin arasındaki ortak endüktansa bağlı olarak, sistem rezonans frekansı değişmektedir. Bu nedenle aracın park ediliş biçimine göre, sistem rezonans frekansı değişkenlik göstermektedir. Tasarlanan kontrolör, park ediliş kalitesine göre verimi maksimize etmektedir. Buradaki yaklaşım, ikinci taraf akım ve geriliminin ölçülerek bluetooth teknolojisi ile birinci taraftaki kontrolöre vermesidir. HC05 Bluetooth modülü yardımıyla Ardunio ile hesaplanan ikinci taraf gücü bilgisi, birinci tarafa iletilmiştir. Daha sonra ezDSP kitinin seri haberleşme pini kullanılarak bilgi alınmıştır.Bunlara ek olarak; verim bir sınır değerinden küçük olduğu zaman, güç transferi durmaktadır. Böylelikle enerji tasarrufu sağlanmıştır. Elde edilen maksimum verim 4 santimetre mesafede % 30 civarında olmuştur.

Üç fazlı dengeli elektrik dağıtım şebekelerinde kayıp tahmini ve kayıp paylaşımı

Bu tez çalışması, üç fazlı dengeli elektrik dağıtım şebekelerinde meydana gelecek teknik kayıpları tahmin yöntemi ile bulmayı ve kayıpları tüketicilere adil şekilde paylaştırmayı amaçlamaktadır. Elektrik enerji sistemlerinde en büyük kayıp oranı dağıtım safhasında gerçekleştiği için bu çalışmada dağıtım sistemi üzerinde durulmuştur. Dünya genelinde kişi başına düşen elektrik enerjisi tüketimi artarken, kaynakların kısıtlı oluşu kayıpların azaltılmasını kaçınılmaz kılmaktadır, bunun için öncelikle kayıpların tespiti gereklidir. Diğer taraftan kayıplar, enerji fiyatlandırmasında etken rol oynamakta ve elektrik dağıtım kuruluşlarının rekabet güçlerinisınırlamaktadır. Bu iki temel neden enerji kayıplarının hesaplanmasını ve tüketicileri de ilgilendirdiği üzere adil olarak paylaştırılmasını gerektirmektedir. Kayıplar iki ana sınıfa ayrılır; Teknik kayıplar ve teknik olmayan kayıplar. Yüklerin değişken oluşu anlık kayıpların hesabını zorlaştırırken, sistem bileşenlerinin doğası gereği kaçınılmaz olarak meydana çıkan teknik kayıplar tahmin yöntemleri ile hesaplanabilmektedir. Teknik olmayan kaçak kullanım, hatalı ölçümler ve idari kayıpları ise hesaplamak mümkün değildir. Ancak teknik kayıpları hesaplanmış bir sistemin geriye kalan kayıpları teknik olmayan kayıp olarak sınıflandırılabilir. Teknik kayıplar ise akıma bağımlı ve akımdan bağımsız olarak gruplandırılır. Akımdan bağımsız kayıpların hesabı kolay ve hızlıdır, değişken yük akımına bağımlı kayıpların hesabı için tahmin yöntemleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada bileşenlerin değişken kayıplarını en kısa sürede ve kolayca kabul edilebilir seviyede doğruluk oranı ile tahmin edebilen Yük Kayıp Faktörü yöntemi kullanılmıştır. Aynı şebeke Newton-Raphson yük akışı yöntemini kullanan DIgSILENT programı ile çözdürülmüş ve sonuçları kıyaslanmıştır. Yöntemin sonuçları beklenen şekilde iyi çıkmıştır, ancak bazı bileşenlerin kayıplarında büyük fark görülmüştür, üzerinde çalışma gerektirmektedir. Tüketilen güç ile kayıplar arasında lineer olmayan ilişki nedeniyle kayıpların kaynaklarına paylaşımı zordur. Geliştirilmiş kayıp paylaşımı yöntemlerinin hiç biri tam adil sonuç verememektedir. Bu nedenle sistemin kullanıcılarına ve koşullarına bağlı seçilirler. Radyal elektrik dağıtım sistemlerinin topolojisine uygun ve kolay uygulanması nedeniyle bu çalışmada grafik teorisi içeren oransal kayıp paylaşımı yöntemi kullanılmıştır. Yüklerin talep güçlerinin kareleri oranındaki paylaşımda sapmalar olduğu, büyük güçlü yüklere daha fazla kayıp atandığı gözlemlenmiştir. Dağıtım şebekelerinin açık ring şeklinde farklı kombinasyonlarda işletilebilmesi ve dağıtılmış üretime sahip olabilmeleri nedeniyle yapıları değişebilmektedir. Değişen yapıları kayıpların analizinin ve paylaşımının sürekliliğini gerektirmektedir. Bu çalışmada kullanılan YKF ve grafik teorisi ile oransal paylaşım yöntemleri dağıtım şebekesinin farklı çalışma tiplerine uygulanmıştır. En az veri ile en kısa sürede ve kolayca kabul edilebilir hata seviyelerinde sonuçlar vermeleri nedeniyle kurulum öncesi ve işletme sırasında kullanılabilir yöntem oldukları gösterilmiştir. Ancak grafik teorisi ile oransal kayıp paylaşım yönteminin sonuçlarının başka bir yöntem ile kıyaslanması ileriki çalışmaların konusu olabilir.

Güç sistemlerinde ferrorezonans olayının çok çözünürlüklü dalgacık analizi ile incelenmesi ve doğrusal olmayan dinamiklerinin çıkartılması

Power systems are one of the most important infrastructures of a country. The healthy working condition of a power system is crucial. Utilities are making great effort in order to keep the power systems healthy. Nevertheless, it is not always possible to keep these conditions. Power systems face many incidents. As the systems are usually located outdoors, they are very vulnerable to the enviromental effects which can cause serious damage. In addition, the physical parameters of the power system equipment can affect the system operation. Ferroresonance is one of the incidents that power systems might face. It is defined as well as the interaction between the nonlinear inductance and capacitance of the system. In the power system, nonlinear inductance stands for the transformer core and the capacitance is the power line capacitor. Main causes of ferroresonance are short circuits, capacitor switching, transformer switching, insulation faults, lighting, turning the load off suddenly and switching out the transmission line. It is an unpredictable phenomenon and its consequences are destructive. Over voltages, over currents and harmonic frequency components are main results of this phenomenon. This PhD thesis is focused on identifying the ferroresonance phenomenon and its nonlinear dynamics. In the introduction chapter, the motivation for this study in several studies in the literature is given. Although ferroresonance was studied on power transformers, it is not common to take into consideration all power system component. Previous studies mostly focus on change of transformer parameters. On the other hand, it is not the case on an actual power system as it is not possible to change these parameters. By increasing in the usage of condition monitoring and data collecting systems on power systems, improving new techniques become a necessity. The ferroresonance data are nonstationary and wavelet transform is a powerful tool for analysing this type of data. In this study, the harmonic frequency components are identified by multi resolution wavelet transform in order to interpret related nonlinear dynamics. In addition, related literature survey can be found in introduction chapter. In the second chapter, theoretical bakcground of ferroresonance phenomenon is described. First, the difference between classical resonance circuits and ferroresonance is described. The equivalent circuits for ferroresonance are given and the phenomenon is described in mathematical manners. Even though ferroresonance is unpredictable, there are numerous approaches for preventing and mitigating the phenomenon. These approaches are also explained in this chapter. In the third chapter, mathematical methods and signal processing techniques used in this study are explained. Short time Fourier transform, multi resolution wavelet transform and Lyapunov exponents are used for identifying ferroresonance and its nonlinear dynamics. Related mathematical background can be found in this chapter. In the fourth chapter, the power system modeling is given. The SIMULINK model, and power system parameters are given briefly. The necessary calculations for the equivalent circuit are identified in this chapter. In the fifth chapter, spectral methods are applied on ferroresonance data. Short time Fourier transform and multi resolution wavelet transform are applied and harmonic frequency components are identified. It is observed that, sub harmonic and quasi periodic harmonic frequency components are created. In addition, phase portraits are constructed in order to understand the evolution of the system. In the sixth chapter, the largest Lyapunov exponent of the system is estimated. First the dimensions of the system are specified and an estimation method is utilized. As the largest Lyapunov exponent is estimated to be greater than zero, further calculations are applied and by using cross recurrence plots. In the seventh chapter, nonlinearities calculated by multi resolution wavelet analysis are checked by ordinary differential equations. A new approach for the hysteresis curve is given and it is proven that, the new approach is as useful as the classical approach for modeling the nonlinear curve. The sub harmonic and quasi periodic harmonic frequency components are used as driving force frequencies for differential equations. The phase portraits are plotted seperately and it is proven that, ferroresonance is creating harmonic frequency components. The detailed comments for outputs and novelties of the thesis are explained in conclusions and discussions chapter.

Spektral trend ve durağan dalgacık dönüşümü yardımıyla durum izleme ve arıza tanısı

In this study, a spectral trending method is developed as a simple and feasible condition monitoring technique for electric motors. Considering the situation of the motor, a fault detection approach benefiting from the redundancy property of Stationary Wavelet Transform (SWT) is proposed. Through this, the study presents an integrated condition monitoring and fault detection approach using vibration signals of an induction motor. Today's world industry constitutes of electric motors and their control applications. Induction motors are the most preferred type in industry due to several advantages. In the industrial application the most important concept is reliability. This is due to the fact that, any interruption or deceleration in the industrial process may result in huge financial losses. Therefore, condition monitoring of induction motors is a very popular research area. There are important surveys related to the failures of induction motors. As the result of these surveys, it can be concluded that the most common failure mode is bearing failures with a rate of approximately 40%. Winding faults are also very frequent with 30%, whereas rotor related faults are at around 9%. In order to detect these faults, several condition monitoring techniques are used, according to the needs of the system. This way, the machine performance can be tracked and required precautions can be considered. These monitoring techniques are listed as: electrical current, flux, power, mechanical vibration, temperature, wearing and electrical discharge. In order to interpret and assess the monitoring information, a diagnostic system is designed and established. Diagnostic systems are classified in three categories: model based, statistical data based and signal based. In this study, vibration signals are employed due to their capability to reflect either electrical or mechanical fault signatures. SWT is employed as the signal based diagnostic method. Conventional condition monitoring and fault detection systems calculate specific fault frequencies for each motor and track them regularly. However, the faults do not suddenly pop up, they progress in time and raise the critical aging condition in the motor. Considering this gradual and progressive nature, the aging is trended in this study. This way, the motor situation can be classified as healthy or not. If the motor is not healthy, there are plenty of techniques to identify the fault. However, if it is healthy, there might still be some minor indications which may amplify in the future. For that reason, redundancy of SWT is employed to detect the potential faults of the motor. The study has two parts as classification and analysis. In the classification part, Power Spectral Densities (PSD) of vibration signals for different aging cycles are calculated logarithmically. In order to express each aging cycle individually, linear models are fitted to logarithmic PSDs. Hence, linear models become an alternative tool for the spectral domain and these linear variations can define a closed region in sense of convexity. The geometric interpretation of trends in the convex region is achieved, thus a new and efficient vibration monitoring strategy is proposed. In addition, a classification approach is introduced to determine the situation of the motor. In the second part, the situations named as healthy are taken into consideration. An early and sensitive detection method is aimed using SWT. SWT is a redundant transform due to its nature. This redundancy is preserved on purpose to amplify the existing small fault signatures. The method is developed on an artificial data and then verified on an experimental data. The experimental data has been taken from The University of Tennessee Knoxville (UTK). The experimental setup had been built in a research and development project supported by The University of Tennessee Maintenance and Reliability Centre. The project was an extensive research on fault detection in induction motors. For this purpose, an accelerated aging experiment, which contains two phases as electrical discharge machining and thermal-chemical aging operations, is realized. This study has six sections; they are listed and described as below; In the first section, the reason for preferring induction motors is given. Their failure modes, monitoring techniques and fault detection algorithms are introduced with several references. In order to emphasize the need for SWT, signal based detection methods are given in detail. In the second section, the convex region approach, spectral trending and types of wavelet transforms are presented as the mathematical background of the study. Redundancy concept is explained through reconstruction operations. In the third section, the aging procedure is presented. Then the accelerated aging experiment is given in detail with standards and aging actions. The aging cycles are introduced through time and frequency domain representations. In the fourth section, the classification part of the study is performed. Logarithmic PSDs are calculated and linearly trended to deteremine the situation of the motor. Thus, the progress of aging becomes trackable. These trends define an Euclidian plane and they create a convex region together with the measurement boundary. The cycles within this region can be rated and graded in terms of health. In the fifth section, a modification is proposed for the reconstruction algorithm of SWT to conserve the redundancy. The modified approach is named as the algebraic summation method. The development phase of the method is improved on artificial data, then it is applied to healthy cycle data. It is seen that it amplifies very small fault indications as a reflection of redundancy. Through this, an early and sensitive detection method is introduced. In addition, the catastrophy limits for a motor is identified originating from algebraic summation. In the conclusion section, the findings and comments are given, the contributions are highlighted. Spectral trending is a very simple method to estimate the situation of the motor and it is very applicable for industry. The study defines the health of a motor as a rateable variable. The definition of the convex region approach is a new and original concept for motor monitoring. The study increases the effectiveness of vibration monitoring by new monitoring strategy. Algebraic summation in the signal reconstruction step of SWT brings an early and sensitive detection possibility for the healthy case data. In addition, the degradation limits are determined inspiring algebraic summation and convexity concept. These contributions are very significant in terms of effective condition monitoring and detection of incipient faults. This study presents an integrated condition monitoring and fault detection approach which may be used by maintenance engineering widely, because it is practical, simple and applicable. The study can be employed to reschedule and reinterpret the maintenance. Furthermore, rating of aging is a complicated process and it is required for critical applications. This study meets this need successfully, as well. From a wider perspective, geometric interpretations of trends and redundancy based fault detection are suitable to be employed in different fields of engineering for monitoring and diagnostic aims.

Yapay sinir ağlarının entegre edildiği popülasyon tabanlı optimizasyon yöntemleriyle güç sistemlerinin dinamik güvenliğinin iyileştirilmesi

Increasing consumption of electricity, penetration of renewable energy sources into electric power systems, uncertainties caused by the nature of these sources, enforcements of economics and energy markets, bring various and unplanned power flow patterns, which represents different and more stressed conditions than planned operating conditions of power systems. These new power flow patterns and their increasing diversity should be redesigned, to satisfy an acceptable security level for power systems. When a power system is operated under stressed conditions that are close to security limits, the system can be vulnerable from disturbances (contingencies), which can cause loss of synchronism and cascading blackouts. Therefore, online monitoring of dynamic security of the system becomes an important task for detecting an insecure current operating condition and applying proper control actions to regain the ability of the system to withstand contingencies such as faults, or sudden loss of any system component. Electric power is extremely important for economy and daily life. Safe and sustainable operation of power systems requires fast and accurate dynamic security assessment methods. Accurate methods with mathematical background exist for determining angular instability in power systems. Time-domain-simulation is the most straightforward method that directly shows the behavior of the system dynamics in time domain. However, dynamic model of power system involves linear and nonlinear equations that include large number of continuous and discrete state variables. When time domain simulations are applied for the stability analysis, the calculations required for recursively solving nonlinear differential equations of the system model over thousands of time steps, require significant time for the occurrence of one critical contingency. This drawback reduces the practicability of using time domain simulations. Although, direct methods based on energy function assess the stability of the system without solving differential equations, they involve modeling limitations for large-scale power systems, which make them impractical. Probabilistic methods are considered as a suitable method for system planning due to their detailed considerations and computation requirements. Measurable features of power systems can be associated with the stability of the system through machine learning methods. This study suggests using data collected from different buses of the system and processing these measurements by designed fast and accurate artificial neural networks to assess the dynamic security of the current operating point of the system. Several, recent studies suggest using machine learning methods for dynamic security assessment. Nevertheless, it is still a challenging task for large sized power systems. Large sized systems involve large number of critical contingency, which increase the computational complexity. In addition, large set of various system topologies and wide range of loading conditions should be taken into account by the designed security assessment tool. After the detection of insecure current operating point, system operator should apply control actions to move the system to a secure operating point, where the system can withstand contingencies. Objective of security enhancement is preventing the system from undesired situations, and avoiding large blackouts. Generally, security enhancement is categorized into two sub-categories such as preventive control and corrective control. The objective of preventive control is successfully preventing the power system from losing its stability against uncertain disturbances (contingencies). In this thesis, applications of generation rescheduling and load curtailment preventive control actions for enhancing the dynamic security of the power system are studied. Generation rescheduling is a useful preventive control action to restore and enhance the system security by shifting the generation among controllable generators. System operator can monitor the generation and demand of electric power. When an insecure operating point is detected, the system operator can request from available loads to curtail their electric power demand. This load curtailment action can collaborate with generation rescheduling and a proper adjustment of these preventive control actions can change the power flow patterns within the network. Then, power system can move to a secure operating point so that the stability of the system is preserved despite of the occurrence of a critical contingency. If preventive control actions cannot move the system to a secure point for any critical contingency, or the cost of preventive control is considered as high, power system can be armed by corrective control actions, which are ready to be applied in case of occurrence of any contingency. In this thesis, load shedding method is studied as a corrective control action to regain the stability of the system if preventive control action cannot be applied and protect the system against critical contingencies. Although both load shedding and load curtailment methods decrease the electrical power consumption in the related load buses, they are different methods by means of their application schedules, magnitudes and costs. As different from load curtailment method, load shedding is a fast switching operation that applied after the occurrence of contingency, and the amount of load to be shed is relatively larger than curtailment, since the maximum amount of load to be curtailed is based on the amount of available loads in the selected load buses. Dynamic security assessment and enhancement is under the responsibility of system operator. The complexity of the large sized power systems does not let the system operators to determine a proper control action, immediately. In addition, deregulation of power systems, integrates many participants into the market, and control actions designed for security enhancement, are generally contrary to the market-based strategies of participants. In other words, enhancing the system security brings a cost. Although, system operator may find a proper control action to enhance the system security, generally, the operator may not determine a cost effective control action, immediately. To overcome that problem, dynamic security enhancement can be considered as a constrained optimization problem to minimize the costs of required control actions. Due to the size of the real power systems, mentioned optimization problem involves multi-dimensional search space with many continuous and discrete control variables, many local optimum solutions and large number of equality and inequality constraints. In addition, constraints related with dynamic security of the system are highly nonlinear and too complex to be defined mathematically. Therefore, conventional optimization methods may not converge to a satisfactory solution for dynamic security enhancement. This study suggests using evolutionary algorithms to solve mentioned optimization problem. In addition, previously suggested artificial neural networks based dynamic security assessment methodology is integrated into the optimization process for estimating the violations of security based system constraints for candidate solutions. This integration can enable optimization methods to find a proper and cost effective solution for control actions within an acceptable time. Since the mentioned optimization problem involves too many constraints due to the size of the power systems, optimization methods should use constraint-handling methods. This study suggests applying an adaptive penalization technique to infeasible candidate solutions during the optimization. Adaptive penalization reduces the parameter adjustment process of static penalty function, which requires considerable effort and significantly affects the result of optimization. The main objective of this study is to research the applications of heuristic, population based optimization methods and their collaboration with artificial neural networks to develop a fast and powerful methodology to assess and enhance dynamic security of power systems. Different artificial neural networks are designed for dynamic security assessment, which are considered as both regression and classification problems. In regression approach, designed multi-layer perceptron neural networks estimates defined security indexes such as critical clearing time and minimum oscillatory damping value for each operating point. In classification approach, designed probabilistic neural network classify operating points as secure or insecure. Proposed artificial neural networks are designed to capture various topological changes in the system according to N-1 criterion and different loading conditions. For monitoring of a power system where all system parameters continuously change, ability of capturing topological and loading level changes is mandatory. In addition, artificial neural networks with that ability can directly be used during the optimization to enhance the security of insecure initial operating point with any topology and loading condition. Designed artificial neural networks process the data collected from different buses of the system. To increase the accuracy of the artificial neural networks, feature selection process is applied to all measurements. In addition, the feature set is enriched with an additional index that involves relevant information about the stability of the system such as inertia constants of synchronous generators, which cannot be obtained from measurements. The proposed methodology for dynamic security enhancement involves both preventive and corrective control strategies with mixture of various control actions such as generation rescheduling, load curtailment and load shedding. For the designed control strategies, various optimization methods such as genetic algorithms, differential evolution, particle swarm optimization, artificial bee colony, big bang-big crunch and mean variance mapping optimization are used. This study proposes artificial neural networks based dynamic security assessment methodology to estimate the security based constraint violations of candidate solution during the optimization of control actions. This will speed up the optimization, reduce the required time to find a cost-effective control action for enhancing the security of the system to an acceptable security level and increase the online applicability of proposed methodology. During the latter iterations of optimization, search methods tend to converge to an operating point near security boundary. To prevent the misdetection of an insecure operating point, artificial neural networks based dynamic security assessment tools are trained by using the training data that is enriched around the security boundary. Proposed dynamic security assessment and enhancement methods are demonstrated on the 16-generator, 68-bus system, 17-generator, 163-bus Iowa system and on the IEEE 50-generator, 145-bus system. The results of the studies are represented in Sections 4,5 and 6.

Güç elektrik sistemlerinde faz ölçüm birimleri yöntemi ile anomali belirlemesi

In this study using MATLAB SIMULINK simulation environment is used to detect anomalies like inter-area oscillations, ferroresonance etc. utilizing several signal processing techniques for feature extraction. This will provide a virtual experimental setup (test-bed) to simulate various scenarios so that analysis can be carried out to detect any undesirable situation in the power system operation. It has been shown through the simulated scenarios i.e. detection of inter-area oscillations and ferroresonance phenomenon, that PMUs measurement can successfully achieved the desired results. These applications along with other similar one in Wider Area Monitoring System provides the promising future which will ensure better monitoring, control and grid management on the whole. Blackouts can be avoided through the situational awareness provided by the PMUs. Hence, grid can be operated with enhanced reliability. In short, WAMS reliable detection and monitoring of power system oscillations will be one of the most critical applications of the future power networks. So that a valuable information of increasing oscillations and instability be provided to the system operators and detection algorithms. In addition, operator can be alerted to observe and monitor the synchronized phasor measurements to find the root cause of instability by comparing the data and events occurred during the same time instants. Also, corrective actions can be taken to safe guard the further instability

Rijit katener sisteminin modellenerek yolcu üzerindeki elektrik ve manyetik alan etkisinin incelenmesi

Gelişen teknolojiyle beraber raylı sistemlere gösterilen ilgi de artmıştır. Şehirlerin havasını değiştiren geliştiren raylı sistem çözümleri ulaşımı kolaylaştırmış, çevreye dost bir ulaşım şeklini almıştır. Bu tezde raylı sistemlerin elektriklendirilmesinde kullanılan yöntemler tanıtılmış ve bunlardan birisi olan rijit katener sistemi modellenerek, sonlu elemanlar yöntemiyle manyetik ve elektriksel alan analizleri yapılmıştır. Birinci bölümde demiryolu elektrifikasyonun tarihçesi anlatılmıştır. İkinci bölümde elektriklendirmede kullanılan iki temel yaklaşım olan AC ve DC besleme tanıtılmış, bu yaklaşımların ayrım ve benzerliklerinden faydalanarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Örnek olarak kullanımda olan bazı sistemlerin özellikleri verilmiştir. DC ve AC besleme sistemlerinin yapıları hakkında bilgi verilmiştir. Avrupada kullanılan elektrifikasyon sistemleri tablo halinde verilmiştir. Geri kazanımlı frenleme tanıtılmış kısaca yapısı verilmiştir. İkinci bölümün sonlarında havai hatlarda kullanılan kablolardan söz edilmiş bunların görevleri tanıtılmıştır. Üçüncü kısımda elektriğin araca alınmasında kullanılan pantografın tarihçesi anlatılmış ve pantografı oluşturan parçaların isimleri ve görevlerinden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümün sonunda elektrikli otobüslerde elektriğin alınmasını sağlayan tramvay kolundan söz edilmiş yapısı, tarihçesi ve işleyişiyle ilgili bilgi verilmiştir. Dördüncü kısımda, özellikle metro sistemlerinin beslemesinde kullanılan üçüncü ray teknolojisi tanıtılmış; bu sistemin kurulması, bakımı ve işletilmesine ilişkin bilgiler verilmiştir. Beşinci kısımda rijit katener sistemi ve onu oluşturan yapılar tanıtılmış, rijit katener sisteminin diğer besleme sistemlerinden farklılıkları, üstünlükleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Kullanımda olan bir sistemin yapısına ilişkin bilgiler verilmiştir. Altıncı bölümün ilk kısmında örnek olarak kullanımda olan bir sistemin modellenmesine ilişkin kullanılacak bilgiler verilmiş. Öncelikle modellemenin yapılacağı program ve onun özellikleri tanıtılmıştır. Öncelikle profil çevresindeki elektriksel ve manyetik büyüklükler incelenmiştir. Daha sonraysa geniş çerçevede, rijit katener sisteminin kullanıldığı 750V, 1500V, 3000V DC gerilimler için örnek analizler yapılmış ve elektriksel ve manyetik büyüklüklerin değişimi ifade edilmiştir. Daha sonra ise tezin asıl konusunu oluşturan metro istasyonunda tren bekleyen bir yolcunun, tren peronda yokken ve tren geldiği zaman maruz kalabileceği akımlar, simux programında oluşturulan Kadıköy-Kartal hattında iki dakika işletme aralığında çalışan bir trene ilişkin, trenin hat boyunca çektiği maksimum akımlar ve bu akımların bir dakikalık ortalamalar için rms değerleri belirlenmiş ve bu değerler kullanılarak elektrostatik ve manyetik analizler yapılmış. Yolcunun vücudunun maruz kalacağı elektrik alan şiddeti, manyetik alan şiddeti, manyetik akı yoğunluğu değerleri belirlenmiştir. Son bölüm olan yedinci kısımda ise statik alanlar için belirlenmiş referans değerlere göre, benzetim sonucunda ortaya çıkan değerlerin etkisi değerlendirilmiş ve insan sağlığına etkisi tartışılmıştır.

Dağıtık üretim tesislerinin şebeke entegrasyon etkileri ve şebeke uyumluluğunun güç sistem analizleriyle uygulamalı değerlendirilmesi

Geleceğin enerji yapısının günümüzdekinden çok farklı bir noktada olacağı açıktır. Elektrik enerjisine olan ihtiyacın artması ve büyük bir bağımlılığa dönüşmesiyle geçmişten günümüze kadar sürekli olarak farklı kaynak arayışlarına gidilmiştir. Teknolojinin günün ihtiyaçlarına göre hızla şekillenmesi sayesinde elektrik enerjisine olan ihtiyacımız farklı yapı ve formdaki enerji kaynaklarından temin edilebilmektedir. Dünyadaki ve Türkiye'deki güç sistemi yapısı değerlendirildiğinde, enerji talebinin artması neticesinde, doğrudan iletim sistemine bağlanan santrallerin yanı sıra dağıtım sistemine bağlanan üretim santrallerinin sayısı da hızla artmaktadır. Küçük ve orta ölçekli üretim santrallerinin teknik ve ekonomik açıdan kurulabiliyor ve işletilebiliyor olması, mevcut coğrafya üzerinde dağınık bir şekilde yer alan fosil yakıt bazlı ve yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretiminde kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Dağıtım sistemine bağlanan özellikle hidrolik ve rüzgar enerjisine dayalı dağıtık üretim tesislerinin sayısı, geniş coğrafyamız ve yüksek kaynağımız sayesinde hızla artmaktadır. Çevresel ve ekonomik açıdan gerek üreticiye gerekse tüketiciye fayda sağlayan dağıtık üretim tesislerinin mevcut güç şebekesine entegre olması sonucunda güvenirlilik ve sürdürülebilirlik kavramları dikkat çekmiştir. Dağıtık üretim santrallerinin entegrasyonlarının getireceği olası problemler ve işletme zorlukları sistem dizaynı aşamasında incelenmeli, gerekli düzenlemeler yapılmalı ve yeni yapının güvenilebilir olarak işletilmesine yönelik planlar oluşturulmalıdır. Türkiye 2023 enerji stratejisine göre, 2023 yılına kadar rüzgar santralleri için hedeflenen kurulu güç artış yüzdesi, diğer enerji kaynaklarıyla kıyaslandığında çok yüksektir. Bu çerçevede, teknoloji ve sisteme entegrasyon açısından yeni olan "dağıtım sistemine bağlanan RES yapılarının" gelecekteki güç sistemine olan etkileri önem arz etmektedir. Şebeke güvenilirliği ve sürdürülebilirliği açısından etkisi büyük olacak ilgili santrallerin detaylı ve doğru analiz edilmesi gerekmektedir. Dağıtık üretim entegrasyonlarında gerilim regülasyonu, gerilim flikeri, harmonik bozunum, adalaşma riski, işletme topraklama yapısının değişimi, kısa devre akımı seviyesinin artması, aşırı akım koruma koordinasyonu, reaktif güç kapasite sınırları, arıza esnasındaki/sonrasındaki davranışları, şebeke gerilim/frekans değişimlerine verdikleri tepkiler ve güvenirlilik çok iyi değerlendirilmelidir. Bu etkiler sadece DÜ ünitesinin yapısına, kapasitesine bağlı olarak değil, bağlantı noktasına, generatörlerin dinamik karakteristiği, dağıtım sistemi değişkenleri/karakteristiği ve dağıtım şebekesine bağlı bulunan tüketiciler açısından da değerlendirilerek sistem bütününde incelenmelidir. Günümüz koşullarında dağıtık üretim santrallerinde kullanılan konvertör yapılarının uygun seçimi, filtre kullanımı ile enerji kalitesi başlığındaki problemler çözülebiliyor ve ölçüme dayalı olarak incelenebiliyor. Ekipman boyutlandırılması için gerekli olan yük akışı ve kısa devre analizleri kolayca gerçekleştirebiliyor ve bu konu başlığındaki temel etkiler analiz edilebiliyor. Ancak dağıtık üretim tesislerinin gerilim regülasyonuna etkileri, RES'lerin reaktif güç kapasiteleri ve dinamik davranışları gibi bir çok etkenin var olduğu ve tüm değişkenlerin bir arada değerlendirilmesi gerektiğinden, ileri seviyedeki bu analizlerin gerçekleştirilmesi ve sonuçların incelenerek düzeltici aksiyonların alınması konusu daha önemli bir hal almıştır. Yapılan bu çalışmada dağıtık üretim tesislerinin şebeke entegrasyon etkileri değerlendirilerek entegrasyon sonucu oluşabilecek olası problemlere değinilmiştir. Enerji kalitesi ve sürdürülebilirliği sağlamak için olası problemlerinin önüne geçilmesine ışık tutan ilgili standartlar, yönetmelikler ve teknik kriterler ışığında gerçekleştirilmesi gereken analizlerden bahsedilmiştir. Farklı yapıdaki tesisler için ileri seviyedeki güç sistem analizleri özelinde çalışmalar gerçekleştirilmiş, şebeke uyumluluğu yorumlanmış, elde edilen sonuçlar irdelenerek gerekli öneriler ifade edilmiştir. Dağıtık üretim santrallerinden yüksek verim alınması ve olası bozucu etkilerinin giderilmesi için, dağıtım şebekesinin gelişimi, mevcut ve gelecekteki yapısının uygunluğu, koruma ve işletim planlamasının dağıtık üretim birimleriyle bir bütün olarak değerlendirilmesi ve planlanması gerekmektedir. Değişen güç sistemi yapısı parelelinde ilgili yönetmelikler ve teknik gereksinimler de değişmekte ve gelişmektedir. Bu nedenle ilgili yönetmeliklerdeki değişiklikler ve ek talepler sürekli olarak izlenmelidir. Olası entegrasyon problemlerinin önüne geçilebilmesi için ön inceleme ve analizlerin yapılması önemlidir ancak ilgili analizlerin nasıl yapılacağı, hangi noktalara dikkat edileceği ile ilgili belirsizlikler mevcuttur. Belirli metodolojiler oluşturularak standart yaklaşımlarla bozucu etkileri aza indirmek mümkün olabilecektir. Güç sisteminin yalnızca bir parçasının değil, her zaman bütünsel bir yaklaşım ile ilgili dağıtım bölgesi özelinde; sistem yapısı, bölgedeki üretim tüketim dengesi, gerilim düşümü/yükselmesi, reaktif güç kapasiteleri/kontrolü, koruma koordinasyon sisteminin uygunluğu konularının değerlendirildiği ve gerekli düzeltici önlemlerin alındığı taktirde olası problemler en aza indirgenmiş, kaliteli, güvenli ve çevreye duyarlı geleceğin yeni enerji yapısı ortaya çıkmış olacaktır.

Dağıtık üretim kaynağı içeren elektrik dağıtım sistemlerinde görünmeyen hataların koruma koordinasyonu üzerindeki etkileri

Elektrik enerjisinin kullanılmaya başlandığı ilk yıllarında, elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımı doğru akımla (DA) aynı gerilim seviyesiyle ve üretim tesislerine yakın noktalardaki tüketiciler sağlanmaktaydı. Transformatör, asenkron makina ve çok fazlı devrelerin gelişimine bağlı olarak elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtım alternatif akıma (AA) doğru evrilmiştir. Elektrik güç sistemlerinde AA'nın kullanılmasıyla, elektrik enerjisi üretimi artmış ve düşük maliyetlerle daha uzun mesafelere iletme imkanı doğmuştur. Talep ve üretimin dengelenmesi büyük miktardaki değişken yüklerin devreye alınıp çıkarılması ile gerçekleştirilmekteydi. Kaynak güvenilirliği arızalı enerji santralinin, diğer santraller tarafından karşılanması ile sağlanmaktaydı. Geleneksel elektrik dağıtım sistemleri radyal yapıda çalışacak şekilde dizayn edilmiştir. Bunun sonucunda koruma sistemlerinin tasarımı, tüm sistemin tek bir noktadaki kaynak tarafından beslendiği dikkate alınarak gerçekleştirilir. Elektrik enerjisine olan talebin giderek artması elektrik güç sistemlerinde enterkonnekte şebeke gibi önemli değişiklikleri beraberinde getirmiştir. Enterkonnekte şebekelerde elektrik enerjisi arz güvenilirliği artarken, yapısından ötürü koruma koordinasyonu radyal şebekelere oranla daha karmaşık bir hal almaktadır. Güç akışının birden fazla noktadan gerçekleşmesi, koruma sisteminde yönlü koruma fonksiyonuna sahip rölelerin kullanılmasını gerektirmektedir. Ülkemizde genel olarak elektrik enerjisinin iletim hatlarında gerilim seviyesi 154 kV ve 380 kV olarak gerçekleştirilmektedir. Dağıtım transformatör merkezlerinde bu gerilim değerleri alçaltılarak tüketicilerin hizmetine sunulmaktadır. Günümüzde elektrik enerjisi üretiminde kullanılan fosil yakıtların rezerv kapasitelerinin azalması ve çevreye olan etkileri elektrik dağıtım sistemlerinde dağıtık üretim kaynaklarının (DÜK) kullanılmasına yaygınlaştırmaktadır. Dağıtık üretim tesisleri tüketim noktalarına yakın elektrik güç sistemlerine alçak ve orta gerilim seviyesinde bağlanmaktadır. Elektrik dağıtım sistemlerine DÜK'lerin bağlanması; genel olarak gerilim profiline, hat kayıplarına, enerjinin sürekliliğine olumlu etkileri söz konusuyken, DÜK'ler sisteme entegre olan yeni kaynaklar olduğundan güç akışı tek yönlü olmaktan çıkmaktadır. Elektrik güç sisteminde kısa devre arızası meydana geldiğinde arıza noktası hem şebeke hem de DÜK'ler tarafında besleneceğinden ve DÜK'leri toplam arıza empedansına azaltıcı bir etkisi olduğundan, radyal işletme durumundaki kısa devre akımlarına oranla artacaktır. Bu sebeple koruma koordinasyonu yeniden gözden geçirilmesi gerekmektedir. Ortaya çıkan hatalar ve arızaların hem şebeke elemanlarına etkilerinin en aza indirilmesi hem de insan hayatına ilişkin tehlikeyi sınırlamak için koruma sistemleri kullanılmaktadır. Dağıtım sisteminin kalıcı olarak hasar görmemesi için sistemdeki bütün ekipmanların iyi tasarlanmış bir koruma sistemini altında işletilmelidir. Genel itibariyle koruma sistemi röle, kesici, akım ve gerilim transformatörlerinden meydana gelmektedir. Koruma sisteminin karar mekanizması olan koruma röleleri, meydana gelen arızayı en kısa sürede algılayıp kesicisine açma komutunu göndererek arızalı bölgeyi sistemin sağlıklı çalışan kısmından izole ederek ve bu arızanın olumsuz etkilerine karşı hem dağıtım sistemini hem de bu dağıtım sisteminden elektrik enerjisi ihtiyacını karşılayan tüketicileri arızaların olumsuz etkilerine karşı korumuş olur. Röle koruma ve koordinasyonu çalışmaları temel olarak koruma rölelerinin seçimi ve ayarlarını içeren çalışmalar bütünü olarak tanımlanabilir. Röle ayarları belirlenirken yük noktasındaki rölelerden kaynak tarafına doğru birbirini takip eden röleler arasında akım-zaman eğrileri arasında zaman gecikmeleri ve akım ayar sahaları sağlanarak sürdürülür. Koruma rölelerinin akım-zaman eğrileri seçici koruma şartlarını, ana ve yedek koruma gereksinimlerini yerine getirmelidir. Böylelikle arıza durumlarında minimum yük kaybı ile koruma gerçekleştirilir. Arıza durumunda birbirini takip eden rölelerden aynı büyüklükte arıza akımı geçse bile, arıza noktasına yakın olan röle koruma fonksiyonu, üstteki röleye kıyasla daha hızlı şekilde gerçekleştirmelidir. Koruma bölgeleri oluşturulurken, transformatör, havai hat, kablo, elektrik makinalarının sürekli aşırı yüklenme, arıza dayanım kapasiteleri ve ısıl dayanımları göz önüne alınmalıdır. Elektrik güç sistemlerinin güvenli ve emniyetli biçimde işletilmesinde koruma sistemleri önemli rol oynamaktadır. Güç sistemleri artan enerji talebi karşılamak için genişlemesi, DÜK'lerin bağlanmasıyla karmaşık bir hal almıştır. Bu sebeple koruma sistemlerinin hatalı çalışma ihtimalleri de artmıştır. Koruma sistemleri hatalı çalışma arıza durumları karşısında çalışmama ve istenmeyen açma olarak ikiye ayrılır. Koruma ekipmanlarında meydana gelmesi muhtemel görünmeyen hatalar, güç sisteminde art arda gerçekleşen açmalar sonucunda sistem çökmesine neden olabilmektedir. Görünmeyen hata, elektrik güç sistemlerinde koruma rölesi ya da röle sisteminin başka bir anahtarlama olayının sonucunda yanlış ya da hatalı çalışmasıyla bir devre elemanını, koruma ekipmanındaki arıza sonucunda sistemden izole etmesi olarak tanımlanmaktadır. Görünmeyen hatalar sistemin normal işletme koşullarında etkilerini göstermezken aşırı yüklenme, ters güç akışı ve röleye yakın noktada gerçekleşen arızalarda ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında Boğaziçi Elektrik Dağıtım A.Ş. (BEDAŞ) Beyazıt İşletme Müdürlüğü'ne ait TM 2107 dağıtım fideri DigSilent Power Factory güç sistemleri analiz programı ile modellenmiştir. Modellenen dağıtım fiderinde radyal işletme, paralel hat ve transformatörlerin devrede olduğu ve DÜK'lerin bağlı olduğu koşullar için ayrı ayrı yük akışı ve IEC 60909/2001'e göre kısa devre analizleri gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen bu analizler doğrultusunda örnek sistemde kullanılan koruma rölelerinin koruma fonksiyonları, ayar değerleri belirlenerek röle koruma koordinasyonu sağlanmıştır. Röle ayar değerleri belirlenirken örnek sistem seçici koruma sağlanacak şekilde, ana koruma rölesi ile yedek koruma rölesi arasında koordinasyon zaman aralığı 0,30 saniye olacak şekilde ANSI/IEEE normal ters zamanlı aşırı akım karakteristiği kullanılmıştır. Değişen şebeke topolojisinin koruma koordinasyonuna etkileri belirtilmiştir. Koruma sistemlerinde meydana gelen görünmeyen hatalardan kaynaklanan hatalı açmaların röle koruma koordinasyonunu etkileri ve hatalı açma ya da korumanın yedek koruma rölesi ile sağlandığı durumlar için örnek sistemdeki yük kayıpları incelenmiştir. Bu çalışma kapsamında görünmeyen hatalardan kaynaklanan yük kayıplarının etkilerini inceleyebilmek için yeni indisler tanımlanmıştır. Bu indislerde koruma ekipmanın normal olarak çalışma durumundaki yük kaybı ile görünmeyen hatalardan kaynaklanan yük kaybındaki artışın dağıtım sistemine etkileri irdelenmiştir.

Güç elektroniği ve motor sürücü devrelerinde verim artırma yöntemleri

Bu tez kapsamında öncelikle temel güç elektroniği elemanları, devreleri ve bunların sürüşü için gerekli devreler incelenmektedir. Sonrasında bir adet yeni yarı iletken teknolojili elemanın güç elektroniği devrelerindeki kayıplara etkisi gösterilmekte ve verimi artırdığı bilinen paralel anahtarlama yöntemine yeni bir bakış getirilmektedir. Yeni yarı iletken teknolojisi olarak günümüzde yavaş yavaş seri üretimine başlanan Galyum Nitrit tabanlı anahtarlama elemanları kullanılmıştır. Bir motor kontrol devresinde Silikon ve GaN elemanlar kullanılarak karşılaştırılmıştır. Yük olarak bir fan yükü kullanılmıştır. Ortam şartları eşitlenerek şebekeden çekilen güç ölçümü yapılmış ve ölçümler alınmıştır. Sonuç olarak GaN tabanlı anahtarların verim avantajı açıkça görülmüştür. Paralel anahtarlama için ise anahtarlama işaretlerinin değiştirilmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. Yapı gereği verimin artması için yavaş anahtar elemanın sonra açılıp önce kapanması gerekmektedir. Dolayısıyla anahtarlama işaretinde bir takım manipülasyonların yapılması gerekmektedir. Konu hakkında detaylı bir literatür taraması yapılmıştır. Literatür taraması sonucu, açma ve kapama işaretini aynı anda değiştiren devrelerin ya oldukça pahalı olduğu ya da fazladan mikorişlemci çıkışı gerektirdiği görülmüştür. Bu sorunun çözümü için, basit yapılı bir devre tasarımı yapılmıştır. Temel olarak RC devresinin zaman sabiti hesabıyla çalışan bir tasarım yapılarak simülasyon ve uygulaması yapılarak sonuçları verilmiştir. Devre ile ilgili hesaplamalar yapılmış ve ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

Devridaim sistemleri için küçük güçlü fırçasız doğru akım motoru tasarımı, üretimi ve kontrolü

Son yıllarda gerek Avrupa Birliği'nde, gerekse ülkemizde enerji verimliliği son derece önem kazanmıştır. Enerji verimliliğinin önem kazanmasıyla enerji tüketen tüm ev aletleri veya endüstriyel ürünlerde araştırma, geliştirme ve tasarım çalışmaları artmıştır. Enerji verimli ürünler gerek Avrupa'da, gerekse ülkemizde desteklenmekte ve yasal zorunluluklarla son kullanıcıların bu ürünlere yönlendirilmesi sağlanmaktadır. Bu sayede pazarda belli bir yer edinmek isteyen firmalar ürünlerini geliştirme veya iyileştirme, dolayısıyla teknolojilerini ilerletme fırsatı bulmuşlardır. Devirdaim sistemlerinde ülkemizde ve Avrupa'da kabul edilen enerji verim endeksi hesaplaması detaylı şekilde incelenmiştir. Enerji verim endeksi hesaplamasının yapılabilmesi için dört farklı basma yüksekliği ve debi değerinin belirlenmesi gerektiği ortaya konulmuştur. Bu dört farklı çalışma noktasındaki pompanın referans güç değerinin hesaplanması açıklanmıştır. Aynı zamanda yasal zorunlukların tarihçesi ortaya konulmuş ve gelecekte doğacak olan zorunluluklar açıklanmıştır. Bu çalışma kapsamında enerji verimliliğinin önemi devridaim sistemleri üzerinde incelenmiştir. Devridaim sistemlerinde bulunan pompa sistemi ile ilgili literatür çalışması yapılmış ve pompalar hakkında detaylı bilgiler edinilmiştir. Devridaim sistemleri için basma yüksekliği ve debi gibi terimler açıklanmıştır. Buna ilaveten elektrik motorları genel olarak incelenmiştir. Devridaim sistemlerinde kullanılan elektrik motorlarının daha verimli hale getirmek için fırçasız doğru akım motoru kullanımı incelenmiş ve bu tipte bir motorun tasarlanmasına karar verilmiştir. FDAM motorlarının yapıları detaylı şekilde incelenmiştir. FDAM motorlarının avantajları ve dezavantajları karşılaştırılarak ortaya konulmuştur. Daha önce belirlenen pompa karakteristiğine uygun olacak şekilde motor plaka değerleri belirlenmiş ve buna yönelik olarak FDAM tasarımı yapılmıştır. Sistemin tasarımı için pompa CFD yazılımı ile analiz edilmiş ve pompanın farklı devirlerde pompa verimi, basma yüksekliği, debi vb. parametreleri ortaya konulmuştur. Bu parametrelerden en yüksek basma yüksekliği ve debi değeri ve enerji verim endeksinin hesaplanması için diğer çalışma noktalarının değerleri belirlenmiştir. Dolayısıyla sistemin en verimli çalışma noktaları pompa için ortaya konulmuştur. Mevcut sistem EEI değeri ile tasarlanan sistemin EEI değeri karşılaştırılmış ve sistemin iyileştirilmesi ortaya konulmuştur. FDAM motor tasarımı son derece güvenilir SPEED programı ile yapılmıştır. SPEED Türkiye yetkili firmasından yazılımın bir aylık deneme sürümü temin edilmiştir. Programa girdi oluşturan sac malzeme ve mıknatıs özellikleri programda tanımlanmıştır ve farklı malzemelerle oluşan değişiklikler değerlendirilmiştir. Malzeme seçimlerinde motorun sınır değerlerine ve piyasada ulaşılabirlilik özelliklerine önem gösterilmiştir Tasarım aşamasında, pompadan CFD analizi ile elde edilen ve EEI değerini etkileyen dört farklı çalışma noktası için motorun olması gereken mil gücüne göre, devir sayısı ve moment değeri dikkate alınmış ve FDAM parametreleri ortaya konulmuştur. Tasarım programında daha sonra değişik parametreler ele alınarak ve değişkenlik uygulanarak performans etkileri çok hızlı bir şekilde analiz edilmiştir ve tasarım programının el verdiği şekilde sonlu elemanlar analizi de gerçekleştirilerek akı yoğunlukları, vuruntu momenti gibi özellikle mıknatıslı motorlarda çok önemli olan özellikler önceden tahmin edilmiş olup iyileştirme çalışmaları yapılmıştır. Farklı oluk ve kutup sayılarında üç farklı tasarım yapılmıştır. Bu tasarımlar karşılaştırma yapılarak en uygun tasarım üretilmek üzere seçilmiştir. FDAM tasarımında üç farklı kutup-oluk sayılarına göre tasarımlar gerçekleştirilmiş ve detaylı kıyaslama yapılarak 4 kutuplu 12 oluklu motorun üretiminin yapılmasına karar verilmiştir. Vuruntu momentinin diğer tasarımlara göre daha az olması ve veriminin de bir miktar fazla olması nedenleriyle 4 kutuplu 12 oluklu tasarım seçilmiştir. Üretici firma araştırılmış ve belirlenen üreticiye tasarım bilgileri iletilmiştir. Motor üreticisi firma, gövde maliyetinin daha uygun olması açısından motor dış çapı ile ilgili bir geri dönüş yapıp tasarımda değişiklik yapılmasını talep etmiştir. Bu talep sonucunda tasarlanmış olan FDAM tasarımının stator dış çapı değiştirilmiş ve motor tekrar pompaya uygun hale getirilmiştir. Bu geri dönüş ile stator çapı düşürülmüş, paket boyu arttırılmış ve tasarım iyileştirilmesi yapılarak vuruntu momenti düşürülmüştür. Tasarlanan FDAM, modern üretim teknikleri kullanılarak üretimi sağlanmıştır. Manyetik geçirgenliği yüksek olan çelik malzeme yüksek hızda, özellikle motor prototip üretimi yapan firmalarda bulunan lazer kesim makinasıyla kesilmiş, bu sayede malzemeye ısıl işlemden dolayı zarar gelmesi engellenmiştir. Bunun yanında nadir toprak elementi olan mıknatıs malzemesi istediğimiz ebatlarda ve kalitede yurt dışında mıknatıslandırıldıktan sonra motor üretimini gerçekleştiren firmaya gönderilmiştir. Mıknatıslar özel bir yapıştırıcı malzeme ile rotor yüzeyine yapıştırılmıştır. Stator ve rotor paketi de lazer kaynak yöntemiyle bir araya getirilmiştir. Bu çalışmada aynı zamanda tasarımcıların üretimcilerle birlikte çalışıp sınır değerleri belirlemesi gerektiği ortaya konulmuştur. Tasarlanan motoru kontrol edebilmek amacı ile sürücü tipleri araştırılmıştır. Genel olarak kullanılan asnekron motorların aksine, fırçasız doğru akım motorlarının su içinde çalıştırılması Hall etkisi algılayıcısının yerleşiminin zorluğu, motoru ıslak ortamdan yalıtmanın asenkron motorlara nazaran çok daha zor olması, buna yönelik uygulanabilecek çözümlerin maliyetlerinin çok yüksek olması sebeplerinden dolayı algılayıcısız kontrol yöntemi tercih edilmiş ve buna yönelik olarak bir sürücü temin edilmiştir. Belirlenen sürücü tipinin çıkış değerlerine ve benzetim ortamında elde edilen pompanın hız ve moment değerlerine göre bilgisayar ortamında SPEED yazılımı kullanılarak fırçasız doğru akım motoru tasarımı gerçekleştirilmiştir. Başlangıç kısmında belirtilen verim endeksi standart değerlere sahip bir asenkron motor ve tasarlanan sistem için ayrı ayrı hesaplanmış ve tasarlanan yeni sistemin verim indeksinin iyileştirildiği ortaya konulmuştur. Üretilen motorun üretiminden sonra performansını değerlendirmek için deneysel çalışma gerçekleştirilmiş ve gerçek performans ile tasarım çıktıları arasındaki farklar ölçülmüştür. Uygulamalı çalışmalar motor üreticisinin tesislerinde ve İTÜ Elektrik Makinaları Laboratuarı'nda gerçekleştirilmiştir. Üretici firma laboratuarında vuruntu momenti, zıt emk büyüklükleri ölçülmüştür. Tasarım programında sonlu elemanlar analizi yapılan vuruntu momenti ile ölçülen arasında fark olduğu görülmüştür. Ancak Zıt-EMK büyüklükleri tasarım programında benzer olduğu tespit edilmiştir. İTÜ Elektrik Makinaları Laboratuarı'nda deney düzeneği oluşturulmuştur. Bunun için üretilen motor, yükleme yapılabilmesi için laboratuarda bulunan bir motora akuple edilmiş ve tedarik edilen sürücü ile bağlantısı yapılmıştır. Motor sürücüsünün besleme gerilimi için DA kaynağı ototrafo üzerinden bir doğrultucu devre tarafından sağlanmıştır. Sistemin fonksiyonel çalışmaları adım adım kontrol edilmiştir. İlk önce DA kaynağından gerekli gerilim ölçülmüş ve ayarlanmış. Motor sürücü parametreleri, sürücü ile yazılımı arasındaki iletişim sağlanıp kaydedilmiş ve son olarak sisteme enerji boşta çalışmak üzere verilmiştir. Sistemin boşta çalıştığı gözlemlenmiştir. Çalışmalar için İTÜ Bilimsel Araştırma Projeler Biriminden proje desteği kullanılmıştır. Bu destek ile motor üretimi gerçekleştirilmiş ve sürücü tedarik edilmiştir. Bu çalışma ile Avrupa Birliğinin ve Türkiye'nin yasal zorunluluklarla belirlediği enerji verim endeksine uygun, yüksek verimli devridaim sistemi, mıknatıslı motor kullanılarak yeniden tasarlanmıştır. Karakteristiği bilgisayar ortamında elde edilen pompaya uygun bir fırçasız doğru akım motoru kullanılarak sistem tasarlanmıştır. Böylelikle enerji verimliliği açısından ülke ekonomisine ve enerji kaynaklarının verimli kullanılmasına katkıda bulunabilecek bir sistem gerçeklenmiştir.

Darbe genişlik modülasyonlu alternatif akım kıyıcı devrelerinde DA ve AA sönümleyicili tasarımların uygulamalı karşılaştırılması

Endüstriyel güç uygulamaları ve kontrol yöntemleri farklı karakteristik özelliklere sahip gerilimlere ihtiyaç duymaktadır. Endüstriyel uygulamalara örnek olarak motor hız/moment kontrolü, aydınlatma, ısıtma ve gerilim düzenleyicileri gösterilebilir. Bu ihtiyaçları karşılamak için geliştirilmiş birçok farklı gerilim ve güç dönüştürücüsü bulunmaktadır. AA-AA doğrudan dönüştürücüleri içerisinde frekans kontrolü yapmayan dönüştürücüler AA kıyıcı veya AA gerilim düzenleyicisi olarak adlandırılmaktadır. AA kıyıcıların iki temel çeşidi bulunmaktadır. Bunlar faz kontrollü tristör tabanlı kıyıcılar ve DGM AA kıyıcılardır. Tristör tabanlı kıyıcılar basitlik ve yüksek güç kapasitesine sahiptirler. Fakat tristörlerin ateşleme açıları büyüdükçe, güç faktörü düşmekte ve çıkış akımı harmonik seviyeleri kritik bir şekilde yükselmektedir. Bu harmoniklerin filtrelenmesi için büyük filtreler gerektirmektedir. DGM AA kıyıcı tristör tabanlı kıyıcıların eksikliklerini aşmaktadır. DGM AA kıyıcılar giriş ve çıkış akımı sinüs biçimli, daha yüksek güç faktörü, daha hızlı dinamik yapı, düşük harmonik seviyeleri ve daha küçük filtre elemanlarına ihtiyaç duyması gibi özellikleri ile tristör tabanlı kıyıcılardan üstündür. Bu çalışma AA-AA gerilim dönüştürmesini doğrudan yapan, frekans değiştirmeksizin çıkış geriliminin etkin değerini kontrol eden, yüksek frekans anahtarlamalı ve DGM kontrollü alternatif akım kıyıcıların çalışma prensiplerini, teknik özelliklerini, farklı devre ve kontrol yöntemlerini, benzetim yöntemleri ile incelenmesini, tasarımının yapılması ve gerçeklenmesini içermektedir. Çalışmanın hedefi DGM AA kıyıcıların tasarımı, gerçeklenmesi ve DA/AA sönümleyicili devre yapılarının karşılaştırmalı sonuçlarının sunulmasıdır. Öncelikle DGM alternatif akım kıyıcıların çalışma prensipleri, teknik özellikleri, matematiksel ifadeleri, devre yapıları ve kontrol yöntemleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. DGM AA kıyıcıların çalışma prensipleri tek fazlı ve üç fazlı devre yapıları olmak üzere iki ana başlık içerisinde incelenmiştir. DGM AA kıyıcılar temel iki farklı kontrol yöntemine göre AA sönümleyicili ve DA sönümleyici DGM AA kıyıcılar olarak alt başlıklara ayrılmıştır. Çalışma prensipleri içerisinde devre yapıları, çalışma durumları, kontrol işaretleri, çıkış gerilim ve akım grafikleri karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. DGM AA kıyıcıların farklı kontrol yöntemleri ve devre yapıları da açıklanarak, DGM AA kıyıcıların teknik kapasitesi ve farklı uygulama alanlarına ışık tutulmuştur. Çalışmaların ilerleyen safhalarında tasarım aşamasına geçilirken MATLAB/Simulink vasıtasıyla tek/üç fazlı devre yapılı DA ve AA sönümleyicili DGM AA kıyıcıların benzetimleri elde edilmiş ve analiz edilmiştir. Kontrol işaretleri açıklanarak, farklı yükler ve anahtarlama frekansları altında çıkış gerilim ve akım değerleri incelenmiştir. Tasarım aşamasında, DGM AA kıyıcıların tasarımları donanım ve yazılım açısından irdelenmiş ve izlenen adımlar açıklanmıştır. Elde edilen tüm bilgiler ve tasarım aşamalarından sonra üç fazlı DGM AA kıyıcı devresi gerçeklenmiş ve uygulamalı laboratuvar çalışması gerçekleştirilmiştir. Yapılan tasarım ile tek/üç fazlı devre yapıları, DA ve AA sönümleyicili devre yapıları, anahtarlama işaretleri, farklı yükler ve anahtarlama frekansları ile testler gerçekleştirilmiş, incelenmiş ve karışılaştırmalı sonuçları sunulmuştur.

Akıllı şebekelerde depolama sistemlerine sahip rüzgar enerji santrallerinde üretim tahmini ve sisteme katılım miktarının belirlenmesi

Çalışmada, 10 adet 900 kW rüzgar türbinlerine sahip 9 MW kurulu gücü olan rüzgar santralinin üreteceği enerjinin tahmini yapılmıştır. Üretileceği tahmin edilen enerjiden şebekeye dahil olamayan enerji miktarı elde edilmiştir. Bu miktar ise kullanılması gereken ve yenilenebilir enerji ile uyumlu çalışan, markette ulaşılabilen enerji depolama sistemlerini belirlemek amacıyla kullanılmıştır. Depolama sistemleri rüzgar santrali ile uyumlu çalışacak çeşitlerinin belirlenmesi, boyutunun ve maliyetinin yıllık bazda ne olacağının hesaplanması ile bulunmuştur. Bu amaç doğrultusunda rüzgar enerjisi tahmini yapmak için adaptif ağ tabanlı bulanık çıkarım sistemi kullanılmıştır. MATLAB programı içerisinde bulunan ve anfisedit komutu ile kullanılan bu modelin girdileri ve çıktıları belirlenmiştir. Rüzgar santralinden üretilecek enerjinin hesaplanabilmesi için rüzgar hızı, hava yoğunluğu, türbin kanatlarının süpürdüğü alan ve bölgeye göre değişen kapasite faktörü göz önünde bulundurulmuştur. Rüzgar hızı Urla'da 2008 ile 2011 yılları arasında on dakikada bir alınan kayıtlar aracılığı ile sağlanmıştır. Rüzgar hızı modellemenin ilk girdisidir. Diğer bir girdi olan hava yoğunluğu ise yine aynı tarihler arasında Çeşme, Seferihisar ve İzmir bölgeerine ait Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden alınan hava sıcaklığı ve nem değerleri ile bulunmuştur. Modelin çıktısı ise elimizde bulunan veriler ile teorik olarak hesaplanan rüzgar gücüdür. Bu değerler modellemede test ve eğitim için kullanılmıştır. Hat kapasiteleri, gerilim limitleri gibi şebeke fiziksel kısıtlamaları sebebi ile üretilen rüzgar enerjisinin tamamı sisteme verilememektedir. Bu nedenle sisteme katılabilecek enerji miktarı Power System Analysis Toolbox ile hesaplanmıştır. Şebekenin teknik limitleri Power System Analysis Toolbox'ta gömülü bulunan IEEE 14 baralı sisteme entegre edilmiştir. Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim Şirketi'nin belirlediği elektrik tarifeleri ve Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi'nden elde edilen birim enerji üretim maliyetleri de sistemde göz önünde bulundurulmuştur. Rüzgar enerjisi kullanıldığında üretilen birim enerji maliyeti düşmektedir. Karşılaştırma yaparken birim enerji maliyeti de modele dahil edilmiştir. Şebekeye dahil edilemeyen enerji başlı başına bir maliyettir ve bu yöntemle bu maliyet belirlenmiştir. Dahil edilemeyen enerjinin depolanması bu maliyet, düşürmekle beraber depolama sisteminin maliyeti de düşünülmedir. Bu nedenle çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarında kullanılan depolama sistemleri belirlenmiştir. Paranın bugünkü değeri, gelecek değeri ve yıl bazında hesaplanmış değerleri finansal analizle hesaplanarak enerji depolama sistemlerinin yıllık kurulum ve kullanım maliyetleri hesaplanmıştır. Hesaplamalarda ilk yatırım, işletme, bakım maliyeti ve yenileme maliyetleri de eklenmiştir. Enerji depolama sistemlerinin kurulumdan kaynaklanan hat kayıplarında azalma ve sisteme verilemeyen rüzgar enerjisinin depolanmasıyla birlikte ortaya çıkan yıllık kazanç, enerji depolama sisteminin kurulumunun yıllık maliyeti ile karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda 9 MW sistem de maliyeti yüksek olduğu için depolama sisteminin uygun olmadığı görülmüştür. Ancak rüzgar türbinin gücü arttıkça depolama maliyeti azaldığı için sistem uygun olduğu tespit edilmiştir

Elektrikli araç şarj yüklerinin raslantısal benzetimi ve alçak gerilim dağıtım şebekesine etkisi

Yollarda seyreden araç sayısının her geçen gün biraz daha artması, karayolu taşımacılığının toplam enerji tüketiminindeki payını artırmaktadır. Verimi düşük içten yanmalı fosil yakıtlı araçların egemen olduğu otomotiv endüstrisi; azalan dünya kaynakları, çevresel kaygılar ve ekonomik nedenlerden ötürü kabuk değiştirme eğilimine girmiştir. Otomotiv endüstrisinin geleceğiyle ilgili yayınlanan raporlara göre elektrikli araçların (EA) karayolu taşımacılığında öncü teknoloji olması beklenmektedir. Bazı ülkelerde EA'ların piyasaya nüfuz oranı ciddi sayılara ulaşmış hatta şarj istasyonu ağını büyük ölçüde tamamlayan ülkeler bile olmuştur. Türkiye de 2009 yılında Kyoto protokolünü imzalamış ve CO2 emisyonunu düşürmek için bir takım eylem planları ve teşvikleri hayata geçirmiştir. Ancak ülkemizde satışı yapılan yaklaşık 450-500 adet EA ve devreye alınan 800 adet civarındaki şarj istasyonu sayısı, yapılan bu teşviklerin çok da yeterli olmadığını göstermiştir. EA'ların yaygınlaşması sadece devlet politikalarına bağlı olmamakla beraber şarj istasyonu ağının genişlemesine, batarya teknolojilerinin gelişimine de bağlıdır. Şarj istasyonu standartlarının ve priz tiplerinin bölgeler arasında farklılık göstermesi araç üreticileri için maliyeti artırıp pazar imkanlarını sınırlayan, araç kullanıcıları için ise şarj istasyonu ağına erişebilirlik yüzdesini düşüren bir faktördür. Standartların ve priz tiplerinin tek tipleştirilmesi bu açıdan kritiktir. Araç kullanıcıları için bir diğer önemli nokta ise şarj süresidir. Konvansiyonel fosil yakıtlı bir aracın yakıt deposunu doldurması birkaç dakika sürerken EA'lar için bu süre şarj yöntemine göre 15 dk – 20 saat ya da daha uzun süreli olmak üzere değişkenlik göstermektedir. Dolayısıyla şarj istasyonlarının artması ve şarj süresinin kısaltılması EA'ların yaygınlaşmasında önemli bir eşiktir. EA'ların kullanım oranlarının artması ve şebekenin çeşitli noktalarına şarj istasyonu bağlantılarının yapılmasıyla beraber şebekeye ek bir yük geleceği incelenmesi gereken önemli bir husustur. EA'lar hareketli yükler olduğundan dolayı; şebeke bağlantı noktaları, şarj yöntemleri farklı olabileceğinden şebekeden çektikleri güç seviyesi, batarya tüketimine ve katedilen mesafeye bağlı olarak şarj süreleri ve şebekeye bağlantı zamanları çokça değişkendir. Dolayısıyla EA'ların getireceği şarj yüklerinin şebekeye olan etkileri araştırılırken analizler sonuçlarını mümkün olduğunca gerçeğe yaklaştırmak için bu değişkenler rastlantısal süreçler içerisinde değerlendirilmelidir. Tezin ilk kısmında genel bir giriş yapılmış ve konuyla ilgili literatürdeki çalışmalara yer verilmiştir. İkinci bölümde EA tiplerine ve şarj teknolojileri ilişkin genel bilgiler verilmiş, dünya genelindeki EA gelişim tahminleri ve teşviklere yer verilmiştir. Sonrasında EA ve şarj istasyonları Türkiye özelinde ele alınmış, bu kapsamda satışı yapılmış yaklaşık EA sayısı ile kurulan şarj istasyonlarının bölgelere göre dağılımı verilmiş, mevzuat ve teşviklere değinilmiştir. EA'ların şekebeye etkilerini incelemek üzere kullanılacak yöntem ve modelleme üçüncü bölümde verilmiştir. Çalışmanın temelini oluşturan bu bölümde öncelikle şebeke baz modelini oluşturan parametrelerden bahsedilmiş, ileri – geri süpürme yöntemine dayanan yük akışı analizinin denklemleri ve akış şeması verilmiş, sürücü davranışları veri kümesindeki dağılımların kantil fonksiyonuna nasıl dönüştürüleceği anlatılmıştır. Ardından tüm deterministik verileri ve kantil fonksiyonunun çıktısı olan raslantısal değişkenleri içeren, bütün sürecin işletileceği Monte Carlo simülasyonunun genel yapısı ve akış şeması verilmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde EA'ların şebekeye etkisini incelemek üzere bir konut sitesi pilot bölge olarak seçilmiştir. Büyük ölçüde gerçek verilere dayanan bu örnek uygulamada EA'ların şebekeye olan etkisi gerilim profili, transformatörlerin yüklenmeleri, hat kayıpları ve gerilim dengesizliği ve EA eş zamanlılığı başlıkları altında incelenmiş, olasılıksal birtakım çıktılar elde edilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır. Son bölümde ise çalışma özetlenmiş ve genel bir değerlendirmesi yapılmıştır.

Yenilenebilir kaynaklara dayalı elektrik üretiminde kaydedilen büyümenin panel veri ile analizi

Özellikle 1990'lı yıllardan itibaren enerji ithalat bağımlılığının azaltılması, enerji kaynak çeşitliliğinin yükseltilmesi, enerji arz güvenliğinin arttırılması, küresel ısınma ve iklim değişikliğinin olası olumsuz etkilerinin sınırlandırılması vb. diğer nedenlerle yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam birincil enerji arzındaki ve elektrik enerjisi üretimindeki rolünün güçlendirilmesine yönelik destek ve teşvik politikaları tüm Dünya ülkelerinin enerji ile ilişkili gündemlerinde öncelik kazanmıştır. Bu çalışmada, enerji ve elektrik tüketimi ile ilişkili temel sosyo-ekonomik büyüklüklerde kaydedilen gelişmeler göz önüne alınarak, ülkelerin yarattıkları ulusal gelirleri ile birincil enerji arzları ve elektrik enerjisi tüketimindeki ilişkiler sorgulanmıştır. Ekonomik gelişmişlik düzeyi ile enerji ve elektrik tüketimi arasındaki ilişkiler irdelenmiş; bölgeler ayrımında anılan ilişkilerin farklı eğilimler gösterdiği saptanmıştır. Toplam birincil enerji arzı gelişmiş ekonomilerde gayrisafi yurt içi hasılaya göre daha geride kalırken, gelişmekte olan ülkelerde iki büyüklük arasında daha güçlü bir ilişki olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bunun anlamı gelişmiş ülkelerde birim gayrisafi yurt içi hasıla yaratmanın gelişmekte olan ülkelere göre daha az enerji gerektirdiğidir. Elektrik tüketimi ve gayrisafi yurt içi hasıla arasında ise toplam birincil enerji arzına göre daha güçlü bir ilişki bulunduğu saptanmıştır. Anılan bulgular çerçevesinde, yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı elektrik enerjisi üretiminde sağlanan büyümenin, gelişmişlik ekseninde açıklanıp açıklanamayacağı hususunda panel veri yöntemi kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Elektrik tüketimi ile gayrisafi yurt içi hasıla arasında bulunan güçlü ilişkinin ardından; elektrik üretimindeki artışlarda önemli bir aktör olan yenilenebilir kaynaklar için de benzer bir ilişki kurmak hedeflenmiştir. Ekonomik gelişmişlik düzeyinin, yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretimi konusundaki işlevi belirlenmeye çalışılmış; ancak elektrik tüketimi ile ulusal gelir arasında kurulan güçlü ilişki bu kapsamda elde edilememiştir. Dolayısıyla yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretiminin ülkelerde başka dinamiklerden etkilendiği düşüncesi ortaya çıkmıştır. Bu üretimi belirlediği düşünülen olası etmenler benzer çalışmalarda sıklıkla rastlanan toplam elektrik üretimi, gayrı safi yurt içi hasıla, nüfus, enerji ithalat bağımlılığı ve uygulanan destek politikaları olarak seçilmiştir. Hidroelektrik üretimi ile hidroelektrik haricindeki kaynaklarca elektrik üretiminin fazla olduğu bölgelerin farklı olduğu saptandığından, bu iki büyüklük ayrı ayrı analiz edilerek modeller kurgulanmıştır. Analizi gerçekleştirmek için hem zaman hem de birim etkilerini modele yansıtabilmek adına panel veri yöntemleri tercih edilmiştir. Bu amaçla seçilmiş 40 ülke birimleri; 1990-2010 yılları zaman serilerini oluşturacak şekilde bir panel veri seti hazırlanarak üç farklı yöntem ile ülkelerin yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretiminde etkili olan unsurların belirlenmesine çalışılmıştır. xviii Analiz sonucunda, toplam elektrik üretimi, beklenildiği gibi her iki durumda da pozitif yönlü ve istatistiksel olarak anlamlı bir etki göstermektedir. Ülkelerdeki elektrik üretimi artarken, bu artışın bir kısmının yenilenebilir kaynaklar tarafından karşılandığı yorumu yapılabilmektedir. Hidroelektrik hariç elektrik üretiminde katsayının daha yüksek oluşu, özellikle gelişmiş ülkelerdeki yenilenebilir elektrik üretimi hidroelektrik kaynaklarının doyuma ulaşmasına bağlı olarak daha ziyade yeni yenilenebilir kaynaklar tarafından karşılanmasıyla açıklanabilir. Gayrisafi yurt içi hasıla, iki durum için de istatistiksel olarak anlamlıdır ve yenilenebilir elektrik üretimi üzerinde pozitif yönlü bir etkiye sahiptir. Ülkelerin gayrisafi yurt içi hasılaları arttıkça yenilenebilir enerjiye olan ilgilerinin arttığı söylenebilir. Hidroelektrik enerjinin büyümesi yavaşlasa da halen toplam yenilenebilir elektrik üretimi içinde oldukça baskın bir paya sahiptir. Toplam yenilenebilir elektrik enerjisinde hidroelektrik üretiminde önemli bir pay tutan gelişmekte olan ekonomiler olduğu için ilişkinin daha zayıf olduğu görülmektedir. Hidroelektrik hariç elektrik üretiminde ise katsayının daha yüksek olduğu görülmektedir. Buna göre gelişmiş ekonomilerin bu alanda daha baskın olacağı sonucuna ulaşılabilir. Nüfus, iki durum için de beklenenin aksine negatif yönlü bir etki gösterirken, toplam yenilenebilir elektrik üretimi için anlamsız, hidroelektrik hariç elektrik üretimi için anlamlı bir etkiye sahiptir. Enerji ithalat bağımlılığının olmaması, iki durum için de istatistiksel anlamlılığı olan pozitif bir etkiye sahiptir. Buna göre enerji ihracatçısı ülkelerin yenilenebilir elektriğe olan ilgisi daha fazladır. Hali hazırda yenilenebilir kaynaklara yönelmelerinin bir sonucu olarak ithalat bağımlılığından korunmuş olabilmeleri de ihtimal dahilindedir. Politika etkisi de beklenildiği gibi pozitif yönlü ve istatistiksel olarak anlamlı bir değişkendir. Buna göre, uygulanan teşvik edici sistemlerinin yenilenebilir elektrik üretimini arttıracağı sonucuna ulaşılabilir. İlgili denklemlerde kıyaslandığında, politika etkisi katsayısının toplam yenilenebilir elektrik üretimi için daha düşük bir değer aldığı görülmektedir. Toplam yenilenebilir elektriğin baskın aktörü hidroelektrik için yeni kaynakların devreye alınması yavaşlamıştır, buna karşın gelişmekte olan yeni kaynakların hızla sisteme entegre edilmesi gerektiğinden bu kaynakların aldığı desteğin daha fazla olması beklenen bir sonuçtur. Çalışmadan elde edilen sonuçlar bölgeler ve ülkeler ayrımında çok boyutlu karşılaştırmalar yapılmasını olanaklı kılmakta, enerji ekonomisi alanında karar verme süreçleri için öncül nitelikte kaynak oluşturmakta, belirlenen hedeflere ulaşılabilmesi için yol haritası oluşturulmasına yardımcı olma potansiyeli taşımaktadır. Bunların dışında ilgili analizin gelecek için kurgulanan arz-talep yapısı senaryolarında kullanılması da olasılık dahilindedir. Yenilenebilir kaynaklardan elektrik üretiminin arttırılması için ülkeler ayrımında uygulanan destek ve teşvik sistemlerinden hangisinin daha etkin ve verimli olduğu vb. diğer hususlar izleyen çalışmaların potansiyel başlıklarındandır.

Dağıtım şebekelerinde PSO kullanılarak kayıp minimizasyonu

Elektrik dağıtım şebekelerindeki hatlar üzerinde konut, ticari ve endüstriyel tipteki yükler bulunmaktadır ve bu yük türlerinin günlük değişimleri birbirinden farklı olmaktadır. Yüklerde meydana gelen bu değişim, ana dağıtım trafosu ve hatlarda puant yüklere neden olmakta ve bu da şebekenin güvenilir ve kaliteli enerji akışında sorunlar meydana getirmektedir. Şebekenin yeniden yapılandırılması, yük yoğunluğu fazla olan hattan yüksüz hatta yüklerin aktarılmasını sağlar. Aynı zamanda gerilim profilinin düzeltilmesi ve tüm sistemin güç kaybının azaltılmasını da gerçekler. Hatlar arası yük aktarımı şebekede bulunan anahtarların açık/kapalı durumlarının değiştirilmesiyle sağlanır. Şebekedeki hat sayısının n olduğu ve her hatta bir anahtar olduğu düşünüldüğünde, kayıbın minimum olduğu en uygun yeni bir şebeke yapısının bulunması için 2n adet anahtarlama durumunu göz önünde bulundurmak gerekir. Tez çalışmasında yeniden yapılandırma problemine parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO) uygulanarak dağıtım şebekesindeki kayıplar azaltılmış ve gerilim profili düzeltilmiştir. Problemin amaç fonksiyonu, toplam güç kaybını minimize eden, en uygun anahtarlama kombinasyonunun belirlenmesidir. Uygun anahtarlamanın seçimiyle şebeke yapısı ilk duruma göre değiştirilmiş ve en az güç kaybı ve en iyi gerilim profilini sağlayan yeni bir radyal şebeke yapısı bulunmuştur. Tezde önerilen algoritma literatürde sıkça kullanılan iki test şebekesi üzerinde üç farklı yük (nominal, düşük yük, aşırı yük) seviyesinde denenmiş ve sonuçların literatürdeki çalışmalarla karşılaştırılması yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmalarda PSO algoritmasının uygun anahtar kombinasyonunu seçerek en az kaybı ve en iyi gerilim profilini verdiği görülmüştür. Çalışmada gerilim kararlılığı indeksi de kullanılarak, yeniden yapılandırma öncesi ve sonrasında şebekedeki kritik baralar belirlenmiş, bulunan yeni şebeke yapısının kararlılığı da incelenmiştir. Gelişen teknolojiyle birlikte artan enerji talebi, fosil yakıtların gelecekte tükenebilecek olması ve bu yakıtların çevreye olan zararları, yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini artırmıştır ve literatürde de önemli bir konu halini almıştır. Dağıtık üretim sistemlerinin etkilerini de incelemek için şebekeye uygun boyutlarda ve uygun baralara yerleştirilen dağıtık üretim sistemleriyle birlikte yeniden yapılandırma konusu tekrar ele alınmıştır. Ayrıca kapasitör banklarının şebekeye eklenmesiyle yeniden yapılandırma probleminin çözümü incelenmiştir. Böylece şebekeye bağlanacak olan aktif ve reaktif güç kaynaklarının şebekedeki etkileri incelenmiştir.

Vektör denetim yönteminde iki farklı hız gözlemcisinin karşılaştırılması ve motor parametrelerindeki değişimlerin denetim başarımına etkisi

Asenkron motorlar endüstride kullanılan motorların %90'ını oluşturmaktadır. Üretim maliyetlerinin daha az olması, elektriksel ve mekaniksel dayanıklılığı, az bakım gerektirmesi ve geniş bir hız aralığında çalışabilmesi nedeniyle kısa sürede endüstride en çok kullanılan motor modeli olmuştur. Kullanımı bu denli fazla olan asenkron motorların bir çok uygulama için farklı hızlarda sürülmesi istenmektedir. Bu tezde asenkron motorların hız kontrolünü yapabilmek amacıyla geliştirilen denetim yöntemleri üzerinde durulmakta ve bu yöntemler arasında benzetim modelleri ile karşılaştırma yapılmaktadır. Asenkron motorun denetim yöntemleri arasında en kolay olan denetim yöntemi çıkış gerilimi başına belirli bir çıkış frekansının belirlendiği skaler denetimdir. İkinci yöntem olan vektör denetimi kendi içinde bir çok method bulundurmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı alan yönlendirmeli denetimdir. Bu denetim tipinde anlık olarak moment denetimi yapılabilir. Ancak alan yönlendirmeli denetimin dezavantajı, karmaşık matematiksel işlemler gerektirmesi ve eğer eşzamanlı olarak motor parametrelerini tahmin eden bir gözlemci kullanılmıyorsa motor parametrelerindeki değişime karşı hassas oluşudur. Ayrıca bu yöntemde asenkron motorun doğru modellenmesi, verimli bir motor denetimi için oldukça önemlidir. Asenkron motorun hızını ayarlamak DA motorun hızını ayarlamak kadar kolay değildir, çünkü motor akımı ile çıkış momenti arasında DA motordakinin aksine doğrusal bir bağlantı bulunmaz. Bu nedenle vektör denetim yönteminde ilk olarak asenkron motor DA motora benzetilmeye çalışılır. Bunun için karmaşık üç fazlı motor akımı iki bileşene ayrılır. Bu bileşenlerden biri motor akısını denetlerken, diğeri üretilen moment miktarını belirler. Vektör denetimi sayesinde motor hızı geniş bir skalada ayarlanabilir, hassas hız ayarı yapılabilir, hızlı dinamik cevap elde edilebilir ve baz frekansın üzerinde çalışılabilir. Genel olarak vektör denetiminde, motor hızı geri besleme sinyali olarak ölçülür ve vektör denetim algoritmasında kullanılmak üzere alınır. Ancak ölçüm işleminin hız yada konum algılayıcıları ile yapılması durumunda bu sensörler özellikle zorlu koşullarda sistemin güvenilirliğini düşürür. Açık çevrim vektör denetim tekniğinde hız algılayıcının yerini bir hız gözlemcisi alır. Bu gözlemci sensörden dolayı oluşan ek maliyeti azaltır ve sürücünün karmaşık yapısını sadeleştirir. Algılayıcısız denetim yönteminin başlıca sakıncası, ölçülemeyen bazı büyüklüklerin (stator ve rotor akıları) kullanılmasının gerekli olmasıdır. Bu nedenle bu büyüklükler kolayca ölçülebilen stator akım ve gerilimleri kullanılarak tahmin edilmeye çalışılır. Bu tezde hız ve akı gözlemcileri olarak Luenberger ve Model Referanslı Uyarlanabilir Sistem (MRAS) tabanlı gözlemciler bilgisayar ortamında gerçekleştirilerek sonuçları ve birbiri ile karşılaştırılmaları incelenmiştir. Ayrıca asenkron motor parametreleri sıcaklık, frekans ve doyma etkisi ile değişiklikler gösterebilir. Motor parametrelerindeki değişimler vektör denetim verimliliğini azaltacağından uzun vadede, motorun kullanıldığı işletme yada makine üzerinde de olumsuz etkiler yaratacak ve denetim başarımını etkileyecektir. Motor parametrelerindeki değerler ile motor sürücüsünde kullanılan motor modelindeki parametrelerin birbirinden farklı olması halinde vektör denetimcinin çıkışında hatalar oluşacak ve rotor akısı ve çıkış torkunda dalgalanmalar meydana gelecektir. Bu tezin son bölümünde motor parametrelerindeki değişimin vektör denetim başarımı, özellikle rotor hızı ve çıkış momenti açısından incelenmiş ve benzetim sonuçları verilmiştir.

154 kV bir iletim şebekesinin kapalı(ring) sisteme dönüşmesiyle çift taraflı beslenen trafo merkezlerinde bara kısa devre incelemesi

Elektrik üretimi, iletimi ve dağıtımı sektörü, teknolojik gelişmeler sonucu artan bireysel elektrik kullanımı ve sanayi tesislerinin enerji talebi nedeniyle hızla gelişmektedir. Üretim ve tüketim merkezlerinin birbirine bağlanarak enerji alışverişinin gerçekleştiği ve arz-talep dengesinin kurulduğu ana kısım iletim sistemidir ve enterkonnekte şebeke yapısına sahiptir. İletim sistemi artan üretim ve tüketim merkezleri doğrultusunda elektrik enerjisinin kaliteli, dengeli ve sürekli temini için sürekli büyümektedir; çünkü üretim-iletim-tüketim zincirinin dengeli şekilde gelişmesi gerekmektedir. Enerji arzı ile ilgili gerekli koşulların sağlanması ve büyüyen enerji tüketim bölgelerinin talebinin karşılanması için yeni iletim hatları ve trafo merkezleri tesis edilmektedir. Böylece iletim sisteminde birtakım yenilik ve gereklilikler planlanıp gerçekleştirilerek iletim şebekesinde yapılan değişiklikler sonucu enerji arzının kalitesi ve güvenilirliği arttırılmaktadır. Bu değişiklikler sonucu iletim şebekesinde oluşacak yeni durum mevcut durumla karşılaştırılarak bazı öngörüler sunulmalıdır. Bu çalışmada bir iletim şebekesinin, tek hat fiderinden beslenen (radyal) iki trafo merkezi arasında tesis edilen iletim hattının devreye girmesiyle kapalı sisteme dönüşmesi durumunda, kısa devre akımlarındaki değişimler incelenmiştir. Güç sistemlerinin incelenmesi işletme verimliliğinin sağlanması ve sistemle ilgili planlamaların yapılması açısından önemlidir. Güç sistemininde kesintiye neden olan, elektriksel teçhizatlara ve meydana geldiği arıza noktasının çevresine hasar veren, iletim şebekesinde gerilimi düşürerek arıza noktasına uzak tüketicileri etkileyen en önemli unsur kısa devre arızasıdır. Bu nedenle güç sistemlerinde en önemli inceleme kısa devre analizidir. Kısa devre hesaplamaları yapılarak bara kısa devre gücü, elektrik teçhizatının kısa devre dayanımı sınıfı, kesicilerin kısa devre akımı kesme kapasitesi ve koruma cihazlarının ayar değerleri belirlenmektedir. Bu çalışmada ele alınan iletim şebekesinde incelenmesi gereken trafo merkezlerinin yüksek gerilim ve orta gerilim barasında kısa devre akımı analizi ve arıza esnasında şebekenin kaynağı konumunda olan trafo merkezlerinin bara gerilimi analizi MATLAB/Simulink programında oluşturulan şebeke modelleri kullanılarak yapılmıştır. Kısa devre arızaları geniş kapsamda simetrik ve simetrik olmayan arıza olarak iki farklı grupta incelenirler. Simetrik arıza güç sisteminde kısa devrenin üç fazda da meydana geldiği dengeli üç faz arızasıdır. Bu arıza türünün meydana gelme sıklığı en düşüktür, fakat bu arıza sonucu çok büyük değerde kısa devre akımları oluşur. Simetrik olmayan arıza türleri ise tek faz-toprak, faz-faz ve iki faz-toprak arızasıdır. Güç sistemlerinde meydana gelme sıklığı en yüksek olan tek faz-toprak arızasıdır. Bu çalışmada simetrili bileşenler yöntemi anlatılmıştır ve kısa devre arıza türleri bu yöntemle oluşturulan arızanın bileşen eşdeğer devresi kullanılarak açıklanmıştır. İncelenen iletim şebekesinde tek-faz toprak ve üç faz arızalarının simülasyonu yapılmıştır. Türkiye'de iletim sistemi gerilim seviyeleri 400 kV, 154 kV ve 66 kV'tur. Bu çalışmada incelenen 154 kV gerilim seviyesindeki iletim şebekesi TEİAŞ 5. Bölge Müdürlüğü sorumluluk alanında bulunmaktadır. Bu iletim şebekesinde kaynak konumunda olan 2 adet 400 kV trafo merkezi bulunmaktadır. Bu iletim şebekesinde 5 adet 154 kV trafo merkezi bulunmaktadır. Bu merkezlerden Kaynarca ve Karasu Trafo Merkezleri aktif durumda tek hat fiderine sahip olan radyal merkezlerdir. Sakarya ve Melen Trafo Merkezleri ise iki adet hat fiderine sahip olmasına rağmen hat fiderlerinden biri radyal trafo merkezlerine bağlı olduğu için mevcut durumda tek hat fiderinden enerji alabilmektedir. İncelenen iletim şebekesi bu nedenle açık sistem şebeke olarak işletilmektedir. Karasu ve Kaynarca Trafo Merkezleri arasında yaklaşık 48 km uzunluğunda bir iletim hattı tesis edilmiştir; ancak henüz devreye alınmamıştır. Bu iletim hattının devreye alınmasıyla Kaynarca ve Karasu Trafo Merkezleri arasında enerji alışverişi olacak ve iletim şebekesi kapalı sisteme dönüşecektir. İletim şebekesinin kapalı sisteme dönüşmesiyle açık sistem şebeke durumunda radyal merkez olan Kaynarca ve Karasu Trafo Merkezleri; tek hat fiderinden enerji alabilen Sakarya ve Melen Trafo Merkezleri iki hat fiderinden de enerji alabilecek konuma ulaşacaktır. Bu çalışmada ilk önce ana taslak olarak Simulink'te yedi trafo merkezi alt sistem kutucukları şeklinde oluşturularak iletim hatlarını temsil eden bloklarla şebekedeki yapıya uygun olarak birbirine bağlanmıştır. İletim şebekesinin kaynağı konumunda olan Adapazarı ve Osmanca Trafo Merkezleri'nde güç kaynağı bloğu oluşturulmuştur. Trafo merkezlerini temsil eden alt sistem kutucuklarına güç transformatörü blokları ve transformatörlerin çıkışına dağıtım fiderlerini temsil eden yük blokları yerleştirilmiştir. Ayrıca iletim şebekesi modelinde belirli noktalara akım ve gerilim değerleri dijital olarak okunan ve osilografik görünüm elde edilen ölçüm blokları kullanılmıştır. İncelenen iletim şebekesindeki iletim hattı ve güç transformatörlerine ait bilgiler elde edilmiş ve güncel değerlerine yakın olarak Simulink'te bu elemanları temsil eden bloklara girilmiştir. Güç kaynağı bloklarına ise Adapazarı ve Osmanca Trafo Merkezlerinin 154 kV barasından bakıldığında görülen Thevenin eşdeğer sistem empedansına ait direnç ve endüktans değerleri girilmiştir. Yük bloklarına ise güç trasformatörlerinden maksimum aktif enerjinin çekildiği 2014 yılı Ağustos ayına ait ortalama aktif ve reaktif güç değerleri girilmiştir. Bu çalışmada öncelikle açık sistem iletim şebekesinin Simulink modeli oluşturulmuş ve model çalıştırılarak şebekede noktasal akım ve gerilim değerleri ölçü ekranlarından izlenmiştir. Kaynarca, Karasu, Sakarya ve Melen Trafo Merkezleri'nin 154 kV barasında kısa devre (arıza) bloğu kullanılarak tek faz-toprak ve üç faz kısa devre simülasyonları yapılmıştır. Simülasyonlar sonucu kısa devre akımı değerleri ve bu akımlara ait osilografik görünümler elde edilmiştir. Ayrıca kısa devre öncesinde ve esnasında Adapazarı ve Osmanca Trafo Merkezleri'nin bara gerilimleri incelenmiştir. İletim şebekesi modeline Kaynarca-Karasu İletim Hattı'nı temsil eden iletim hattı bloğu eklenerek model kapalı sistem şebeke durumuna dönüştürülmüştür. Kapalı sistem iletim şebekesi Simulink modelinde ilk olarak sistem kısa devre oluşturmadan çalıştırılarak noktasal akım ve gerilim değerleri ölçü ekranlarından izlenmiştir. Kaynarca, Karasu, Sakarya ve Melen Trafo Merkezleri'nin 154 kV barasında tek faz-toprak ve üç faz kısa devre simülasyonları yapılmıştır. Simülasyonlar sonucu kısa devre akımı değerleri ve bu akımlara ait osilografik görünümler elde edilmiştir. Ayrıca kısa devre öncesinde ve esnasında Adapazarı ve Osmanca Trafo Merkezleri'nin bara gerilimleri incelenmiştir. İletim sisteminin kapalı sistem şebeke durumunda elde edilen veriler iletim şebekenin açık sistem şebeke durumunda işletilmesinde elde edilen verilerle karşılaştırılmıştır. İletim sisteminin kapalı sistem durumuna dönüşmesiyle farklı işletme koşulları sağlanmıştır. Kaynarca, Karasu, Sakarya ve Melen Trafo merkezlerinin açık sistem şebeke durumunda beslenemediği hat fiderlerinden enerji alma modelleri oluşturulmuştur. Sonuç olarak, iletim şebekesinin bu koşullarda işletilmesi değerlendirilmiştir. Bu modellerin simülasyonu yapılarak ve noktasal akım ve gerilim değerleri izlenerek kısa devre analizi yapılmıştır. Orta gerilim barası TEİAŞ'ın işletmesinde olan Kaynarca, Karasu ve Sakarya Trafo Merkezleri'nin iletim şebekesinin Simulink modelindeki alt kutucuklarında güç transformatörünün orta gerilim tarafında üç faz kısa devreleri oluşturulmuştur. Bu kısa devrelerin simülasyonu sonucu arıza akımı değerleri ve arıza akımlarının osilografik görünümleri elde edilmiştir. Maksimum gerilim katsayısı cmax (IEC 60038'e göre) kullanılarak açık sistem ve kapalı sistem şebeke durumunda maksimum kısa devre akımı değerleri elde edilmiştir ve kısa devre analizi yapılan trafo merkezlerinin sistem empedansının değerleri bulunmuştur.

Enerji ve elektrik yoğunluklarındaki eğilimlerin gelişmişlik ekseninde incelenmesi

Geçmişten günümüze kadar yapılan çalışmalarda, kişi başına düşen gelir düzeylerindeki dengesizliklerin ortadan kalkıp, kalkmayacağı konusu üzerine bir çok araştırma yapılmıştır. Sonuç olarak, yakınsama hipotezi ortaya çıkmıştır. Yakınsama hipotezi; yoksul ülke ya da bölgelerin zamanla varsıl ülke ya da bölgelerin gelişmişlik düzeyine ulaşacağını ve dolayısıyla da gelir seviyeleri bakımından da birbirlerine yaklaşacağını ifade etmektedir. Bu hipotezin temelini gelişmiş olan ülke veya bölgelerden, az gelişmiş ülke ya da bölgelere bir sermaye akışı beklentisi oluşturur. Yakınsama hipotezinin ekonomik büyüme konusu ekseninde kullanılmasının ardından, enerji ile ilgili konularda da bu kavram ile çalışmalar yapılmıştır. Beta yakınsaması, sigma yakınsaması ve gama yakınsaması gibi kavramlar kullanılmış, enerji yoğunluğu ve elektrik yoğunluğu ile ilgili olarak ülkeler arasındaki yakınsama durumları incelenmiştir. Bu çalışmada, yakınsama kavramının tarihsel gelişimi hakkında bilgi verilmiş, beta yakınsaması, sigma yakınsaması ve gama yakınsaması kavramları açıklanmıştır. Ardından, toplam birincil enerji arzı (TBEA), toplam elektrik enerjisi tüketimi (TEET), satın alma gücü paritesine göre hesaplanan gayri safi yurt içi hasıla (GSYH) ve nüfus (NFS) büyüklükleri ile tanımlanan veri kümesi kapsamında, temel büyüklükler ile bunların kişi başına düşen değerleri gözetilerek enerji yoğunluğu (ENYO) ve elektrik yoğunluğu (ELYO) eğilimleri irdelenmiştir. Seçilen ülke gruplarındaki enerji yoğunluğu ve elektrik yoğunluğu yakınsamaları incelenirken, sigma yakınsamasının histogramlarla saptanan ölçümü kullanılmıştır. Enerji ve elektrik yoğunluklarındaki gelişmelerin, gelişmişlik ekseninde incelenmesi ile birlikte Türkiye değerlendirmesi de yapılarak dönemler itibariyle ulaşılan sonuçların karşılaştırılmalı halde sunulması amaçlanmıştır.

Elektromanyetik raylı fırlatıcıların yaklaşım algoritması ile parametre optimizasyonu

Hassas yaklaşım algoritması ile elektromanyetik raylı fırlatıcının parametrelerinin (Namlu uzunluğu, raylar arası mesafe, rayların çapları, giriş akımı, giriş enerjisi, mermi kütlesi gibi) optimizasyonu, bu parametrelerin birbiri ile etkileşimi ve güç kaynağının tasarımı.

Güneş panellerinde parçacık sürü optimizasyonu ile maksimum güç takibi

Studies on photovoltaic systems are increasing because of a large, secure, essentially exhaustible and broadly available resource as a future energy supply. However, the output power induced in the photovoltaic modules is influenced by an intensity of solar cell radiation, temperature of the solar cells and so on. Therefore, to maximize the efficiency of the renewable energy system, it is necessary to track the maximum power point of the input source. Particle swarm optimization (PSO) technique is used to identify the optimal power point of a photovoltaic module used in a stand-alone (PV) system. The PSO algorithm searches the maximum power point of the PV module by determining the array power at maximum point. The tracked variable is used as a reference value (set point) to an ON/OFF controller of a dc boost chopper such that the PV module is forced to operate at the optimal power point. In this thesis the controller is ATmega32 by ATMEL©. This microcontroller by measuring voltage and current of panel and changing duty cycle ON/OFF switch of boost converter, and via PSO algorithm cause panel operate on maximum power point. The advantage of this method versus of other method which use microcontroller like look table-up method, this method does not need any information about panel and environment condition i.e, we can use this controller for any panel in any condition also changing of temperature and irradiation does not affect operation. This method does not need any control loop so it is low cost, which does process with AVR microcontroller and current sensor. By comparing this algorithm with other intelligent systems like fuzzy controller or neural network system this algorithm is more simple.

Sıfır gerilimde anahtarlamalı, faz kaydırmalı rezonant PWM kontrollü, tam köprü DC-DC dönüştürücü tasarımı ve uygulanması

Bu çalışmanın konusu; tam köprü DC-DC dönüştürücülerin gelişmiş bir versiyonu olan faz kaydırmalı rezonant pwm tekniği ile kontrol edilen, yüksek verimli tam köprü DC-DC dönüştürücü tasarımı ve uygulamasının yapılmasıdır. Tezin asıl konusu olan tam köprü dönüştürücü, DC giriş gerilimi ve DC çıkış gerilimine sahiptir. Tezin uygulanması esnasında kolaylık sağlaması açısından ve yüksek güçte ve gerilimde laboratuvar tipi DC güç kaynaklarının çokça kullanılmaması sebebiyle, tasarlanan devrenin girişi AC şebekeden bir güç faktörü düzeltici yükseltici dönüştürücü ile beslenmektedir. Bu sayede şebekeden çalışma esnasında çekilen akımın düşük harmonik değerlerine sahip olması ve şebeke tarafında bozucu etkisinin minimum düzeye inmesi sağlanmaktadır. Yükseltici dönüştürücünün çıkışı olan yüksek DC gerilim ise sıfır gerilimde anahtarlamalı tam köprü DC-DC dönüştürücünün giriş katını oluşturmaktadır. Her iki devrenin de kontrol katının beslemesi flyback tipi bir DC-DC dönüştürücü ile sağlanmaktadır. Flyback dönüştürücü, yükseltici dönüştürücünün çıkışı ve dolayısıyla SGA tam köprü dönüştürücünün girişindeki yüksek DC gerilimden beslenmekte ve yapısı gereği izole çıkış gerilimlerini oluşturmaktadır. Kontrol entegreleri, flyback DC-DC dönüştürücü tarafından oluşturulan izole beslemelerin gerekli noktalara referanslanmasıyla beslenmektedir. Tasarlanan tam köprü DC-DC dönüştürücü 1900 W gücündedir ve 380 V DC giriş geriliminden beslenmektedir. 57.6 V çıkış gerilimi ve 33 A çıkış akımı değerlerine sahiptir. Çıkış gerilimi, özellikle dört adet kurşun-asit akünün boost şarj gerilimine eşit olacak şekilde seçilmiştir. Bu sayede devrenin çıkışı hem bir DC gerilim kaynağı olarak kullanılabilmekte, hem de akü şarj cihazı olarak kullanılabilecek şekilde bir akım limiti fonksiyonu eklenmesine imkan sağlamaktadır. Çıkış gerilimi, giriş geriliminden izoledir. İzolasyon ise tam köprü DC-DC dönüştürücü topolojisi sayesinde bir yüksek frekanslı trafo ile sağlanmaktadır. DC gerilim önce yüksek frekanslı trafo üzerinde 75 kHz frekansında bir kare dalga AC gerilime dönüştürülmekte, trafonun sekonderinde ise dönüştürme oranında indirgenmiş bu gerilim, yüksek frekansta çalışabilen güç diyotları aracılığıya doğrultulmaktadır. Doğrultulduktan sonra ise bir bobin ve DC elektrolitik kondansatörler vasıtasıyla oluşturulan bir alçak geçiren filtreden geçirilerek tam DC gerilim çıkışta oluşturulmaktadır. Bu devrede kullanılan yüksek frekanslı trafo sayesinde hem gerilim dönüşümü kolayca giriş ve çıkış gerilimleri arasında yapılabilmekte hem de izolasyon istenen uygulamalarda doğal olarak izolasyon sağlanmaktadır.

Elektrik dağıtım sistemlerinde genetik algoritma ile kayıpların azaltılması için reaktif güç yönetimi

Bu tez çalışması, elektrik dağıtım sistemlerinin kayıplarının azaltılmasında reaktif güç yönetimi için genetik algoritma temeline dayanan ve hesaplanabilen bir çözüm bulunmasını amaçlamıştır. Son yıllarda elektrik sistemlerinin her alanda kullanılmaya başlanması ve yaygınlaşması ile elektrik enerjisine olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bu büyüyen ihtiyaç bizleri yeni enerji kaynakları bulmaya ve varolan enerji kaynaklarını daha verimli şekilde kullanmaya yöneltmektedir. Günümüz teknolojisinde bile elektrik dağıtım sistemlerinde bertaraf edemediğimiz kayıplar mevcuttur. Bu kayıplar, sisteme bağlı olan yüklerin çalışması için ihtiyaç duyduğu ancak herhangi bir işe yaramayan reaktif gücün getirmiş olduğu kayıplardır. İşte bu kayıpların azaltılması için birçok yöntem geliştirilmiş ve bu yöntemleri dahada ileriye taşımak için çalışmalar devam etmektedir. Bu yöntemlerden bir tanesi olan reaktif güç yönetiminde kapasite yerleşimi bu tez çalışmasında ele alınmıştır. Kapasite yerleşimi, kapasite yerleşiminin yapılacağı noktaların bulunması veya bu kapasitelerin güçlerinin bulunması olarak ifade edilebilir. Kapasite yerleşimi sistemdeli kayıpların azaltılmasında, gerilim kararlılığının sağlanmasında, daha güvenilir bir elektrik sistemine sahip olmamıza, sistemden çekilen akımların azalması sebebi ile yük dengelemelerinin daha kolay yapılmasına ve sistemdeki koruma ekipmanlarının gereğinden büyük seçilmesini önlemede bize faydalı olmaktadır. Dağıtım sistemlerinin büyüklüğünün artması ile karmaşıklaşan kapasite yerleşimi problemlerinin çözümünde yapay zekaya dayalı optimizasyon yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada yapay zekaya dayalı optimizasyon yöntemlerinden genetik algoritma tercih edilmiştir. Genetik algoritma belirlenmiş olan kısıtlamara uyarak, çözüm kümeleri oluşturmakta ve her çözüm kümesini birbiri ile karşılaştırarak en iyi olan yaşar mantığına göre karar vermektedir. Bir yandan en iyi çözümleri bir yukarı taşırken diğer yandan sonlandırma şartını kontrol etmekte ve bu şartlar sağlandığında algoritmayı sonlandırıp en iyi sonucu ortaya koymaktadır. Üç fider 16 baradan oluşan test sistemi ilk olarak kapasitesiz sonrasında ise yayınlarda verilmiş olan kapasite değelerine göre kapasiteli olarak incelenmiştir. Örnek verilen hatta yeniden yapılandırma sonrası sistemin almış olduğu yeni hal için genetik algoritmaya dayalı optimizasyon ile MATLAB R2011b ve Opendss programlarının yardımı ile çözülmüş ve kayıpların daha ne kadar azaltılabileceği ortaya koyulmuştur.

Sargı geometrisinin kısa devre durumunda dağıtım transformatörleri sargı kuvvetleri ve mekanik deformasyonlarına etkisinin incelenmesine katkılar

Current passing through transformer windings causes electromagnetic forces, which are proportional to the square of current. Extreme forces on transformer windings may cause damages although circuit breakers interrupt current in a short time period. The forces on windings also depend on the time instant when the short circuit takes place. However, the case that causes maximum force should be simulated to ensure the transformer withstands forces. It is known that irreversible deformations and displacements will reduce the durability of the transformer for the next short-circuit operation. In this study, a three-phase power transformer with same ratings is designed in three different winding geometries namely cylindrical, elliptical and square. For each design, worst-case analysis is performed under short circuit conditions. Force distribution is almost uniform on cylindrical design while it differs in different regions of elliptical and square windings. Force on narrow part of elliptical windings is less than the wide part, which is sharper. Similarly, forces obtained for flat parts of square design are less than those obtained for corner parts are. Additionally, it is observed that maximum forces on cylindrical windings are less than maximum forces on elliptical and square windings. Square windings are subjected to the highest forces. ANSYS software is utilized in order to simulate the mechanical deformation and stress on transformer windings under short circuit. Obtaining the results, it is observed that deformation and stress on cylindrical design is minimum while the deformation and stress on square design is maximum among three designs.

Çok makineli güç sisteminde açısal kararlılık analizi ve kontrolör parametre optimizasyonu

Güç sistemlerinde en önemli araştırma konularından olan kararlılık, rotor açısı kararlılığı, gerilim kararlılığı ve frekans kararlılığı olmak üzere üç ana sınıfa ayrılmaktadır. Bu tezde temel olarak rotor açısı kararlılığına değinilmiştir. Rotor açısı kararlılığı, küçük veya büyük arızalara maruz kalan güç sisteminin senkronizasyonunu koruma yeteneğidir. Büyük güç sistemlerinde yaygın problemlerden biri düşük frekanslı güç sistem salınımlarıdır. Yeterli sönüm mevcut değilse, bu salınımlar giderek devam eder ve sistem senkronizasyonunu kaybedinceye kadar büyür. Senkron generatörlerin kararlı ve güvenilir çalışmasını sağlamak için güç mühendisliğinde çok sayıda çalışma yapılmıştır. Güç sistemi kararlı kılıcılar (Power System Stabilizers, PSSs) bu problem için alternatif çözümlerden biridir. PSS, yardımcı kararlı kılıcı işaretler kullanıp kendi uyarmasını kontrol ederek, generatör rotor salınımlarına sönüm eklemek için kullanılır. Son yıllarda, zor olan optimizasyon problemlerini çözmek amacıyla çeşitli sezgisel optimizasyon teknikleri önerilmiştir. Bu yöntemlerin birçoğu doğadan esinlenilmiş olup, evrimsel algoritmalar ve sürü zekâları olmak üzere iki önemli kategoride sınıflandırılabilir. Problem ve modelden bağımsız olan doğadan esinlenmiş sezgisel optimizasyon teknikleri, geleneksel optimizasyon tekniklerindeki eksikliklerin giderilmesi için önerilmektedir. Bu yöntemlere dayalı Genetik Algoritma (Genetic Algorithm, GA), Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (Particle Swarm Optimization, PSO), Diferansiyel Gelişim (Differential Evolution, DE) algoritması ve yapay arı kolonisi (Artificial Bee Colony, ABC) algoritması gibi çeşitli algoritmalar optimum PSS parametrelerini etkin şekilde bulmak için yaygın olarak uygulandı. Güç sistemlerinde Power System Simulator (Simpow) ve DigSilent gibi hesaplama yönünden çok etkili ve yeterince kullanıcı dostu olan ticari programlar ile MATLAB tabanlı ücretsiz bir yazılım olan Power System Toolbox (PST) ve ticari bir yazılım olan SimPowerSystems (SPS) gibi çeşitli programlar mevcuttur. Bu programların çoğunda bileşen modellerini incelemek ve değişiklik yapmak zordur veya olanaksızdır. Ayrıca bu programların öğrenilmesi genellikle önemli eğitim gerektirmektedir ve bu sebepten ötürü normal derslik kullanımlarına uygun değildir. Akademik ve eğitim kullanımları için bileşen modellerinin şeffaf ve esnek olması ve öğrencilerin simülasyonlarını kolaylıkla yapabilmesi daha önemlidir. Bu tezde, MATLAB ortamında çalışan ve grafiksel kullanıcı arabirimine (graphical user interfaces, GUI) sahip PowSysGUI adında yeni bir eğitimsel yazılım paketi, elektrik güç sistem analizi ve tasarımlarında kullanılması için geliştirildi. Bu program açık kaynak kodlu yazılımdır ve güç sistemleri alanında kod yazmayı öğrenmek isteyen biri bu programın içyapısını görebilir. Bu program paketi, araştırmacılar ve eğitimciler için kullanması ve değiştirmesi kolay olan bir simülasyon aracı olarak amaçlandı. PowSysGUI, anlaşılması ve değiştirilmesi için kodu basit tutarak olası en iyi performansı vermesi için tasarlandı. PowSysGUI yük akışı analizi, küçük işaret kararlılık analizi, zaman domeni simülasyonu ve evrimsel hesaplama tekniklerini kullanarak PSS tasarımı için verimli algoritmalara sahiptir ve kolay kodlamaya izin verir. Tezde geliştirilen programın kapasitelerini ve eğitim/araştırma amaçları için uygunluğunu göstermek amacıyla temel özellikleri, algoritmaları ve farklı güç sistemleri üzerinde çeşitli durum çalışmaları sunuldu. Simülasyon sonuçları, PowSysGUI paket programının elektrik güç sistem çalışmaları için güçlü ve gelecek vaat eden bir araç olduğunu gösterdi. Ayrıca PowSysGUI açısal kararlılık kavramının anlaşılmasında çok yararlıdır ve elektrik mühendisliğindeki özellikle kararlılık konularını içeren bazı lisans/yüksek lisans derslerinde etkin olarak kullanılabilir.

Fırçasız lineer doğru akım motorunun yüksek performanslı konum kontrolü

The history of linear motor technology can be traced back to the 1840s. The first model made by Charles Wheatstone was inefficient and impractical. The first feasible linear motor was created by a German engineer called Alfred Zehden in 1905 to drive trains and lifts [1]. A more fundamental model was later developed by Herman Kemper. The best example of usage of linear motors today are in Maglev trains in Japan. Less than a decade ago, linear motors were only able to move 5 meters per second with straightness, load capacity and stiffness. This is a positive sign that linear motor technology is growing rapidly and is the focus of a great amount of research and development. Linear motors are widely used in the industry as they have a simple structure and their cost to produce is becoming much lower. However, linear motors have low power factor and low efficiency. Modern linear motor applications are demanding greater performance. The key demands of a linear motor are high acceleration, long life, low maintenance, few moving parts and precise positioning. Some of the applications include, DNA sequencing, health operations, rocket positioning etc. Therefore, precision of linear motors is becoming significantly more important. From ideas above, the study involves to control position of linear motor with an interface controller module, it has been create a new algorithm to have precise position control and speed control. The thesis is to demonstrate and explain the position control of a high precision double sided air core linear motor. Linear motor has 22 pole pairs and 6 coils. As the application is having high precision that is applicable to many industrial areas that are listed above. The motor controller is mounted on a platform that is help us to have real time, online control on system. This will be the perfect system that can be mobile and be implemented anywhere is needed. The studied linear motor can be considered like a BLDC machine. In recent years, Brushless Direct current (BLDC) motors have achieved rapid popularity. BLDC motors are used in industries such as appliances, automotive, consumer, medical, industrial automation equipment and instrumentation. They are more reliable and can be used in poor environmental conditions. Unlike brushed motors as these motors have no chance of sparking, makes them better suited to environments with volatile chemicals and fuels. In a brush DC motor, the motor assembly contains a physical commutator which is moved by means of actual brushes in order to move the rotor. With a BLDC motor, electrical current powers a permanent magnet that causes the motor to move, so no physical commutator is necessary. Brushless DC electric motor (BLDC motors, BL motors) known as electronically commutated motors, are synchronous motors that are powered by a DC electric source via an integrated inverter/switching power supply, which produces an AC electric signal to drive the motor. The study has two main research areas: electric powertrain and control unit. This study will focus on both the electric powertrain and control parts of the project. Electrical machines can be separated into two types. These are AC Alternative Current and DC Direct Current machines. The specification of the AC machines is that alternative current flows into the coils and creates a turning magnetic field in the air gap. Unlikely in DC machines magnetic field that is created is straight. Permanent magnet brushless DC motor can have DC in its name but when this specification is held in the case, it enters to an AC machine type. For the linear motor a special control method is produced and laboratory tests are made. Motor laboratory tests are made in Mekatro R&D Company with the designed inverter. The project is finished in the second half of 2014-2015.

Mikroşebekelerin aşırı akım rölesi ile adaptif ve entegre korunması

Yenilenebilir enerji kaynaklarının daha verimli ve daha erişilebilir hale gelmesiyle birlikte birçok birey veya kurum kendi elektrik enerjilerini üretmeye başlamıştır. Ayrıca, merkezden uzak küçük yerleşim birimlerine yüksek güçlü merkezi santrallerde üretilen elektrik enerjisini iletmek masraflı bir işlemdir. Bu temel sebepler mikroşebeke kavramının ortaya çıkmasını sağlamışlardır. Mikroşebekelerin amacı aynı şehir şebeke sistemlerinde olduğu gibi elektrik üretmek ve üretilen elektriği civardaki yüklere iletmektir. Ancak, mikroşebekeler boyutları bakımından daha küçüktür, ayrıca bir çok dağıtık üretim kaynağı içermektedirler. Bu dağıtık üretim kaynakları güneş panelleri, rüzgar türbinleri, biyogaz tesisleri, çeşitli enerji depolama üniteleri gibi genellikle düşük güçlü kaynaklar olmaktadır. Mikroşebekeler sadece mikro generatör olarak adlandırılan bu düşük güçlü dağıtık üretim kaynakları ve çeşitli yükler ile işletilebilirler veya bir ana şebekeye bağlı olarak çalışabilirler. Şebekeye bağlı çalışma durumunda mikroşebekede üretilen fazla enerjiyi ana şebekeye aktarırlar, eğer yerel kaynaklarda üretilen enerji bölgedeki yükler için yetersiz kalıyorsa ana şebekeden enerji alırlar. Herhangi bir arıza durumunda veya istemli olarak, mikroşebekenin ana şebekeyle olan bağlantısı kesilebilir, böylece mikroşebeke güç adası modunda çalışmaya başlar. Mikroşebekeler gerekli koruma ve kontrol sistemlerine sahiplerse ada durumunda çalışmaları bir sorun teşkil etmez aksi halde sistem düzgün şekilde çalışmayacak, frekans ve gerilimde büyük değişimler meydana gelecektir. Mikroşebekeler genellikle birden fazla kaynak içerdikleri, yenilebilir enerji kaynakları gibi oldukça değişken güç üreten kaynaklar barındırdıkları, şebekeye bağlı ve güç adası modunda olmak üzere farklı çalışma durumlarına sahip oldukları için güç akışı da buna bağlı olarak büyük değişimler gösterebilmektedir. Bu sebeple mikroşebekelerin kontrolü ve koruması radyal yapıya sahip geleneksel şebekelere nazaran daha zordur. Günümüzde sıklıkla karşılaştığımız geleneksel yönlü aşırı akım koruması birçok büyük sistemi başarıyla korumak için yeterli olabilmektedir. Bu koruma sisteminde kullanılan röleler akımın genliğine bakarak arızayı tespit eder, akımın yön bilgisi de arızanın koruma bölgesinde olup olmadığını tespit etmesine yardımcı olur. Eğer örnek sistemde olduğu gibi ters zamanlı röleler kullanılırsa rölelerin zaman gecikmeleri de akımın genliğine bağlı olarak değişecek şekilde ayarlanabilir. Bu tip rölelerin koordinasyonu için ardışık röleler arasında zaman aralıkları kullanılır. Rölenin arızayı algılama alt sınırının belirlenmesi ve zaman aralıklarının uygulanması için rölenin ayar değerleri olan IS ve TMS uygun şekilde ayarlanır. Birbirleri arasında veya merkezi bir kontrol ünitesiyle haberleşme hattına sahip olmayan bu rölelerin ayarlarının bir kez ayarlandıktan sonra tekrar değişmesi sadece manuel olarak mümkündür, bu işlem otomatik olarak gerçekleşemez. Bu sebeple bu koruma şeklinin, şebekedeki yük akışının sıklıkla değiştiği durumlarda kullanılması oldukça güçtür. Yük akımının sıklıkla değiştiği durumlar için bu değişimlere uyum sağlayabilen bir koruma sisteminin kullanılması gerekmektedir. Bu koruma sistemi de adaptif koruma sistemi olarak adlandırılır. Adaptif koruma şebedeki akım bilgilerini ve kesicilerin durumlarını kontrol eder, değişiklik tespit edilmesi durumunda yük akışını tekrar hesaplar ve röle ayarlarını buna bağlı olarak değiştirir. Adaptif koruma sisteminin uygulanması için rölelerin bir ana merkezle haberleşmesi zorunluluğu bulunmaktadır, aksi halde hesaplamalar değişimlerden sonra tekrar yapılarak rölelere aktarılamaz. Ayrıca arızanın her an gerçekleşebilme ihtimaline karşı haberleşmenin oldukça hızlı olması gerekmektedir. Böyle geniş ve hızlı bir haberleşme ağını kurduktan sonra entegre korumanın uygulanması klasik koruma metodlarına göre daha kolay ve hızlı olur. Entegre koruma sistemi aynı baraya bağlı kesicilerin bir entegre röle tarafından kontrol edildiği ve bütün entegre rölelerin bir merkezle haberleşerek çalıştığı bir sistemdir. Bu sistemin daha hızlı olması istenirse entegre rölelerin birbirleriyle haberleşmesi de sağlanabilir. Bu durumda entegre röleler kendi baralarından aldıkları ölçümleri ve diğer entegre rölelerin ölçümlerini karşılaştırarak arızayı ve arızanın yerini kısa sürede tespit edebilirler. Bu sistemde röle koordinasyonu için fazladan bir ayara ihtiyaç duyulmaz. Bütün bunlar dikkate alındığında, mikroşebekeler için adaptif-entegre bir koruma sisteminin yönlü aşırı akım röleleriyle oluşturulmuş geleneksel bir sisteme göre korumanın seçiciliği ve güvenilirliği açısından daha avantajlı olduğu söylenebilir. Ancak, merkezi bir kontrol ünitesine bağlı haberleşme özelliğine sahip bir koruma sistemi yönlü aşırı akım röleleriyle oluşturulmuş geleneksel bir sisteminden daha karmaşıktır. Bu sebeple, mikroşebekeleri korumak amacıyla adaptif-entegre bir koruma sisteminin tercih edilmesinin daha uygun olacağının gösterilmesi gerekmektedir. Karşılaştımanın yapılabilmesi amacıyla örnek bir mikroşebeke modellenmiş ve bu şebekede her iki koruma sistemi de uygulanmıştır. Örnek mikroşebeke normal durumda şebekeye bağlı olarak çalışmaktadır, ayrıca güç adası modunda da çalışabilmektedir. Aslına uygun bir örnek teşkil etmesi için güneş enerjisi santrali, rüzgar türbini ve biyogaz tesisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları ve çeşitli güçlerde yüklerden oluşturulmuştur. Örnek sistemin normal çalışma durumu maksimum yükte çalışma olarak belirlenmiş ve koruma sistemlerinin ilk ayarları bu duruma göre yapılmıştır. Geleneksel koruma sisteminde bu ayarlar her durum için sabit kalırken adaptif-entegre koruma sistemi farklı durumlara göre rölelerin akım ayar değerlerini (IS) belirli bir algoritma yardımıyla değiştirmektedir. Koruma sistemlerinin karşılaştırılması için dört farklı durum belirlenmiştir. Bu durumlar normal çalışma, bir kısım yüklerin devreden çıkarılması, yerel kaynaklardan birinin devreden çıkarılması ve güç adası modunda çalışma durumlarıdır. Bütün bu durumlar için 1 numaralı hatta 3 faz, faz faz, faz faz toprak ve tek faz toprak arızaları gerçekleştirilmiştir. Yönlü aşırı akım röleleri (YAAR) ile uygulanan geleneksel korumanın koordinasyonu, arızanın gerçekleştiği hattın iki ucundaki rölelerin yedek korumayı sağlayan diğer hatlardaki rölelerden daha önce kesicilere açma sinyali göndermesi esasına dayanır. Bu durumda hatalı açma sinyallerini önlemek için sistemdeki ekipmanların özelliklerine bağlı olarak yedek koruma ile birincil koruma arasında belirli bir zaman aralığı bulunması gerekir. Örnek sistemde bu zaman aralığı 300 - 350 ms olarak belirlenmiştir. Adaptif-entegre koruma sisteminde ise hatların korunması, akım yönlerinin karşılaştırılması prensibine dayanmaktadır. Bu durumda arızayı tespit eden entegre aşırı akım rölesi (EAR) komşu EAR'lerle haberleşerek yön sorgulaması yapar. Her iki EAR tarafından da hattın ortasına doğru akan akım tespit edilirse arıza da tespit edilmiş olacaktır. Normal çalışma ve bir kısım yüklerin devreden çıkarılması durumlarında her iki koruma sistemi de beklendiği üzere doğru bir biçimde çalışmıştır. Sistemde değişiklik olmasına rağmen ikinci durumda da YAAR ile geleneksel korumanın doğru biçimde çalışmasının sebebi, yüklerin devreden çıkarılmasının arıza durumunda akan akım üzerindeki sınırlı etkisidir. Ancak, yerel kaynaklardan birinin devreden çıkarılması ve güç adası modunda çalışma durumlarında YAAR kullanılarak oluşturulan sistem seçicilik ve güvenilirlik konusunda başarısız olmuştur. Adaptif-entegre koruma sistemi ise her iki durumda da başarılı bir şekilde çalışmaya devam etmiştir. Sonuç olarak, mikroşebekelerde adaptif-entegre koruma sisteminin YAAR ile oluşturulan geleneksel koruma sisteminden daha başarılı bir koruma sağladığı bu çalışmayla beraber gösterilmiştir.

Kompresör uygulaması için sürekli mıknatıslı senkron motor tasarımı

Beyaz eşya uygulamalarında kullanılan elektrik motorlarının verimliliğine ilişkin yönetmelik ve standartlar sürekli olarak değişmektedir. Her geçen gün daha da kritik bir durum haline gelen enerji verimliliği günümüzün en güncel konularından birisidir. Dünya pazarındaki rekabetçi ortam ele alındığında şirketlerin yatırım bütçelerinin önemli bir kısmını bu husus için harcadıkları görülmektedir. Performans ve verim açısından bakıldığında sürekli mıknatısların kullanıldığı motor teknolojilerinin günümüzün en popüler konularından birisi konumuna geldiği kolaylıkla söylenebilir. Buzdolabı kompresör uygulamalarına bakıldığında hala yaygın olarak bir faz asenkron motor kullanıldığı görülmektedir. Bu motorlar herhangi bir sürücü kartı olmadan direkt olarak şebekeden beslenerek sabit bir hızda çalışmaktadır. Sabit hızda çalışıyor olması sistem performansı açısından bir dezavantaj olarak bilinmektedir. Çünkü motor belli bir süreden sonra çalışmasını keser. Buzdolabı soğutma kapasitesi düştüğü anda ise motor tekrardan çalışmaya başlar. Yeniden çalışmaya geçtiği anda şebekeden çekilen akım yüksek olur ve bu tüketim açısından istenmeyen bir durumdur. Bütün bunlar göz önünde bulundurulduğunda güç elektroniği motor kontrol devreleri ile kolayca farklı hızlarda kontrol edilebilen sürekli mıknatıslı motorlar buzdolabı uygulamaları için popüler hale gelmiştir. Sürekli mıknatıslı senkron motorlar birim hacimden alının yüksek moment, yüksek hızlara çıkabilme, düşük hızlarda kolayca kontrol edilebilme, sessiz çalışma yapabilme, yüksek verim ve boyutsal avantajları sayesinde kompresör uygulamaları için cazip hale gelmiştir. Özellikle manyetik malzeme ve mıknatıs teknolojisindeki ilerlemeler ile maliyetlerin giderek düşmesi beyaz eşya uygulamalarında bu motorları tercih sebebi yapmıştır. İlk olarak literatürde yer alan sürekli mıknatıslı motorlara ilişkin tasarım çalışmaları çok detaylı bir biçimde incelenmiştir. Yapılan akademik çalışmalara bakıldığında tasarım anlamında stator ve rotor kısmı için çok farklı durumların incelendiği görülmüştür. Yapılan her bir tasarım iyileştirmesinin altında yatan temel sebeplerin vuruntu momenti, moment dalgalılığı ve kayıpların minimize edilmeye çalışıldığının altının çizildiği anlaşılmıştır. Stator tarafı için uygun oluk/kutup seçiminin, sargıların oluklara yerleştirilmesinin, kaykı vermenin, uygun oluk açıklığı belirlenmesinin iyi bir tasarım için olmazsa olmaz parametreler olduğu görülmüştür. Rotor tarafında ise uygun mıknatıs yay açısı tayin etmenin, mıknatısların kenarlarında gerçekleştirilen farklı tasarım modellerinin, mıknatıs kaykı ve segmentasyonun daha kaliteli bir çıkış momenti elde edilmesindeki önemi birçok çalışmada ayrı ayrı ele alınmıştır. Tüm bu kriterlerden yola çıkarak motor tasarım aşamaları yürütülmüştür. Yapılan ön çalışmadan sonra tasarlanacak olan modele ilişkin isterler belirlenmiştir. Motorun hız-moment eğrisi, motoru sürecek olan maksimum akım değeri gibi değişkenler belirlendikten sonra referans olarak seçilen modelin bilgisayar ortamında iki boyutlu sonlu eleman analizleri gerçekleştirilmiştir. Referans olarak seçilen motor altı oluk dört kutuplu, yüzey mıknatıslı bir fırçasız doğru akım motorudur. Analiz çıktıları olarak bu motora ilişin vuruntu momenti, zıt-EMK, çıkış momenti, bakır ve demir kayıpları, moment dalgalılığı değerleri grafik ve tablo çıktısı olarak yer almıştır. Trapezoidal bir zıt-EMK'ya sahip olan bu motor kare dalga akımı ile sürülmüştür. İki boyutlu sonlu eleman analizi gerçekleştirildikten sonra referans motora ilişikin üç boyut sonlu eleman analizleri de bilgisayar ortamında gerçekleştirilmiştir. Mıknatısların stator paket boyundan beş milimetre daha uzun olmasının etkileri üç boyutlu analiz ile net bir biçimde çalışma sonunda görülmüştür. Referans modele ilişkin çalışmalar tamamlandıktan sonra alternatif motor tasarım süreci başlamıştır. İlk olarak bu motora ilişkin uygun oluk/kutup konfigürasyonu belirlenmiştir. Daha sonra ise bu motorun referans modelde olduğu gibi yüzey mıknatıslı olarak tasarlanacağına karar verilmiştir. Tasarım detayları belirlenen motora ilişkin yapılan ilk çalışma manyetik eş değer devre tabanlı analitik çözüm yapan Speed® programında gerçekleştirilmiştir. Speed® ortamında modeli oluşturulan ve istenilen hız-moment değerlerine çıkabilen motora ilişkin çıktılar incelendiğinde trapezoidal bir zıt-EMK'ya sahip olduğu görülmüştür. Ancak bu tez kapsamında sinüzoidal bir zıt-EMK'ya sahip motor tasarımının gerçekleştirileceği tezin amacı olarak belirlenmiştir. Bu yüzden daha sonraki tasarım ve değişiklik süreçleri sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilen ANSYS Maxwell® programında iki boyutlu ve üç boyutlu olarak tamamlanmıştır. Literatür çalışmalarında sıklıkla rastlanılan yöntemlerden birisi olan pah kırma işlemi klasik tipteki yüzey mıknatıslı yapı ile parametrik olarak çalışılarak en uygun mıknatıs yapısı belirlenmiştir. Stator tarafında ise toplam harmonik bozulmayı minimum şekilde verecek olan kesirli oluk çift tabakalı sargı yapısı kullanılmıştır. İki boyutlu motor tasarım aşamaları sona erdikten sonra vuruntu momenti, zıt-EMK, çıkış momenti ve motor kayıpları incelenmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. İki boyutlu analiz çalışmaları tamamlandıktan sonra alternarif motor tasarımı üç boyutlu olarak ele alınmıştır. Rotor paketi ve mıknatısların stator paketinden dört milimetre uzun olmasının etkisi üç boyutlu analiz sonucunda daha iyi bir şekilde görülmüştür. Üç boyutlu analizler sonucunda zıt-EMK değerinin tepeden tepeye daha yüksek olduğu, çıkış momentinin de aynı akım değeri ile sürülmesiyle daha yüksek olduğu ortaya konmuştur. Tamamlanan analiz çalışmalarından sonra referans olarak ele alınan model ile alternatif motor tasarımı 3D analiz sonuçlarına göre karşılaştırılmıştır. İlk olarak vuruntu momenti karşılaştırılan motorlardan alternatif olarak tasarımı gerçekleştirilen SMSM'un daha iyi olduğu görülmüştür. Hava aralığı momenti analizleri sonucunda referans motor modelinin moment dalgalılığının oldukça yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Bu değer referans model için %57 seviyesindeyken alternatif motor tasarımı için %10 olarak elde edilmiştir. Moment kalitesi anlamında alternatif olarak tasarlanan motorun daha iyi bir tasarım olduğu ortaya konmuştur. Gerilim harmonikleri incelendiğinde de alternatif olarak tasarlanan motorun harmonik distorsiyon seviyesinin %1'in altında olduğu görülmüştür. Verim olarak ise alternatif motor referans motora göre %2-3 daha iyi durumda olduğu çalışma sonucu olarak verilmiştir. Tasarımı tamamlanan motorun prototip aşamasına gidilmiştir. Motora ilişkin laminasyon ve mıknatıs çizimleri teknik resim olarak hazırlanmıştır. Motorda kullanılan mıknatıslar paralel olarak şoklanmıştır. Motor malzeme teminleri gerçekleştirildikten sonra motor toplanmış ve test için hazır hale getirilmiştir. Üretilen motorun laboratuvar ortamında testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deneysel veriler ile analiz çıktıları karşılaştırılmıştır. Zıt-EMK, moment ve güç ölçümleri test ortamında alınan motorun 3D analiz sonuçlar ile yakın sonuçlar verdiği çalışma sonucunda görülmüştür. Tez çalışmasının sonuç bölümünde iyi bir tasarım süreci ile motor boyutlarının ve kullanılan malzeme miktarlarının azaltıldığı, daha küçük ve daha kompakt, verim anlamında daha üst noktalarda olan ve moment kalitesinin daha yüksek olduğu bir motor ortaya konduğunun altı çizilmiştir.

LED armatürlerin ısınma sorunlarının çözümüne yönelik farklı soğutucu kanatçık tipleri ile karşılaştırmalı analiz

LED (Light Emitting Diode, Işık Yayan Diyot) armatürlerde karşılaşılan en önemli sorunlardan birisi ısınmadır. Bu sorunu gidermek için aktif ve pasif soğutma yöntemleri olsa da, maliyet ve verim göz önüne alındığında, en çok kullanılan yöntem alüminyum soğutuculardır. Armatürün ısı yayan arayüz (junction point) bir PCB'ye (Printed Circuit Board, baskılı devre levhası) bağlıdır. En genel haliyle, PCB'nin bir kısmı yada tümü, direk yada dolaylı yoldan bir soğutucuya bağlanır ve kondüksiyon (iletim) yolu ile ısı bu soğutucuya iletilir. Sonrasında, bu ısı, çevredeki havaya iletilir ve bu yolla cihazın üstündeki ısı düşer. Soğutucularda yüzey alanını artırmak için en sık kullanılan yöntem kanatçık kullanmaktır. Kanatçık kullanmak hem soğutucunun kütlesini azaltır, hem de ısı transferini sağlayan yüzey alanını artırır. Bu çalışmada öncelikle iğne ve plaka kanatçıklar incelenmiştir. 35 mm yükseklikte 2 mm'e 2 mm taban ayrıtına sahip iğne kanatçıklar ile, 35 mm yükseklikte 2 mm genişlikte ve 55 mm uzunlukta plaka kanatçıklar karşılaştırılmış ve iğne kanatçıkların eşit yüzey alanında çok daha iyi soğutma sağladıkları gözlemlenmiştir. Bundan sonra, iğne kanatçıklar üzerine yoğunlaşılmış ve farklı boyutlardaki iğne kanatların sonuçları karşılaştırılmıştır. Burada kullanılan değişkenler; kanatçık yüksekliği ve taban ayrıt genişliği olmuştur. 25 mm, 35mm ve 45 mm'lik kanatçık yükseklikleri ve 2 mm, 2,5 mm ve 3 mm taban ayrıtı genişlikleri karşılaştırılmıştır. Her bir durumda, farklı kanatçık sayıları ile bir örnek grubu üzerinde simülasyonlar yapılmış, ve her bir grupta en düşük Tmax(en yüksek arayüz sıcaklığı) değerini veren kanatçık sayısı optimum kabul edilip diğer durumlardaki optimumlarla karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırılmalar sonucunda, taban ayrıt genişlikleri sabit iken, kanatçık yüksekliği değişse de aynı kanat sayısında optimum'a ulaşılmıştır. Buna karşın, kanatçık yüksekliği sabit iken, taban ayrıt genişliği değişse de optimum değerlerin yüzey alanları ve ölçülen Tmax değerleri birbirine çok yakın çıkmıştır. Bu çalışmada, armatür çizimleri Solidworks programı kullanılarak çizilmiş ve simülasyonlar ise, aynı programın Flow Simulation modülü ile çözümlenmiştir. Kullanılan armatür tasarımı, basit, sade ve her LED armatürde bulunması gereken temel karakteristiklere sahip olarak tasarım edilmiştir. Çalışmada kullanılan LED, Cree'nin CXA2011 modelidir. Metal Çekirdek Baskılı PCB kullanılmıştır.Armatürün dış yüzeyi olarak soğutucu tabanı olarak da kullanılacak alüminyum malzeme kullanılmıştır. Isıl simülasyona bir etkisi olmayacağından herhangi bir reflektör eklenmemiştir. Armatürün alt kısmı cam ile kapatılmıştır.

Güç sistemlerinde tıkanıklık durumlarında bara fiyatlarının güvenlik kısıtlı optimal güç akışı yöntemi ile incelenmesi

Elektrik endüstrisinin yeniden yapılandırılması sonucu çok oyunculu yeni bir rejimin ortaya çıkışı beraberinde elektrik şebekesinin; düzenlenmesi, işletilmesi ve planlanması gibi konularda büyük değişiklikler meydana getirmiştir. Rekabetçi piyasaya girilmesinin getirdiği faydaların yanısıra daha önce rastlanmamış problemlerle de karşılaşılmıştır. Rekabetçi elektrik piyasasındaki iletim sistemi tıkanıklığı problemi, piyasa yerleşimi kaynaklı olarak enerji talebindeki değişimler, iletim hatlarının ve generatörlerin devre dışı kalması, elektrik alışverişlerinde koordinasyonun sağlanamaması, elektrik fiyatlarındaki farklılıklar, yapılan yatırımların sistemde dengeli olarak dağılamaması vb. gibi nedenlerden hatların ve transformatörlerin aşırı yüklenmesiyle meydana gelir. Günümüzde iletim tıkanıklığı artarak önem kazanan bir problem haline gelmiştir. Literatürde iletim tıkanıklığı yönetimi pek çok yazar tarafından farklı yöntemler ile ele alınmış ve çözümünde farklı modeller önerilmiştir. Tez kapsamında, tıkanıklık probleminin yönetimi için piyasa tabanlı fiyatlar kullanan marjinal bara fiyatlandırma yöntemi kullanılmıştır. Marjinal bara fiyatlandırma, diğer fiyatlandırma yöntemlerine kıyasla piyasa yapısına en uygun olan yöntemdir ve optimal güç akış yöntemi kullanılarak çözülür. Optimal güç akışının temel amacı, sistem güvenliğini sürdürürken, güç sisteminin yük talebini karşılamak için gereken maliyetin minimize edilmesidir. Çözümü için kullanılan birçok farklı matematiksel yöntem vardır ve bu çalışmada Newton Raphson metodu kullanılmıştır. Newton metodu, sonuca hızlı yakınsamasında dolayı güç akışının çözümü için kullanılan yöntemler arasında en çok kullanılanlardandır. Kullanılan diğer bir çözüm yöntemi ise DC güç akışıdır. Bu faktörlerden ikisi olan üretim değişim faktörleri ve iletim hattı açması durumunda dağılım faktörleridir. Üretim değişim faktörleri beklenmedik durumlarda üretim güç duyarlılıklarını tanımlar. İletim hattı açması durumu dağılım faktörü (LODF), sistemde bir iletim hattı devre dışı kaldığında diğer hatlar üzerindeki güç akışı değişimini gösterir. Tez çalışmasında, Powerworld Simulator programı kullanılarak IEEE 14 baralı örnek test sistemi üzerinde meydana gelebilecek olağandışı durumlar güvenlik kısıtlı optimal güç akışı yöntemi ile incelenmiş ve bu durumlarda oluşan marjinal bara fiyatlarındaki değişimler gözlemlenmiştir. Sistemdeki maksimum zorlanmalara neden olabilecek durumlar yine Powerworld programı ile olağandışı durum analizi yapılarak belirlenmiştir. Elde edilen analiz sonuşları yorumlanmıştır.

Elektrikli yol taşıtlarında bulanık mantık tabanlı tam elektrikli frenlemenin geliştirilmesi ve uygulanması

Elektrik enerjisi ve devimsel (kinetik) enerjinin birbirine dönüştürülebilir olması, elektrikli taşıtları geleneksel içten yanmalı motorlu (İYM) araçlardan ayıran bir doğal olaydır. Elektrik makineleri sayesinde gerçekleşen bu olay ile geleneksel taşıtlarda frenleme ile kampana ve disklerde ısı enerjisine dönüştürülerek çevreye atılan devimsel enerji, elektrikli taşıtlarda elektrik enerjisine dönüştürülerek batarya ve ultrakapasitör sistemleri üzerinde depolanıp tekrar kullanılabilir. Bu olay enerji geri kazanımlı (rejeneratif) frenleme olarak adlandırılır. Enerji geri kazanımlı frenleme, taşıtın toplam verimi ile erimini arttıran bir özelliktir ancak enerjinin depolanabileceği belirli koşullarda mümkündür. Ticarileşmiş ya da araştırma aşamasında olan hemen hemen tüm elektrikli araçlar ile elektrik ile hafif ve üzeri seviyede melezlenmiş araçlarda enerji geri kazanımlı frenleme kullanıldığı görülebilir. Özellikle lokomotif gibi çok büyük devimsel enerjiye sahip raylı taşıtlarda ve vinç gibi yüksek frenleme gücü isteyen aletlerde dinamik frenleme yapıldığı da görülmektedir. Bu yöntemde de yine devimsel enerji elektrik enerjisine dönüştürülür, ancak depolama yerine, bir direnç üzerinden ısı enerjisine çevrilir. Bu tip araçlarda dinamik frenleme kullanılmasında asıl amaç mekanik frenlerin çabuk eskimesini engellemektir. Benzer bir uygulama da otobüs ve kamyon gibi ağır karayolu taşıtlarındaki, temelde Foucault Akımları oluşturarak taşıtların yavaşlamasına yardımcı olan "retarder" sistemlerinde de görülür. Otomobil gibi, nispeten daha düşük kütle ve dolayısıyla devinim enerjisine sahip taşıtlarda direnç üzerinden ya da Foucault akımları ile frenleme üzerine bir uygulamaya rastlanmamıştır. Elektrik ile frenleme uygulamalarından biri de, pozitif referansta dönen bir elektrik makinesine tersi yönde dönmesini sağlayacak bir döner alan uygulamaktır. Literatürde ters akımla-gerilimle frenleme ya da "plugging" yöntemi olarak geçmektedir. Bu yöntem uygulandığında ters yönde oluşan alan nedeniyle mevcuttaki gerilim-akım seviyelerinde hızlı bir artış olur. Ayrıca, frenleme için enerji harcanmaktadır. Bu da yöntemin kullanım alanlarını azaltır. Bu yöntem genellikle yüksek eylemsizliğe sahip parçaların bulunduğu üretim hatlarında kullanılır (haddehaneler vb.). Günümüzde, elektrikle sürülenler de dâhil olmak üzere, tüm taşıtlarda mekanik frenleme sistemleri vardır. Bu sistemler genellikle solenoid valfler ile sürülen çok karmaşık hidrolik yapılardır ve günümüz otomotiv güvenlik gereklilikleri olan kilitlenme engelleme (ABS), elektronik kararlılık sistemleri (ESP) gibi şasi kontrol fonksiyonlarını da gerçekleştirecek kapasitedelerdir. Günümüz elektrikli taşıtlarında kullanılan frenleme sistemleri yukarıda bahsi geçen geri kazanımlı ve mekanik frenleme sistemlerinin bileşimi şeklinde tasarlanmaktadır. Elektrikli frenleme yalnızca elektrikli sürüşün olduğu tekerleklerde mümkün olabildiği için, ileri elektrikli araç frenleme sistemlerinde elektrik ve mekanik frenleme arasında araç dinamiğini tehlikeye atmayacak paylaşım algoritmaları geliştirilmektedir. Elektrikli taşıt üzerinde taşınan enerjinin batarya tarafından sınırlanması ve bu nedenle çok değerli olması nedeniyle, en yüksek geri kazanımın sağlanması önemlidir. Ancak bataryanın dolu olduğu, ya da enerjiyi istenildiği seviyede soğuramadığı durumlarda elektrikli frenleme yerini daha fazla mekanik frenlemeye bırakır. Ayrıca, bataryayı geri kazanılan enerji ile doldurabilmek için bataryanın mevcut gerilim seviyesinin üzerine çıkmak, aradaki farkın ise istenilen frenleme gücünü sağlayabilecek bir akım oluşturmasını sağlamak gerekir. Bu da özellikle düşük hızlarda yeterli ters elektromotor kuvvet (EMK) oluşturulamadığında mümkün olamamaktadır. Bu tez çalışmasında ana amaç, elektrikli bir taşıtın elektrikli frenleme etkisi ile durmasını sağlayacak frenleme algoritmasının oluşturulmasını sağlayarak mekanik frenlemenin durmaya etkisini en düşüğe indirmek ya da tamamen ortadan kaldırmaktır. Tam elektrikli frenleme için 3 ana elektrikli frenleme yönteminden faydalanılacaktır. Geri kazanımlı elektrikli frenleme, aracın üzerindeki devinim enerjisinin en yüksek seviyede geri kazanımını sağlamak üzere tasarlanacaktır. İstenilen geri kazanımın ya da frenleme etkisinin sağlanamadığı durumlarda dinamik frenleme devrede olacaktır. Özellikle araç çok yavaşladığında, artık frenleme etkisini oluşturacak yeterli akım-gerilim oluşmadığında ters akımla frenlemeden faydalanılması öngörülmüştür. Elektrikli taşıtlarda kullanılan bileşenler elektrik-mekanik-kimyasal sistemlerdir. Bu nedenle çevresel etmenlerden çok fazla etkilenirler. Ayrıca bir taşıt, farklı yükleme, çevresel etkiler ile yolun tipi ve eğimi gibi nedenlerle bir normal çalışma döngüsünde dahi farklı dinamiklere sahip olabilir. Bu gibi nedenlerin çokluğu nedeniyle, bu tez çalışmasında belirli bir kontrol sistemi yerine bulanık kontrol tabanlı bir sistem kullanılması öngörülmüştür. Bu sayede istenilen frenleme yöntemleri içerisinde istenilen etkiyi görmek üzere bir geçiş sağlanabilecektir. Tez çalışmasının temelde iki çıktısı olacaktır. İlk çıktıda bahsi geçen tüm elektrikli frenleme yöntemlerinin ilk kez bir taşıtta uygulanacağı bir yapı tanımlanacaktır. Elektrikli araçlar üzerindeki elektrik enerjisinin maliyeti düştükçe bu yapının kullanım alanı artabilir. İdeal durumda taşıtlar mekanik frenleme kullanmadan, bu tezde tanımlanacak Tam Elektrikli Frenleme (TEF) yöntemi ile durdurulabilir. Bulanık kontrol tabanlı böyle bir sistem bilimsel açıdan da daha önceden uygulanmamıştır ve tezin getirdiği bir yeniliktir. Diğer bir çıktı ise enerji geri kazanımlı frenlemenin bulanık mantık kontrolcü ile kontrol edilmesidir. Bu çıktının mevcut bir elektrikli araçta kullanılması mümkündür. Tezin bu kısmının taşıdığı ticari potansiyel nedeniyle İstanbul Teknik Üniversitesi ve TOFAŞ Türk Otomobil Fabrikası A.Ş. ortaklığında bir proje kurgulanmıştır. Proje Türkiye Cumhuriyeti Bilim, Teknoloji ve Sanayi Bakanlığı SANTEZ programı tarafından tez ile aynı isimde "Elektrikli Yol Taşıtlarında En İyi Elektriksel Frenleme için Yeni Bir Yöntemin Geliştirilmesi ve Uygulanması" başlığı ile ve "1591.STZ.2012-2" numarası ile desteklenmiş ve Mayıs 2014'te başarı ile sonlandırılmıştır. Tez çıktısı olan tam elektrikli fren kontrol algoritmasını içeren "Bir Fren Kontrol Sistemi ve Yöntemi" başlıklı TR20120009307 numaralı başvuru Türk Patent Ofisi, "Bremssteuersystem und Bremssteuerverfahren" başlık ve DE102013215763 numaralı başvuru Alman Patent Ofisi tarafından incelenme aşamasındadır. Tez araştırmaları esnasında karşılaşılan fren pedalının elektrikli frenleme esnasındaki geri beslemesi sorununun çözümü için öngörülen bir çözüm yöntemi, EPO'ya yapılan "A Brake System for Vehicles with Electric Drive" başlıklı ve EP2463163(B1) numaralı başvuru olumlu sonuç alarak patentlenmiştir. Tez çalışmalarından ayrıca bir uluslararası konferans yayını yapılmış ve bir de ulusal hakemli dergi yayını kabul edilmiş, uluslararası bir yayın başvurusu da tezin yazıma hazırlandığı zamanda incelenme aşamasındadır.

Enerji verimliliği kriterlerine göre otel tasarımı ve enerji modellemesi

Son yıllarda, artan nüfus ve buna bağlı olarak endüstrileşme ile elektrik enerjisi talebinde büyük artışlar meydana gelmiştir. Dünya genelinde, enerji talebinin büyük bir kısmı fosil yakıtlarla karşılanmaktadır. Fakat, fosil yakıtların tükenme periyodunda olması ve çevreye vermiş olduğu olumsuz etkiler nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına yatırım yapılması ve enerji verimliliğinin arttırılması gerekmektedir. Dünyada ve özellikle Avrupa'da enerji verimliliği önemli bir şekilde teşvik edilmektedir. Bu konuda, şu anda belli seviyede çalışmalar yapılarak ileriki yıllar için de hedefler konulmuştur. Ülkemizde de enerji verimliliği uygulamaları son yıllarda önem kazanmıştır. Enerji verimliliği uygulamaları, çıkarılan yönetmeliklerle teşvik edilmeye başlanmıştır. Enerji talebini karşılamak için kurulacak yeni elektrik üretim tesislerinin tartışılmasının yanında, enerji verimliliğini tartışmak ve bu yolla, tüketimi azaltmak da önemli bir konudur. Dünyada ve ülkemizde, elektrik ve fosil enerji tüketiminde konut binalarının ve diğer binaların oldukça önemli bir payı vardır. Tez kapsamında öncelikle, dünyadaki ve Türkiye'deki enerji kullanımının analizi yapılmıştır. Sonrasında, enerji verimliliği kavramı açıklanmış ve bu konudaki potansiyeller incelenmiştir. Binalardaki enerji verimlilğinin ölçülmesi amacıyla uluslararası geçerliliğe sahip LEED sertifikasyon sistemi incelenmiştir. Tezin ikinci kısmında, LEED kriterlerine uygun olarak bir otel binasının enerji verimliliği incelenmiştir. Öncelikle, karşılaştırma yapmak için tasarımı yapılacak bina ile aynı mimari özelliklere sahip bir referans bina modellenmiştir. Bu modelleme için Design Builder programı yardımıyla 6 katlı ve otele uygun olarak tüm mahalleri tanımlanmış bir bina tasarlanmıştır. Design Builder programına ısıtma, soğutma aydınlatma, havalandırma ve bina dış kabuğu parametreleri tanımlanmış ve Energy Plus programı ile beraber simülasyon yapılmıştır. Energy Plus programı, saatlik ve günlük bazda simülasyon yapabilen oldukça geniş kapsamlı bir programdır. Design Builder ise, bu programa veri girilmesini ve çizim yapılmasını sağlayan bir ara yüz programıdır. İki program, bir çok iklimsel, mimari, mekanik ve elektriksel parametreyi göz önünde bulundurarak hassas sonuçlar vermektedir. Binanın konumuna ait enlem ve boylam değerleri girilmiş ve İstanbul'da tasarlanan otel için iklim verileri girilmiştir. Baz bina simülasyonundan sonra, tasarımı yapılacak olan bina modellenmiştir. Bu bina, kat yapısı ve toplam alan olarak baz binanın aynısı olarak tasarlanmıştır. Bu binada verimlilik elde edebilmek amacıyla bazı mimari, elektriksel ve mekanik parametrelerde değişiklik yapılarak yeni bir tasarım yapılmıştır. Buradaki önemli nokta, binanın tasarımı yapılırken maliyet konusu da göz önünde bulundurulmuş ve optimum bir tasarım yapılması hedeflenmiştir. Buna göre belli bir verimlilik değeri elde edilmiş ve referans bina ile karşılaştırılmıştır. Tasarımda, seçilenden daha büyük verimlilik değerlerine sahip parametreler kullanarak verimliliği %50 seviyesinden daha yukarı çıkarmak mümkündür fakat, tasarımın gerçekçi olması amacıyla, belli seviyede verimliliğe sahip parametreler kullanılmıştır. Tasarımı yapılan binada, kendi elektriğini üretebilecek şekilde, çatıda fotovoltaik sistemin de kullanılması öngörülmüş ve buna göre simülasyon yapılmıştır. Otel binasının güneye bakan cephesindeki çatının büyük bir bölümünün fotovoltaik panellerle kaplanması durumunda elde edilecek elektrik enerjisi simülasyon sonucunda elde edilmiştir. Ayrıca elde edilen grafiklerle, üretilen enerjinin yıllık olarak dağılımı elde edilmiştir. Bunun yanı sıra programda elde edilen grafikleri inceleyerek, binanın yıl boyunca sergileyeceği enerji performansı incelenebilir. Tezin son kısmında ise E-Quest programı ile aynı verilerle simülasyonlar tekrar edilmiştir. E-Quest, bina enerji modellemesinde Energy Plus ile beraber en yaygın olarak kullanılan programdır. Tezin bu bölümünde yine aynı şekilde baz bina ve tasarımı yapılacak olan bina modellenmiştir. Mekanik sistemler, aydınlatma sistemleri, bina kabuk detayları diğer programla yapılan simülasyonlarla aynı seçilmiştir. Sonrasında, bu iki modelin çıktıları detaylı olarak incelenmiştir. Enerji tüketimi olarak biribirine oldukça yakın değerler elde edilmiştir. Aradaki küçük farklılıkların da program algoritmasından kaynaklı olduğu düşünülebilir. Çalışmanın amacı, binalardaki enerji verimliliği çalışmalarının faydalarını ve uygulamalarını incelemektir. Ayrıca, binalardaki enerji tasarruf potansiyelinin görülerek bu konuda yapılan çalışmaların önemini vurgulamaktır.

Ticari bir gemide kısa devre akımı hesapları

Gemilerde günden güne elektrik enerjisi ihtiyacı artmaktadır. Gemideki elektrik enerjisi ihtiyacı gemi tipine ve tahrik sistemine göre değişmektedir. Güç ihtiyacını karşılamak için iki veya daha fazla ana generatör kullanılmaktadır. Ana generatörler elektrik enerjisini üretir. Üretilen elektrik enerjisi de ana dağıtım tablosundan tüm elektrik yüklerine dağıtılır. Gemi elektrik güç sistemi, elektrik enerjisinin üretilmesi ve dağıtımı ile ilgili tüm teçhizatı kapsamaktadır. Gemi ve kara elektrik güç sistemi arasında farklılıklar bulunmaktadır. Bu farklılıklar arasında en belirgini gemi elektrik güç üretim ekipmanları ile tüketiciler arasındaki mesafenin oldukça kısa olması ve sistemin alçak gerilim olması, kablo direnci ve reaktansı az olduğundan kısa devre akımını etkilemesidir. Gemi elektrik güç sisteminin belirlenmesi için gerekli adımlar, generatör kapasitesi ve sayısını belirlemek için yük analizi yapılması, gemi ana gerilim seviyesi ve frekansının belirlenmesi, akım taşıma kapasitelerine ve gerilim düşümü hesaplarına göre besleme kablolarının kesitlerinin belirlenmesi, kısa devre akımı hesapları yapılması ve koruma elemanları ve onların kesme kapasitelerinin belirlenmesidir. Generatör kapasitesi ve sayısını belirlemek için yük analizi yapılır. Gemilerde kullanılan üç fazlı gerilim seviyeleri 440V-480V-690V-3.3kV-6.6kV vb. gibidir. Gemi gerilim seviyesi için çalışmalara yük analizi ile başlanır ve talep edilen güç bulunur, gerekli generatör, transformatör kapasiteleri belirlenir. Ana dağıtım tablosundaki kısa devre akımları hesaplanır. Kısa devre analizi, gemi elektrik güç sistemindeki uygun koruma elemanlarının belirlenmesi için önemli ve gereklidir. Bu analizler sonucunda geminin güvenli seyrine imkan verecek şekilde gemi elektrik sistemi tasarımı yapılmaktadır. Bu çalışmada ele alınan gemi alçak gerilim elektrik dağıtım sistemi olan bir balıkçı gemisidir. Söz konusu gemi elektrik sisteminde kısa devre akım hesapları incelenmiştir. Kısa devre akım hesapları için öncelikle gemi elektrik sisteminde farklı çalışma durumlarında yük akış analizi yapılmıştır. Gemi elektrik sistemi kısa devre analizi yapılırken farklı noktalardaki ve farklı çalışma durumlarındaki maksimum ve minimum kısa devre akımları hesaplanmıştır. Maksimum simetrik kısa devre akımı hesabı IEC 61363 standardına göre yapılmıştır. Kısa devre akım hesabının ana amacı sistemdeki belirli noktalarda kısa devre akımını belirlemek ve kısa devre akım kapasitesine uygun koruma elemanlarını seçmektir. Elde edilen sonuçlara göre ana dağıtım tablosu tasarımında gerekli ana koruma elemanları seçilmiştir. Örnek gemi elektrik sistemi için yük akış analizi ve kısa devre analizi ETAP programı kullanılarak yapılmıştır ve yapılan analiz sonuçları değerlendirilmiştir.

Eksenel akılı fırçasız doğru akım motoru tasarımı ve radyal akılı fırçasız doğru akım motoruyla karşılaştırılması

Elektrik enerjisine ve elektrikli ekipmanların temellerinden birini oluşturan elektrik motorlarına olan bağlılık ve ihtiyaç gün geçtikçe artan dünya nüfusu ile birlikte artmaktadır. Gelişen teknoloji ve değişen ihtiyaçlar ile birlikte daha küçük hacimli ve çoklu işlem yapma özelliği olan sistemlerin kullanımı ve tasarımları artmaktadır. Bu durum ise, kısıtlı bir alanda birçok elektronik bileşenin ve elektrik motorunun bir arada bulunmasını ve çalışmasını gerektirmektedir. Kullanılan elektrik motorlarının sayısının artması, artan enerji ihtiyacı ve daha küçük hacimli sistemlere karşı olan tutum, elektrik motorlarında yüksek verim ile hacim ve ağırlık kısıtlarını karşımıza çıkarmaktadır. Verim, hacim ve ağırlık isterlerini karşılayabilen makineler olarak ön plana sürekli mıknatıslarla uyartılmış makineler çıkmaktadır. Bu makineler; en basit şekilde, kullanılması gereken elektromıknatıslar yerine kullanılan sürekli mıknatısların getirdiği, kayıpların ve ağırlığın azalması, güç yoğunluğunun (W/m3) artması gibi avantajlarla isterleri sağlayabilmektedirler. Sürekli mıknatıslı motorlardan olan ve üstün bazı avantajlarından dolayı günümüzde ön plana çıkan elektrik motorlarından birisi de sürekli mıknatıslı fırçasız doğru akım motorudur (FDAM – BLDC). Fırçasız doğru akım motorları, motor içerisindeki akının izlediği yola bağlı olarak radyal akılı ve eksenel akılı olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında çamaşır makinesi uygulamasında kullanılan radyal akılı fırçasız doğru akım motoru yerine daha düşük hacim, ağırlık ve maliyette, yüksek güç yoğunluğuna sahip bir eksenel akılı fırçasız doğru akım motoru tasarlanmış ve bu iki motorun karşılaştırmaları yapılıp birbirlerine göre üstünlükleri ortaya konulmuştur. Eksenel akılı motorun tasarımına başlanmadan önce, üretimde olan radyal akılı motor analizleri yapılmıştır. Üretimde olan ve incelenen motor; 24 oluklu, 4 kutuplu, rotorunda ferrit sürekli mıknatısları olan, nominal çalışmasında 530 min-1 hızında 1,2 Nm'lik çıkış momenti verebilen bir radyal akılı FDAM'dur. Eksenel akılı motor tasarımına başlanmadan önce üretimde olan radyal akılı motorun alınan plaka değerleriyle ve mekanik boyutlarıyla birlikte, sonlu elemanlar yöntemine (SEY) göre çalışan bir paket programda iki boyutlu modeli kurulmuş ve analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler, motorun deney sonuçları ve plaka değeriyle karşılaştırılarak kurulan SEY modelinin tutarlılığı ortaya konulmuştur. Eksenel akılı motorlar, motor topolojisinde kullanılan stator ve rotor sayılarına göre sınıflandırılabilmektedir. Tasarlanan eksenel akılı motor çamaşır makinesi uygulamasında kullanılan radyal akılı motor yerine tasarlanmıştır ve çamaşır makinesi uygulaması düşük güçlü uygulamalar sınıfında yer almaktadır. Düşük güçlü uygulamalarda hacim, ağırlık ve maliyet kısıtları altında seçilen eksenel akılı FDAM tipi tek tabakalı bir rotor ve bir stator içeren motor modelidir. Eksenel akılı motor topolojisine karar verildikten sonra çıkartılan temel boyutlandırma denklemleri kullanılarak MATLAB® programı üzerinde, farklı kutup sayılarına göre, güç yoğunluğunu maksimum yapan bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma ile radyal akılı motorun çamaşır makinesi uygulaması için yerine getirmesi gereken 530 min-1 hızında, 1,2 Nm'lik çıkış momenti özelliklerini sağlanacak şekilde, farklı kutup sayıları için eksenel akılı motorlar tasarlanmıştır. Eksenel akılı motor tasarımlarında, radyal akılı motor ile karşılaştırma yapılabilmesi adına, radyal akılı motorda kullanılan malzemeler kullanılmıştır. Farklı kutup sayılarına göre yapılan tasarımlar arasından, maliyet, motorun üretilebilirliği ve güç yoğunluğu kısıtları gözetilerek uygun bir kutup sayısı seçilmiş ve eksenel akılı motorun temel boyutlandırması yapılmıştır. Temel boyutlandırma adımından sonra elektriksel tasarımı da yapılan eksenel akılı motorun analitik tasarımı tamamlanmıştır. Analitik tasarımı tamamlanan eksenel akılı FDAM 12 oluklu, 8 kutuplu, üç fazlı stator sargısı olan ve mıknatısların rotor yüzeyine yerleştirildiği bir motordur. Eksenel akılı motorun SEY analizlerinin yapılabilmesi için üç boyutlu modeller gerekmektedir. Radyal motorun aksine eksenel motorda, eksenel değişimin çok olması ve akının eksen boyunca hareket etmesi çözümlerin doğruluğu açısından üç boyutlu model kurulmasını ve analiz yapılmasını zorunlu hale getirmiştir. Radyal motor analizlerinde kullanılan SEY tabanlı paket program eksenel akılı motor için de kullanılmıştır. Çözüm sürelerinin ve bilgisayar bellek kullanımının azaltılması için eksenel akılı motorun çeyrek motor modeli üç boyutlu olarak kurulmuştur. Kurulan çeyrek motor modeli 4 oluk ve 2 kutup içermektedir, böylece simetri özelliğinden faydalanıp daha kısa sürelerde daha fazla benzetim yapma imkanı doğmuştur. Kurulan eksenel akılı motor modeli ile analizler yapılmış ve bu analiz sonuçları analitik tasarım sonuçlarıyla karşılaştırılarak, motor tasarımı doğrulanmıştır. Daha sonra yapılan SEY analizlerine eksenel ve radyal akılı motorların analitik olarak hesaplanmış verim, hacim, ağırlık ve maliyet verileri eklenerek ayrıntılı bir karşılaştırma yapılmıştır. Radyal akılı ve eksenel akılı FDAM'ları güç yoğunluğu, moment yoğunluğu, hacim, toplam ağırlık, maliyet, verim ve mil momentindeki titreşim başlıkları altında karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda tasarlanan eksenel akılı motor, radyal akılı motora göre %68,8 daha fazla güç yoğunluğuna, %209,6 daha fazla moment yoğunluğuna, %40,6 daha düşük hacme, %67,6 daha düşük ağırlığa ve %54,3 daha düşük maliyete sahiptir. Bunun yanında ise, eksenel akılı motorun verimi, radyal akılı motorun %52,67'lik verimine göre %31,9 artarak, %69,5 değerini almıştır. Eksenel motor tasarımına başlanırken hedeflenen durumlar gerçekleşmiş, yeni motor tasarımı ile birlikte güç yoğunluğu arttırılmış ve ağırlık ile hacim düşürülmüştür. Bu iyileştirmelerin yanında ise verimde de bir artış sağlanmıştır. Eksenel motorun radyal motora göre güç, moment yoğunluğunun artması hacmin ve ağırlığının azalmasının temel sebebi tasarımda kullanılan malzeme miktarının azaltılmasıdır. Eksenel ve radyal akılı motorlarda kullanılan malzeme miktarları incelendiğinde, kullanılan ferrit sürekli mıknatıs miktarlarının birbirlerine yakın oldukları görülmüştür. Bunun yanında stator ve rotor laminasyonlarında kullanılan ferromanyetik malzeme miktarı radyal motorda, eksenel motordakinin üç katından fazladır. Bu büyük farklılık ise radyal motorda, 2T civarında doymaya giren ferromanyetik malzemenin çok düşük seviyelerde kullanılmasıdır. Eksenel motorda ise ferromanyetik malzeme dirsek bölgesine yakın bölgede kullanılarak malzemeden çok daha fazla fayda sağlanmakta, bu da kullanılması gereken malzeme miktarını azaltmaktadır. Azalan ferromanyetik malzeme miktarı, hacmin ve ağırlığın küçülmesini güç ve moment yoğunluklarının eksenel motorda artmasını sağlamıştır. Ferromanyetik malzemeden faydalanma katsayısı artarken beraberinde malzemede meydana gelen histerezis ve girdap (eddy) kayıpları toplamından oluşan demir kayıpları artmaktadır. Kullanılan bakır iletken miktarı ise eksenel motorun daha küçük hacimli yapısı sonucu sarım uzunluğunun azalmasından dolayı radyal motora göre oldukça düşmüştür. Ayrıca faz sarım sayısı artmasına rağmen, faz direnci değeri radyal motora göre daha küçüktür. Bunun sebebi ise eksenel motorun yapısı sonucu sarım uzunluğunun radyal motorun sarım uzunluğuna göre oldukça kısalmasıdır. Her iki motor türü için de faz akımlarının değerleri yakın olduğundan, eksenel motorda azalan faz direnci beraberinde daha az bakır kaybı getirmektedir. Sonuç olarak, eksenel motorda demir kaybı artışına rağmen, verim üzerinde daha etkili ve büyük bir değere sahip bakır kaybındaki azalış, radyal motora göre verimi arttırmıştır. Mil momentinde oluşan titreşimler açısından ise, %55 olan radyal akılı motorun mil momenti titreşimi, eksenel motor ön tasarımında artarak %72 değerini almıştır. Daha sonra mıknatıs açısı/kutup açısı oranı, kullanılan mıknatıs hacmi sabit tutularak değiştirilmiş ve eksenel motor momentindeki titreşim %27,5 değerine düşürülmüştür. Yapılan karşılaştırmalardan görüldüğü gibi, eksenel akılı motor tasarımı ile hedeflere ulaşmış ve karşılaştırılan her alanda tasarlanan eksenel akılı fırçasız doğru akım motoru üstün çıkmıştır ve çamaşır makinelerinde kullanılabilecek yeni bir motor olduğunu kanıtlamıştır.

Kırsal yerleşimlerde fotovoltaik enerji ile çalışan su pompalama uygulamaları

This study presents a design and simulation of a simple but efficient photovoltaic water pumping system for Afgoye, Somalia. PVsyst v6.0 software is used to design and perform simulation of water pumping system. The solar data, well characteristics, water demand and storage tank size are input to PVsyst. In addition, the cost and lifetime of PV module, solar pump and controller are input to the software. The output of the software includes the amount of water delivered for daily use to users in Afgoye region, amount of missing water, the excess (unused) PV energy and the system efficiency (performance ratio) during the year. The simulation results have shown the percentage of pump efficiency of the water pumping system and System efficiency of the water pumping system The life cycle cost analysis of pumping water shows that the SPV water pumping system is more economical and feasible compared to Diesel system. The results also indicate that more SPV systems can be installed in the country, replacing the existing more expensive Diesel systems, which would play significant role in achieving the country's Millinium Development Goal (MDG) targets. The consumption of fossil fuels has an environmental impact, in particular the release of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere. CO2 emissions can be greatly reduced through the application of renewable energy technologies, which are already cost competitive with fossil fuels in many situations. Good examples include large-scale solar water heating, and off-grid stand-alone PV systems. Especially, PV has a powerful attraction because it produces electric energy from a free inexhaustible source, the sun, using no moving parts, consuming no fossil fuels, and creating no pollution or green house gases during the power generation. Together with decreasing PV module costs and increasing efficiency, PV is getting more pervasive than ever. A water pumping system needs a source of power to operate. In general, AC powered system is economic and takes minimum maintenance when AC power is available from the nearby power grid. However, in many rural areas, water sources are spread over many miles of land and power lines are scarce. Installation of a new transmission line and a transformer to the location is often prohibitively expensive. Pumps that use PV systems are normally powered by BLDC motors. These motors use the DC output from the PV panels directly. Alternating current (AC) motors are sometimes used, but they require more complex control systems. They also result in less total energy availability due to the electrical losses caused when an inverter is used to convert the BLDC to AC electricity. Because BLDC motors do not require an inverter, utilize a less complex control system, and result in more total energy availability, they are most commonly paired with solar-powered pumps. Uses for Solar Water Pumps in Somalia Solar pumps are very cost-effective for remote applications, particularly where utility interconnect costs more than $5000. That is usually about one-third to one-half mile from the grid. Specific applications include: • Off-grid homes and cabins; • Livestock watering: pond and stream protection, rotational or prescribed grazing, and remote pasturing; • Aquaculture: circulation • Irrigation: best for small scale applications. A typical solar water-pumping system that is installed for a grazing operation includes the PV array, the controller, the pump, and accessories. The size of the array and the pump will be determined by several factors. In this section, the methodology used to determine the size of the system is described along with the general procedures used during installation. Solar water pumps can provide simple and low labor watering options for farms that require water in remote areas. Several general points to keep in mind about solar water pumping include: • Water storage in metal or plastic tanks is used instead of power storage in a battery. This reduces costs and makes the system simpler. A float switch turns the pump off when the tank is full. • An electronic pump controller is used to smooth out the current to the pump. It acts like an automatic transmission in the sense that it helps the pump to start and to operate in low light conditions. • As with the turtle and the hare, slow and steady wins the race. Many solar pumps are made to pump slowly over the course of the day, which allows water to be pushed over considerable distances and vertical rises. Slow pumps can use small diameter piping, reducing the installed cost. Slow pumps require less power and allow the use of limited water resources, such as a slowly recharged well. • To reduce the cost of a system, water conservation must be practiced. PV modules are expensive, and reducing water use in any manner will save on the installed cost. • Solar pumps are generally most competitive in smaller systems where combustion engines are least economical. • Solar pump systems are low maintenance. With automatic shut off from a float valve, they require only occasional inspection. Photovoltaic modules have been around for more than 50 years and have been mass produced since 1979. Due to improvements in manufacturing technology and economies of scale, the cost of PV has fallen by 90% since the early 1970s. PV modules are now readily available in a wide range of sizes from several well established companies. The reliability of PV is such that 20- to 25-year power warranties are typical, with life expectancies beyond 30 years. PV arrays are installed so that they maximize the amount of direct exposure to the sun. That usually means placement in an area clear of shading from buildings and trees, and at an angle equal to the latitude of the location. Analysis of the monthly average radiation at the 32° tilt angle shows that the average monthly radiation in Afgoa Somalia is sufficient for the development of solar PV power project. Further, solar PV water pumping systems require energy mainly during the months. Since the periods of low solar radiation in Somalia coincide with the availability of rainfall (May to August), the availability of sufficient solar radiation to energies the solar PV pumping system is ensured. PV modules, to run the pump, and sun¬light value is determined by the nearest latitudinal coordinate of the well location (between 25° and 30° in Afgoa Somalia ). When you insert this value, Insolation at given latitude 5.784 kWh/day. Daily Water Requirement 4000 liter/day (with multiplier) three day. Finally, wishes that this thesis serves the interests of other students who are interested in power electronics for PV applications and provides encouragement towards more advanced senior project or master's thesis research

Üç fazlı değişken gerilim kıyıcı ile beslenen asenkron motorların park vektorleri ile incelenmesi

Doğrusal olmayan özelliği hesaba katarak sonlu elemanlar yöntemiyle girdap akımı kayıplarının hesabı

Bu çalışmada, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, girdap akımı kayıpları incelenmektedir. İnceleme yapılır ken magnetik alan içerisinde bulunan demir çekirdeğin doğ rusal olmayan özelliği de hesaba katılmıştır. İncelemeye başlarken magnetik alanla ilgili temel denklemler veril miş ve malzeme içerisine yayılan magnetik alanı malzeme boyutlarına bağlı olarak veren genel çözüm denklemi el de edilmiştir. Daha sonra sınır koşulları incelenerek, çözümde uygulanacak sayısal yöntemin açıklamasına geçil miştir. Genel çözüm denkleminin sayısal olarak çözülme si için Galerkin yöntemine dayalı sonlu elemanlar yön temi kullanılmış ve bu yöntem metin içerisinde açıklanır ken diğer sonlu eleman yöntemleri ile ilgili bilgiler ek olarak verilmiştir. Kullanılan sonlu eleman yöntemi açıklanırken elde edilen doğrusal olmayan denklemin for- mülasyonu Galerkin yaklaşımı ile yapılmıştır. Malzemenin doğrusal olmayan özelliğinin hesaba' katılmasında ise mal zemeye ait olan ve deneysel olarak elde edilmiş bulunan mıknatıslanma eğrisinden yararlanılmıştır. Metin içeri sinde elde edilişleri açıklanan sonlu eleman denklemle rinin çözümleri kullanılan bir Fortran IV programı ile yapılmış ve sonuçlar ayrıca verilmiştir. (viij