LEE- Enerji Bilim ve Teknoloji-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19270

Gözat

Dizinde bir noktaya atla:

Türkiye için 2015 yılı kısa vadeli elektrik enerjisi talep tahmininin yapılması

(Enerji Enstitüsü, 2015) Özliman, Yasemin ; Onaygil, Sermin ; 444195 ; Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

Tüm dünyada olduğu gibi Türkiye'de de elektrik enerjisi kullanım ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Bu talebi karşılamak için ülkelerde sürekli olarak yeni politikalar geliştirilmekte, var olan politikalar da ihtiyaca göre sürekli olarak revize edilmektedir. Türkiye enerji kullanım yoğunluğu artış eğiliminde olan bir ülkedir. Bunun için de önümüzdeki yıllar için doğacak enerji ihtiyacını belirlemek, arz ve talep dengesini kurmak birinci önceliğidir. Bu dengeyi sağlayabilmek için ülkemizde yeni tesis kurulumlarını teşvik etmenin yanı sıra; ülke dışından enerji ithal etmek, tesislerin kendi enerjisini üretebilmesi için destekler sağlamak, özellikle de yenilenebilir kaynaklı üretimleri teşvik etmek gibi çok çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Başka bir açıdan değerlendirdiğimizde enerji piyasası dünyanın en önemli piyasalarındandır. Bu piyasanın güçlü bir aktörü olabilmek için Türkiye, ulusal ve uluslararası yatırımcıların piyasadaki etkilerini arttırmayı temel amaç olarak benimsemiştir. Bu amaçla, özellikle elektrik enerjisi üretimi, dağıtımı ve iletimi ile ilgili oldukça köklü değişiklikler yapılmıştır. Bu değişikliklerin başında özelleştirme süreçleri gelmektedir. 1994 yılına kadar Bütünleşik Yapı ile yönetilen, tekel konumundaki Türkiye Elektrik Kurumu'nda 1994 yılında ayrıştırma yapılması ile özelleştirme süreci başlamıştır. 2001 yılına gelindiğinde ise ayrıştırma süreci tamamen gerçekleşmiştir. Ayrıştırma sonucunda Elektrik Üretim A.Ş. devlete ait santaller ile elektrik üretimi yapmakta, Türkiye Elektrik İletim A.Ş. üretilen elektriğin kullanıcıya iletimini sağlamakta, Türkiye Elektrik Ticaret ve Taahhüt A.Ş. elektrik ticaret ve taahhüt faaliyetlerini, Türkiye Elektrik Dağıtım A.Ş. ise 21 özel dağıtım şirketi ile dağıtım işlevini gerçekleştirmektedir. 2001 yılında kurulan Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu ile ayrıştırmanın getirdiği, elektrik iletim ve dağıtım faaliyetleri düzenlenmiştir. Elektrik üretim kısmında ise rekabet oluşmuştur. Bu rekabetin oluşması ile bir takım yeni iş kolları ve iş gereklilikleri ortaya çıkmıştır. Tüketilebilecek elektrik enerjisinin tahmini de bu gerekliliklerden birisidir. Yapılan değişikliklere göre de gelecek yıllar için elektrik enerjisi talebinin tahmin edilmesi çok daha önemli hale gelmiştir. Literatürde, elektrik enerjisinin gelecek için tahmin edilmesine yönelik çalışmalar bulunmaktadır. Bunlardan en çok kullanılanları Eğri Uydurma Yöntemi, Ortalama Yıllık Artış Yüzdesi Kullanımı, Son Kullanım Yöntemi, Yüzeysel Yük Tahmini, Regresyon Analizi ve Yapay Sinir Ağları yöntemleridir. Konu ile ilgili çalışmalar her geçen gün detaylandırılarak devam etmektedir. Ancak pratikte, talep edilen elektrik enerjisi miktarı ile söz konusu tahminlere yaklaşılabilmesi için oldukça fazla değişkenin hesaba katılması gerekmektedir. Bu durum da tahminlerdeki hata payını arttırmakta ve üretilen elektrik enerjisi miktarlarında eksikler veya artıklar oluşmasına yol açmaktadır. Bu çalışmada, 2015 yılı için aylık, Türkiye elektrik enerjisi talebi güvenilir bir şekilde belirlenmeye çalışılmıştır. Araştırma, Türkiye genelinde aylara göre elektrik enerjisi tüketimi üzerine kurgulanmıştır. Bu amaçla, birçok ülkede kullanılan ve güvenirliği test edilmiş bir yazılım olan PLEXOS yazılımı kullanılmıştır. Yapılan tahminlerde kullanılan veri gruplarından en uygun verilerin geçmiş yılların enerji tüketim değerleri, yıllık nüfus verileri ve elektrik enerjisi aylık fiyatları olduğu tespit edilmiştir. Öncelikle 2011 yılından başlayarak, 2014 yılına kadar aylık elektrik tüketim verileri incelenmiştir. Ardından güvenilirlik amaçlı testler yapılarak 2014 yılının açıklanmış verileri ile yazılım sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu doğrulama ile kullanılan yazılımın ve kullanılan verilerin güvenirliği belirlenmiştir. Kıyaslama yapabilmek adına yapılmış diğer tahminlere, ticari amaçlar doğrultusunda yapıldıkları için maalesef ulaşılamamıştır. 2014 yılı için yapılan doğrulama çalışmalarında Ocak, Mayıs, Temmuz, Eylül, Ekim ve Kasım aylarının elektrik enerjisi tüketimleri tahminlerden yüksek çıkmıştır. Diğer yandan söz konusu yıl için elde edilen tüm veriler, "Elektrik Enerjisi Talep Tahminleri Hakkındaki Yönetmelik'de Üçüncü Bölüm, Madde 9. (2) Uygulanacak testlerde seçilecek güven aralığı %10'u geçemez" şeklinde belirtilen güven aralığı sınırlarında kalmıştır. Bu durum kullanılan yazılımın, yapılan testlerde gösterdiği başarıyı 2015 yılı için de doğruladığını desteklemiştir. 2015 yılı için yapılan elektrik enerjisi tüketim tahminleri ise TEİAŞ tarafından aynı yıl için yapılan tahminlerle kıyaslanmıştır. Mayıs ayı için yapılan elektrik enerjisi tüketim tahmini %0,5 hata ile TEİAŞ tahminine en yakın değer olarak bulunmuştur. %8 hata ile TEİAŞ elektrik enerjisi tüketim tahmininden en farklı yapılan tahmin ise Eylül ayındadır. Yapılan tahminlerde Ocak, Şubat, Mart, Haziran, Ekim ve Aralık aylarında TEİAŞ tahmin değerlerinin üzerine çıkılırken; diğer aylarda TEİAŞ tahminlerinden düşük değerler bulunmuştur.
50 MV kurulu güçteki güneş kulesi santralinin tasarımı ve modellenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Karakaş, Yusuf ; Karabetoğlu, Sevan ; 708692 ; Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

Geçmişten günümüze insan faaliyetlerinin sürdürülebilmesini sağlamak amacıyla kullanılan enerji, uygarlığın sürdürülebilirliğinin bileşeni olup, bilimin ve teknolojinin gelişiminde vazgeçilmez bir araçtır. Bugün sahip olunan teknolojik ve bilimsel birikimlerin geliştirilmesi ve yeni bilimsel, teknolojik buluşların ortaya çıkması için direkt veya dolaylı enerji ihtiyacı bulunmaktadır. Enerji miktarı aynı zamanda ülkelerin gelişmişlik düzeyinin bir göstergesi olup, enerji gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin ana ihtiyaçlarından biridir ve dünya genelinde enerji tüketimi sürekli olarak artmaktadır. Fosil yakıtlar günümüzde ihtiyaç duyduğumuz enerjinin büyük bir kısmının üretildiği kaynaklar olup, geri kalan kısmı nükleer ve yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanılarak üretilmektedir. Fosil yakıtların yakılmasıyla ortaya çıkan sera gazlarının atmosferdeki yoğunluğunun artmasıyla küresel ortalama yıllık sıcaklık artışı gibi küresel iklim değişikliği sonuçları gözle görülür nitelikte ivme kazanmıştır. Bu da neredeyse tüm canlı ekosistemlerini barındıran habitatları olumsuz etkilemekte ve devasa miktarda CO2' in çok kısa sürede atmosfere salınımı sebebiyle canlı türlerinde ölümler hatta soy tükenmesi gibi sonuçları beraberinde getirmektedir. Çevre ve canlılara zarar veren fosil yakıtların kullanımı sürdürülebilinir değildir. Önlem alınmadığı takdirde bu zararların bedelinin çok büyük boyutlara ulaşacağı göz ardı edilmemelidir. Bundan dolayı fosil enerji kaynaklarının alternatifi olan yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilen enerjinin artırılması ve sıfır emisyona ulaşılması zorunluluğu gün geçtikçe daha iyi fark edilmesi sağlanmalıdır. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok bulunan ve jeotermal enerji hariç diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının kaynağı güneş enerjisidir. Güneş enerjisinden faydalanılarak direkt veya dolaylı olmak üzere iki metotla enerji üretimi gerçekleştirilir. Direkt yöntemle elektrik üretimi gerçekleştiren fotovoltaik hücreler yarı iletken malzemelerden yapılır ve bir diyot gibi çalışarak güneş ışığında bulunan enerjiyi fotoelektrik etkiden yararlanarak elektrik enerjisine dönüştürür.
Fundamental market model design in turkish power market

(Graduate School, 2022) Özözen, Avni ; Gülgün Kayakutlu ; 766806 ; Energy Science and Technology Programme

Privatization in Turkish electricity industry has started during early 2000s and evolved into a state where private investors are highly motivated to invest in all the layers of supply chain from generation to distribution. As a natural outcome of this development, Turkish energy markets have structured in time, enabling many buyers and sellers to penetrate. The penetration level varies for different energy markets; such that, while the competition in natural gas market is still imperfect and a state firm is dominant, competition level in power market is relatively much higher even though the liberalization is not yet complete. Moreover, as a result of this liberalization and increasing variety of resources used in power generation, the price for kW of electricity in forward, future and spot markets, is determined based on the laws of supply and demand. The elements of supply and demand in power markets are of high variety and the underlying dynamics are ever changing. Nevertheless, the most outstanding principle of microeconomics still apply. Given the supply is sufficient enough, there is always a price tag for higher volumes. In power markets the volumes are the installed generation capacities of various technologies while the price tag on the volume is determined by whether the power plants are running on a cost basis, namely, fuel driven power plants or renewable power plants. On the other hand on the demand side, substitution of other commodities to power is a key element and demand is driven by consumption points and their reactions to drivers like temperature, capacity utilization and GDP. In this thesis a comprehensive modelling of supply and demand elements in power markets are handled with uppermost care. The main purpose of the thesis is to underline the motivations of different power market players and how they act in a common market place to maximize their individual objectives. After sufficient descriptions and historical evidences are presented, a stack model is built to reflect the supply side of power market and demand is handled based on various drivers. Finally the demand and supply is combined in a linear programming model for cost minimization to determine price and quantity factors for each delivery period. As model results clearly show, fundamental models can be utilized for different analysis requirements like the effect of electrical vehicle adoptions on prices or the effect of extensive photovoltaic penetration on hourly price curves and profits on conventional power plants and so on. The outcomes also show an outstanding model performance where prices of the last 10 years have been simulated with 5.8% mean absolute percentage error. Moreover, the generation levels of different dispatchable generation technologies are re-produced with high accuracy. One of the most outstanding highlights is that reservoir hydro power plants have been acting or are dispatched as substitute to gas power plants, which later on will be discussed in the thesis under shadow pricing behaviour of hydro power plants.
Comparative analysis of XGBoost and LightGBM methods for day ahead spot natural gas price forecasting

(Graduate School, 2022) Şahin, Doğukan ; Yurtseven, M. Berker ; 714401 ; Energy Science and Technology Programme

Natural gas is an important part of modern life. Advantages such as being storable, being able to be used in many different places as a primary energy source and being transported in the form of LNG or CNG increase the importance of natural gas. The discovery of new natural gas fields and the importance given to infrastructure, the laws adopted for the liberalization of the market indicate that natural gas will be used in Turkey for many years. In addition, studies aimed at using natural gas with hydrogen in Turkey are promising to increase the life of natural gas. One of the most important criteria for using natural gas in Turkey for many years is predictable prices. Each eligible customer demands predictable pricing and low price. Competition is necessary for liberal markets. Therefore, EPIAS, the market operator, develops the infrastructure of the natural gas market day by day. The weekly product option added to the market after the spot market opened and the opening of the futures gas market are the best examples of this. However, there are very few studies about the spot natural gas market in the literature. This thesis aims increase price predictability in this developing market. In this study, the official reports prepared for the natural gas market were examined first. Later, the dynamics of the spot natural gas market were examined, and a data set was prepared accordingly. The data set is crucial because it is very difficult to get good results without the proper data set. Machine learning applications are very popular and are very effective in solving various problems. In this study, day ahead spot natural gas price prediction was made with two different machine learning algorithms based on decision trees. XGBoost and LightBoost algorithms were utilized and performances of these two algorithms were compared. First, it was concluded that these algorithms over-learn at which value ranges by iterating the number of trees, tree depth and learning rates. A more detailed price prediction was then made using these ranges together with the GridSearch function of the sklearn library. Then the best features for price prediction are determined by the feature selection function of the XGBoost and LightBoost libraries.
Metal oksit-organik hibrit boşluk taşıyıcılı perovskit güneş pillerinin geliştirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-31) Ünal, Yağmur Su ; Yavuz Karatepe, Nilgün ; 301191033 ; Enerji Bilim ve Teknoloji ; Energy Sciences and Technologies

Dünyadaki hızlı nüfus artışı, enerjiye olan ihtiyacı daha da önemli hale getirmiştir. Fosil yakıtlar gibi geleneksel enerji kaynakları sınırlı olup çevre kirliliğine neden olduğundan, alternatif enerji kaynaklarının seçilmesi ve kullanılması kritik önem taşımaktadır. Geleneksel enerji kaynaklarının aksine, güneş enerjisi temiz, güvenilir ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak öne çıkmaktadır. Perovskit güneş pilleri, yüksek verimlilik, kolay üretim ve düşük maliyetleri nedeniyle umut vaat eden yeni tip fotovoltaik teknolojilerden biridir. İlk üretilen perovskit güneş hücrelerinde, güç dönüşüm verimliliği (PCE) ve kararlılık düşük olmasına rağmen, bugün PCE'de % 25'e kadar bir artış gözlenmiştir. PCE'lerde gözlenen bu hızlı artışın nedeni, yeni perovskit malzemelerin ve üretim tekniklerinin geliştirilmesidir. Bununla birlikte, en çok çalışılan perovskit malzemelerin neme ve ısıya maruz kaldıklarında bozulma eğilimi göstermesi hala bir sorundur. Günümüzde, PSC'lerin kararlılığını arttırmak için birçok strateji uygulanmaktadır. Bu stratejilerden biri, yeni tasarlanmış hibrit boşluk taşıyıcı tabakalar(HTM) kullanarak perovskit katmanını havaya karşı korumak ve cihaz stabilitesini artırmaktır. Perovskit temelli güneş hücrelerinin önem arz eden bileşenlerinden biri de boşluk taşıyıcı tabakasıdır. Bu tabaka, aktif perovskit tabakasında oluşan boşlukların ilgili elektroda aktarımının yanı sıra, üzerinde bulunduğu perovskit tabakasını degredasyona karşı koruması gibi kritik fonksiyonlara sahiptir. Cihaz performansı ve kararlılığının yüksek olması açısından yapılan çalışmaların büyük kısmı bu tabaka üzerinedir. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda ağırlıklı olarak Spiro-OMeTAD boşluk taşıyıcı materyal olarak kullanılmıştır. Çözünürlüğünün çok iyi ve boşluk taşıma mobilitesinin yüksek olması en büyük avantajıdır. Ancak, hücrenin ticarileşmesini sağlayacak kriterlere ulaşılamamıştır. Özellikle, UV bölge ışığa karşı kararsız olması, çevre koşulları ile bozulması, düşük kristallanebilirlik ve yüksek sentez maliyeti bu molekülü olumsuz kılmaktadır. Literatürde Spiro-OMeTAD'a alternatif olarak inorganik malzemeler, organik temelli moleküller, polimerler ve metal içeren kompleksler gibi pek çok farklı malzeme boşluk taşıyıcı olarak çalışılmıştır. Ayrıca, tiyofen temelli ditiyenotiyofen (DTT) türevli HTM'ler de alternatif organik yarı iletken malzeme olarak incelenmiştir. DTT, çok çeşitli optoelektronik ve yarı iletken malzemelerin sentezinde önemli bir yapı taşıdır ve türevleri doğrusal olmayan optik kromoforlarda, foto ve elektro ışıldayan cihazlarda ve foto kromik malzemelerde kullanılır. Yumuşak kükürt atomlarının elektron açısından zengin doğası ve rijit düzlemsel π-konjuge yapısı nedeniyle, DTT türevleri gelişmiş boşluk hareketliliğine ve üstün boşluk çıkarma kabiliyetine sahiptir. Ancak, literatürde perovskit güneş hücrelerinde tiyofen türevlerinin boşluk taşıyıcı malzeme olarak kullanıldığı çalışmalar sınırlıdır. Bu nedenle, yeni kaynaşık tiyofen türevlerinin kullanılması ile oldukça pahalı olan Spiro-OMeTAD'a alternatif daha ucuz, kolay sentezlenebilen ve termal olarak daha kararlı boşluk taşıyıcı malzemeler hazırlanmıştır. Tez çalışması kapsamında tasarlanan elektron bakımından zengin kükürt atomlarını içeren kaynaşık tiyofenlerde (DTT-1, DTT-2 ve DTT-3), DTT halkasındaki kükürt atomları hem perovskit yapısında bulunan iyodür iyonları ile etkileşerek daha etkin bir boşluk iletimi sağlanması, hem de perovskit yapısında koordine olmayan kurşun iyonlarını pasifize ederek cihaz performansını iyileştirme hedeflenmiştir. İnorganik boşluk taşıyıcılar her ne kadar sınırlı sayıda olsalar da düşük maliyetleri ve kararlı olmaları nedeniyle hala organik malzemelerle rekabet etmektedirler. Perovskit esaslı güneş hücrelerinde en yaygın kullanılan inorganik boşluk taşıyıcılar CuI, CuSCN, CuAlO2, NiOx, MoOx'tir. İnorganik p-tipi yarı iletken içeren HTM bazlı perovskit güneş hücreleri, organik HTM'lere kıyasla yüksek verim ve uzun süreli stabilite göstermiştir. Bununla birlikte spiro-OMeTAD HTM tabanlı perovskitlerde ise kararlılık daha düşük olmasına ragmen verimler daha yüksektir. Dolayısıyla inorganik ve organik HTM'lerin karıştırılması, stabilitenin ve film kalitesinin arttırılmasına olanak sağlamaktadır. Tez çalışmasının hedefi organik-inorganik hibrit perovskit güneş pillerinin geliştirilmesi ile verim ve kararlılıkta iyileştirme sağlamaktır. Tez çalışması kapsamında, perovskit güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliğini arttırmak için yeni tasarlanmış boşluk taşıyıcı tabakalar geliştirilmiştir. Bu amaçla, metal oksitler (CuO, MoOx, NiOx) ve kaynaşık tiyofenler sentezlenerek kaynaşık tiyofen-metal oksit hibrit boşluk taşıyıcılı tabakalar oluşturulmuştur. Öncelikle metal oksit HTM'ler perovskit güneş pillerinde kullanılmıştır. En yüksek verim % 8.32 ile NiOx boşluk taşıyıcı yapı ile elde edilmiştir. Organik boşluk taşıyıcı olarak kaynaşık tiyofenlerle (DTT) perovskit güneş pilleri üretilmiştir. Ancak, kaynaşık tiyofen bileşiklerinin hidrofob özellikleri sebebiyle kaplama aşamasında sorun yaşanmış ve homojen filmler elde edilemediğinden pil verimleri çok düşük bulunmuştur. Organik-inorganik hibrit boşluk taşıyıcılı perovskit pil çalışmalarında ise en iyi verim NiOx üzerine DTT-1 kaplanan pil ile elde edilmiştir. Ancak, pil verimi NiOx boşluk taşıyıcılı pile göre daha düşük olduğundan alternatif olarak organik kaynaşık tiyofen bileşikleri, aktif tabakaya katkılanmıştır. DTT-1 katkılı pilin verimi %13.52 olarak tespit edilmiştir. Sonuç olarak aktif tabakaya kaynaşık tiyofen bileşiklerinin eklenmesinin pil verimini artırdığı tespit edilmiştir.
Sistem tanılama makine öğrenmesi ve derin öğrenme modelleri ile güneş radyasyonu tahmini

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-08) Kader, Göksel ; Güler, Ömer ; 301141015 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Dünyadaki teknolojik gelişmelerle birlikte enerji ihtiyacı artmaktadır. Modern toplumda artan insan nüfusu ile birlikte insanların günlük ihtiyaçları ve faaliyetlerini yerine getirilebilmesi büyük ölçüde enerjiye bağımlıdır. Fosil yakıtların sonlu enerjiler olması bilinmektedir ve enerji ihtiyacını karşılamak için yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları olarak güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji ve hidroelektrik enerji başlıca doğadan elde edilebilen yenilenebilen kaynaklardır. Özellikle güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi, konvansiyonel kaynakların neden olduğu küresel ısınmayı azaltırken, elektrik enerji talebinin önemli bir kısmını karşılayabilmektedir. Son yıllarda çevresel kaygılar, teknolojik gelişimler ve kurulum maliyetlerinin düşmesine paralel olarak rüzgar ve güneş enerjisi kurulumları büyük bir artış göstermiştir. Yapılan yatırımların fizibiletesi açısından rüzgar hızlarının ve güneş radyasyonunun doğru tahmin edilmesi, güç sistemi tasarımcıları ve şebeke operatörleri için son derece önemlidir.Güneş radyasyonu ölçümü oldukça maliyetli ve sensör bakım işlemlerinin operasyon, planlama ve yatırım maliyeti gibi güçlükleri vardır. Bu çalışma kapsamında güneş radyasyonun tahmini meteorolojik veriler kullanılarak sistem tanılama, makine öğrenmesi ve derin öğrenme tahmin modelleri yardımıyla yapılmıştır. Çalışma kapsamında 2012-2017 yılları arasında Şanlıurfa, Adıyaman, Diyarbakır, Gaziantep ve Hatay illerindeki ölçüm merkezlerinden alınan 10 dakikalık veri setleri tahmin modellerinde ve doğrulamalarda kullanılmıştır. Veri setindeki sıcaklık, nem, hava basıncı, ET0 ve güneş radyasyonu değişkenleri tez kapsamında yapılan analizler sonucunda modelleme ve doğrulama için en uygun değişkenler olarak seçilmiştir. Veri setindeki eksik veriler doğrusal enterpolasyon ile tamamlanmış ve uygun olmayan veriler elemine edilmiştir. Bu tez kapsamında sistem tanılama, makine öğrenmesi ve derin öğrenme tahmin modelleri Şanlıurfa ölçüm merkezi baz alınarak elde edilmiştir. İlk olarak doğrusal sistem tanılama modellerinden olan dışsal kaynaklı otoregresif ve Box-Jenkins yöntemleri kullanılarak doğrusal olarak güneş radyasonu tahmin modelleri oluşturulmuştur. Doğrusal olmayan tahmin modellerinin sonuçları göz önüne alınarak problemin doğrusal olmayan modeller kullanılarak tanılanmasına karar verilmiştir. Doğrusal olmayan sistem tanılama modellerinden olan dışsal kaynaklı otoregresif modeli ve Hammerstein-Wiener modeli kullanılarak doğrusal olmayan güneş radyasyonu modelleri elde edilmiştir. İkinci yöntem olarak makine öğrenmesi modellerinden olan destek vektör makinelerin zaman serisi tahmin modellerine uygulanabilen regresyon modeli olan destek vektör regresyonu ile farklı kerneller kullanılarak ve parametreleri optimize edilerek doğrusal olmayan güneş radyasyonu modelleri oluşturulmuştur. Üçüncü yöntem olarak derin öğrenme yöntemlerinden olan tekrarlayan sinir ağlarının geliştirilmesi ile kullanılmaya başlayan ve güçlü bir doğrusal olmayan modellemeye sahip uzun kısa süreli hafıza modelleri oluşturulmuş, uzun kısa süreli hafıza modeli için hiperparametreler optimize edilmiştir. Performans metrikleri olarak istatistiki çalışmaların hata analizinde kullanılan R kare, ortalama mutlak hata, kök ortalama kare hata ve normalleştirilmiş kök ortalama kare hata kullanılmıştır. Bu tez kapsamında oluşturulan modellerin, Gaziantep, Diyarbakır, Adıyaman ve Hatay verileri kullanılarak doğrulamaları yapılmıştır. Doğrulama sonuçlarına bakıldığında performans metrikleri kriterine göre uzun kısa süreli hafıza modelinin en iyi performansı sergilediği görülmüştür.
Farklı azimut açılarındaki teras çatı fotovoltaik sistemlerinin karşılaştırmalı optimizasyonu

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-10) Cöcen, Cüneyt Karani ; Barutçu, Burak ; 301181044 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Dünyadaki petrol kaynaklı yakıtların hızla tükenmesi ve giderek bir sona yaklaşması, ayrıca bu yakıtların çevre üzerindeki olumsuz etkileri insanlığın yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesine sebep oldu. Bu kaynakların çevreci ve tükenmez özellikte olmaları enerji problemleri çözme konusunda onları çözüm odakları haline getirdi. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisinin önemi son yıllarda giderek arttı. Güneşin dünyamız için sonsuz bir kaynak olması ve güneş enerjisi sistemlerinin maliyetlerinin son yıllarda büyük oranda düşmesi güneş enerjisi teknolojilerini piyasada kuvvetli bir hâle getirdi. İlerleyen yıllarda iklim değişikliğinin önüne geçilmesi ve emisyonların azaltılması gibi nedenlerle enerji üretimindeki payının da giderek artacağı aşikârdır. Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmede kullanılan fotovoltaik paneller, fotovoltaik etki yoluyla elektrik üretmek için güneşten gelen ışık enerjisini kullanırlar. İçlerindeki yarı iletken malzemeler yardımıyla güneş ışığını elektrik enerjisine çevirirler. Bu ilk kez Edmond Becquerel'in 1839'da fotovoltaik etkiyi keşfetmesiyle başladı ve Charles Fritts tarafından ilk güneş pillerini icat edildi. Güneş enerjisinin Türkiye' deki kullanımı 1970'li yılların sonundan başladı. 2017 yılında Türkiye, Avrupa enerji pazarında en yüksek kapasite artışı gösteren ülke oldu. İlk laboratuvar ölçekli güç santrali Didim'de Elektrik İşleri Etüt İdaresi öncülüğünde tesis edilmiştir. 2019 yılında; Türkiye'nin en büyük GES'i olması planlanan YEKA-1 projesi başlatılmıştır. Güneş pilleri birinci, ikinci ve üçüncü nesil hücreler olarak sınıflandırılabilir. Birinci nesil hücreler geleneksel veya gofret bazlı hücreler olarak da adlandırılırlar. Kristal silikondan yapılmış çok kristal silikon ve tek kristal silikon gibi malzemelerdir. Amorf silikon, CdTe ve CIGS hücreleri içeren ince film güneş pilleri ikinci nesil hücrelerdir. Hâlâ araştırma veya geliştirme çalışmaları devam eden ve bir dizi ince film teknolojisini içeren üçüncü nesil güneş pilleri, gelişmekte olan fotovoltaikler olarak tanımlanırlar. Fotovoltaik paneller çevreyi kirletmez ve düşük işletme maliyetleri ile 20-30 yıl ömre sahiptirler. Fotovoltaik modüller zemine, çatıya kurulabilir veya binaların pencere ve cephelerine entegre edilebilir. Yere monte fotovoltaik sistemine erişim kolaydır ve bakım maliyetleri daha düşüktür, ancak kentsel alanlarda arazinin mevcudiyeti ve maliyeti, yere monte fotovoltaik sistemleri için önemli bir sorundur. Kentsel ortamlardaki çatı alanları, güneş enerjisi kolektörleri ve fotovoltaik panelleri dâhil olmak üzere güneş enerjisi cihazlarının kurulumu için uygun yerler olarak kabul edilir. Binaların en çok güneşe maruz kalan yüzeylerinin çatılar olması ve diğer bölümlere göre, performanslarını olumsuz etkileyen etkenlerin az olması sebebiyle, fotovoltaik paneller daha çok enerji üretimi için genellikle çatı yüzeylerinde kullanılmaktadır. Ayrıca çatı fotovoltaik sistemleri arazi maliyeti içermez. Fotovoltaik güç sistemleri, genellikle şebekeye bağlı (on grid), şebekeden bağımsız (off grid) ve karma (hibrit) sistemlerdir. Şebekeye bağlı olmayan veya şebekeden bağımsız sistemler; sisteminde dışarıdan bir elektrik bağlantısı bulundurmadan tasarlanan sistemlerdir. Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerde ise şebeke ile bir alışveriş söz konusudur. Bu sistemlerde, fotovoltaik sistemden üretilen enerji ihtiyaçtan fazla ise depolama yapılmaksızın şebekeye iletilir. İhtiyaçtan az enerji üretildiği zamanlarda ise şebeke bağlantısından enerji alınır. İki farklı sistemin ortak kullanımı ile oluşturulan sistemlere ise karma veya hibrit sistemler denilmektedir. Güneş radyasyonunun değişken doğası nedeniyle, fotovoltaik güneş enerjisinden güç üretimi, geleneksel enerji santrallerine kıyasla dalgalanır, bu yüzden güç maliyeti artar. Elektrik üretimi panelin üzerine düşen güneş radyasyonu ile doğru orantılı olacak şekilde ne kadar fazla olursa o kadar artacaktır. Bu sebeple, panel yerleşimleri fotovoltaik sistemlerin tasarımında ilk sıralarda gelen başlıklardan biridir. Güneş takibi yapan sistemler yardımıyla %20-40 oranında daha fazla güneş enerjisi yakalanabilmesine rağmen, takip sistemlerinin maliyeti ve takip için fazladan enerji ihtiyacı duyması sebebiyle, uygulamaları sınırlıdır. Bu nedenle, güneş kolektörünü sabit bir optimum eğim açısı değerine ayarlamak genellikle daha uygundur. Ancak kullanıcıların sabit güneş panelleri tarafından toplanan güneş enerjisini maksimize etmek için güneş panellerinin eğimi ve yönüne ilişkin doğru hesaplamalara ihtiyacı vardır. Bunun yerine uzun yıllar boyunca, güneş ışınımının yatay bileşenlerini saatlik, günlük ve aylık olarak tahmin etmek için farklı ampirik modeller kullanılmıştır. Bu modeller ile zaman, mevsim ve konum gibi farklı faktörler temelinde eğim açısını ve oryantasyon açısını değiştirerek güç üretim maliyetini iyileştirmek mümkündür. Ancak fotovoltaik modüllerinin bu eğim açısı, paralel fotovoltaik modüllerinin karşılıklı gölgelenmesine neden olur. Bu gölgeleme, fotovoltaik sisteminin verimliliğini azaltır. Paralel fotovoltaik modüllerinin artan sıra arası mesafesi ile karşılıklı gölgeleme azalır, ancak çok büyük bir mesafe, zemine monte konfigürasyon durumunda arazi maliyetinde bir artışa ve çatı konfigürasyonu durumunda çatı kullanım alanında bir azalmaya neden olur. Bu nedenle, enerji verimini en üst düzeye çıkarmak amacıyla optimize edilmiş bir sıra arası mesafe belirlenir. Güneş enerjisi sistemlerinin doğru kullanılması verim açısından önemlidir. Doğru kullanım ancak doğru fizibilite, doğru dizayn ve doğru kurulumdan geçer. Bu çalışmada da İstanbul ili için teras çatı sistemlerinin karşılaştırmalı optimizasyonu yapılmıştır. Hesaplamalar yapılırken üç senaryo üzerinde çalışılmıştır ve ayrı ayrı bu senaryolar için Matlab programı kullanılarak hesaplamalar yapılmış elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. İlk senaryo çatının solar azimut yönünde olduğu ve panellerin bu yönde çatının kenarlarına paralel olarak yerleştirildiği senaryodur. İkinci senaryo çatının solar azimut ile sabit bir açı yaptığı ve yine panellerin çatı kenarlarına paralel olduğu senaryodur. Üçüncü senaryo ise çatının solar azimut ile sabit bir açı yaptığı ama panellerin solar azimut yönünde olduğu senaryodur. Tüm bu senaryolardaki yerleşimler İstanbul ili için yılın herhangi bir tarih ve saati için, farklı eğim ve azimut açılarında çatı sisteminden elde edilen maksimum sistem güç miktarları hesaplanmıştır. Hesaplamalarda Bölüm 8 ve Bölüm 9'da verilen denklemler kullanılmıştır. Karşılaştırma yapılırken farklı azimut açılarındaki teras çatılardaki panel yerleşimleri; bina azimutu ve solar azimuta göre yerleştirildiği için bu farklı yerleşim şekillerinin sonucunda, panellerin konumlarında, sayılarında ve güneş açılarında dolayısıyla toplam elde edilen güçlerde farklılıklar olmuştur. Sonuç olarak bir sistem kurulumu yapmak için ilk önce binanın solar azimut açısının bilinmesi ve bu açıya göre değişkenlerin tespit edilmesi gerekmektedir. Farklı açılar ve parametreler altında farklı sonuçlar elde edilmektedir. Optimum sistem kurulumunun yapılabilmesinin ise değişkenler tespit edildikten sonra mümkün olacağı sonucuna varılmıştır.
Fabrication of SWCNT/AgNW/PEDOT: PSS nanocomposite transparent conductive films

(Graduate School, 2022-02-11) Akyüz, Serra Melek ; Kartepe Yavuz, Nilgün ; 301171054 ; Energy Science and Technology

Transparent conductive films have become critical components in modern devices due to rapid developments in science and technology. These devices range from touch screens to solar cells that reach out to a large proportion of the industry and our daily lives. To date, progress in nanotechnology has led to the discovery of unique nanomaterials such as carbon nanotubes, metal nanowires, and conductive polymers. These nanomaterials have sparked many researchers' attention towards extensive research. However, it has been determined that each material has a number of drawbacks as well as benefits that restrict its use in large-scale production processes. Thus, researchers have focused their efforts on developing nanocomposites consisting of different materials in order to overcome the limitations imposed by these single components. The primary objective of this study is to develop nanocomposites that derive from SWCNTs, PEDOT:PSS and AgNWs to obtain highly conductive and transparent thin films. Highly conductive TCFs were prepared by dispersing SWCNTs in an NMP solution by spray coating method. Optoelectronic properties were studied by the effect of spray gun carrier gas pressure, concentration and volume sprayed onto the substrates. The prepared thin films were subjected to post treatments with nitric acid (HNO3) using different treatment methods and times in order to improve the electrical conductivity. To further investigate the effect of p-doping in SWCNT thin films, HNO3 treatments were combined with thionyl chloride (SOCl2). The experimental results indicated that spray coating is an effective method to obtain highly conductive films without any chemical treatment, resulting in 273 Ω/sq sheet resistance, at 84 % in the visible range. Additionally, the optimized films treated with both HNO3 and HNO3/SOCl2 showed great improvements at 83% - 85 % in the visible range and in sheet resistances followed by 98 Ω/sq and 103 Ω/sq with very good FOM values (1.6 x 10-3 and 2 x 10-3, respectively). The SWCNT films were introduced to different PEDOT: PSS dispersions (PH 1000, PH 500, Clevios FET) and thin films were fabricated with the spin coating method. Sheet resistance and optical transparency measurements of the films with different PEDOT: PSS solutions were evaluated, and the film quality of the films was also taken into consideration in determining the optimum concentration. The effect of DMSO on the overall conductivity of SWCNT/PEDOT: PSS thin films was also investigated in this thesis. As a result of these investigations, Clevios FET dispersions showed better film performance while the high acidity of PH 1000 and PH500 deteriorated the SWCNT film surface during spin coating fabrication. The sheet resistance of SWCNT/FET film was measured as 142 Ω/sq with a transmittace of 55%. Additionally, the DMSO post-treatments were found to be effective to decrease the sheet resistance of films fabricated using PH 500 dispersions, while the SWCNT/FET films were negatively impacted by the treatment. The inverse effects of the post-treatment method can be explained by the differences in PH 500 and Clevios FET's morphological structures and can be matched with other studies in the literature. The addition of AgNWs were incorporated into SWCNT and PEDOT:PSS inks using two different wet coating techniques. For the first strategy, the AgNWs were added to the PEDOT: PSS dispersion, and the SWCNT/PEDOT:PSS-AgNW nanocomposites were fabricated by the spin coating method. In the second approach, AgNWs were mixed into the SWCNT ink and films fabricated by the spray coating method. The PEDOT:PSS dispersion was spin coated in the final assembly of SWCNT-AgNW/PEDOT:PSS films. The addition of AgNWs did not result in a significant decrease in sheet resistance with either approach. The high surface resistance can be associated with the AgNWs' low electrical conductivity due to their low aspect ratio, bulk impurities, and/ or acid corrosion of AgNWs lead by PEDOT:PSS. SWCNT-AgNW/PEDOT:PSS nanocomposite made with the second method showed the best performance among these two methods, where the resistance of the film was measured as 220 W/sq with a 55% transmittance.
PTC ısıtıcı ünitesi geliştirilmesi tasarımı ve analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-11) Tabancacı, Altay ; Çolak, Üner ; 301121035 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Son yıllarda araç içi termal konfor talebi, günden güne artmış ve taşıtlarda en çok aranan özelliklerden birisi haline gelmiştir. Taşıt konforunu arttırmak üzere yapılan, iklimlendirme ve havalandırma sistemlerine (HVAC) yönelik araştırma ve geliştirme çalışmalarında da büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu araştırmalar, araç içi konforu sağlamanın yanında, araç termal verimliliği üzerine de yapılmakta ve araç içi iklimlendirme sistemlerinde, termal verim her geçen gün önem kazanmaktadır. Elektrikli araçlarda; ana ısıtma sistemi olarak kullanılan PTC (Positive Temperature Coefficient) ısıtıcılar, araç iç ortam sıcaklığını hızlıca konforlu olarak kabul edilen sıcaklıklara ulaştırabilir. İçten yanmalı motorlu araçlarda ise; konvansiyonel olarak motor çalıştırıldıktan sonra motorda oluşan artık ısı, fan vasıtasıyla, hava kanallarından geçirilerek araç içerisine verilmektedir. İçten yanmalı motorlu araçlarda kullanılan bu yaklaşım verimlidir. Ancak soğuk iklim şartlarına sahip bölgelerde ve dizel araçlarda, motorun ısınma süresine bağlı olarak buzlanmanın çözülmesi ve araç içinin ısıtılması uzun zaman alabilmektedir. Bu durum araç iç ortam sıcaklığı, konforlu olarak kabul edilen sıcaklıklara ulaşana kadar geçen sürede yolcuların konforsuz hissetmesine neden olmaktadır. PTC ısıtıcılar, özellikle içten yanmalı motorlu, orta-üst sınıf ve soğuk bölgelerde kullanılan araçlarda, kabin içi yardımcı ısıtma sistemi olarak kullanılmaktadır. Soğuk havalarda araç motorunun ısınma süresi boyunca ana ısıtıcı sistemi destekleyerek, 30 saniye gibi kısa sürede kabin içi konfor koşullarına ulaşılmasını sağlar. Aracın içine yönlendirilen hava PTC ısıtıcıdan geçerek, kabine içerisinde ısıtma sağlanması ve buz çözme gibi termal sorunların giderilmesinde kullanılır. Isıtıcı, içerisinde genellikle, polikristal seramik katkılı sıkıştırılmış baryum titanat (BaTiO3) malzemesinden üretilen PTC teknolojisini kullanmaktadır. Çalışmada kabin içi iklimlendirme sisteminde kullanılmak üzere termo-ekonomik performansı yüksek, özgün bir PTC ısıtıcı tasarlanması amaçlanmıştır. Projenin literatür araştırmaları sırasında, otomotiv sektöründe kullanılan benzer ürünler incelenmiş, bunun yanında konu ile ilgili makale ve patentler de incelenerek ürünlerin tasarımındaki eksikler ve iyileştirilebilecek noktalar tespit edilmeye çalışılmıştır. Araştırmalar kapsamında daha çok ürünlerin geometrik şekilleri, ısı transfer yüzeyleri, bağlantı noktaları ve patente konu tasarımsal detayları incelenmiştir. Çalışma kapsamında; elektrikli ve motorlu araçlarda kullanılan PTC ısıtıcı sistemlerinin tasarımı, boyutlandırılması ve optimizasyonu, temel ısı transferi, akışkanlar mekaniği, hesaplamalı akışkanlar dinamiği CFD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Literatür taraması ve mevcut ürünlerin incelenmesi sırasında iki farklı üretim yönteminin ön plana çıktığı görülmüştür. Çalışmanın başlangıcında bu yöntemlerden biri olan PTC çubuklara ısı transferi kanatların geçirildiği, eklemeli tasarımlar üzerine araştırmalar yapılması tercih edilmiştir. Ancak yapılan tasarımların karmaşıklığı ve üretim zorlukları fark edilmiş aynı zamanda ısıtıcı üzerindeki, sıcaklık dağılımlarının homojen olmadığı görülmüştür. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında üretim ve montaj kolaylığı ve yüksek ısı transferi özellikleri kabiliyetleri nedeniyle alüminyum ekstrüzyon yöntemi ile üretilen modellerin kullanılmasına karar verilmiştir. Her iki yöntemin de sayısal modelleme tekniği ve analizlerinde uygulanan yöntemler benzer olduğundan, çalışmanın tamamında aynı CFD modelleme parametreleri kullanılmıştır. Bu parametreler ekstrüzyonla üretim metoduna göre geliştirilen yeni tasarımlara da uygulanmıştır. Karşılaştırmalı analiz çalışmaları sonrasında, farklı PTC ısıtıcı tasarımları yapılmıştır. Bu tasarımların CFD analizlerinin yapılabilmesi için, sayısal modelleme tekniği, sınır şartları ve çözüm metotları belirlenmiştir. Bu bilgiler ışığında yapılan konsept tasarım ve geliştirme faaliyetlerine dair tasarımların yapılmasında CAD (Computer Aided Design) yazılımı olarak NX-Siemens, CFD analizlerinin yapılmasında ise Ansys-Fluent 19 yazılımı kullanılmıştır. Analiz çalışmaları 64 GB RAM ve 16 çekirdek işlemci gücüne sahip iş istasyonuyla yürütülmüştür. Tüm çözümler zamandan bağımsız ısıl (steady state thermal), örtük (implicit), basınç temelli (pressure-based), üç boyutlu (tree-dimensional) ve tekil hassasiyetli (single precision) olarak yürütülmüştür. Ansys-Fluent ortamında yapılan analizlerde temel amaç, birim alanda yüksek ısı transferi sağlayacak tasarımlar ortaya koymaktır. Bu bağlamda, PTC ısıtıcının ısıl ve aerodinamik performansını arttırmak ve tasarıma bağlı dirençleri azaltmak adına farklı tasarımlar denemiştir. Farklı PTC ısıtıcı tasarımları için gerçekleştirilen analiz sonuçları ısıl kapasite (W), basınç kaybı (Pa) ve birim malzeme başına elde edilen ısıl kapasite (W/m3) parametreleri temel alınarak kıyaslanmış ve optimum tasarım belirlenmiştir. Yapılan analizler sırasında elde edilen veriler, farklı tasarımların etkilerini ayrı ayrı göstermekte ve özgün bir tasarım ortaya koyabilmek için geliştirme faaliyetine katkıda bulunmaktadır. Yürütülen bu iteratif süreç soncunda elde edilen her bir analiz sonucu PTC ısıtıcı tasarımını optimize etmek için kullanılmıştır. PTC ısıtıcı kanat tasarımında, NACA simetrik kanat profilleri tasarımından yola çıkılarak geometrik iyileştirmeler yapılmıştır. Böylece sınır tabakaya yakın daha düşük türbülansla sessiz çalışan bir ısıtma sistemi tasarlanmıştır. Kullanılan bu profil aynı zamanda sınır tabakada gerçekleşen ısı transferinin de arttırılması ile sağlanmıştır. Ayrıca, kanat üzerindeki ısı dağılımını iyileştirmek için; PTC termistöre yakın bölgelerde taban et kalınlığı arttırılarak, PTC'nin oluşturduğu ısının soğrulabileceği bir kütle oluşturulmuş, hem de bu bölgede uzayan finler ile havaya olan ısı transferi artırılmıştır. PTC termistörden en uzak bölgede görece geniş geçiş delikleri kullanılarak akış yönlendirilmiş ani basınç düşüşlerinin önüne geçilmiştir. Böylece otomotiv firmalarının teknik şartname isterlerinde de yer alan basınç düşüş değerleri yakalanmış aynı zamanda, ani basınç düşüşlerinde oluşan ıslık sesinin önüne geçilmiştir. Yapılan iyileştirmeler ile sektörde kullanılan ürünler arasında yapılan karşılaştırmalarda, ortalama kanat yüzey sıcaklıklarında 20°C'lik bir artış sağlanmıştır. Isıtıcı çıkışında hava sıcaklığının 7.7°C yükseldiği görülmüştür. Çalışma sonunda ortalama yüzey kanat sıcaklığı arttırılmış, muadil ürünlerle kıyaslandığında daha yüksek güç değerlerine ulaşılmıştır. Aynı kesit alanında ısıtma kapasitesinde %44'lük bir artış sağlanmıştır. Çalışma sonunda ortalama kanat yüzey sıcaklığı arttırılmış, muadil ürünlerle kıyaslandığında daha yüksek güç değerlerine ulaşılmıştır. Geometrik tasarım, iyileştirilmiş ısı dağılımı bu gelişmelerde etkili olmuştur. Ayrıca akışkan ve alüminyum arasında ısı transferini arttırmak için yüzeyler yumuşatılmıştır. Bu durum basınç farkının istenilen düzeyde kalmasını sağlarken akışın sınır tabakasına yaklaşması sağlanmıştır.
Türkiye elektrik enerjisi talep tarafı esneklik analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-16) Sağlam Alper, Mehtap ; Güler, Önder ; 301091104 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

İklim değişikliği ile mücadelenin küresel ölçekte önem kazandığı günümüzde; sera gazı salınımına yol açan fosil yakıtlara dayalı enerji üretim politikalarından vazgeçilmekte ve enerji talebinin sera gazları bakımından temiz olan yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanması öncelik kazanmaktadır. Öte yandan, merkezi üretim yerine değişken ve dağıtık üretimin yaygınlaşması, şebekede esneklik ihtiyacının artmasına ve şebeke işletiminde mevcut durumda faydalanılan esneklik araçlarının yetersiz kalmasına yol açmaktadır. Sosyal refah düzeyi bakımından gelişmiş olan ülkeler, şebekelerde artan esneklik ihtiyacını karşılamak üzere enerji depolama sistemleri, talep tarafı katılımı ve benzeri yeni esneklik çözümlerini hayata geçirmekte ve piyasa yapılarını buna göre şekillendirilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında, yatırım maliyetinin sıfıra yakın olması, uygulama kolaylığı ve enerji verimliliğine katkı sağlaması sayesinde yeni esneklik seçenekleri arasında ön plana çıkan talep tarafı katılımı; geçmişten günümüze kadar olan gelişim süreci, uygulama türleri, piyasa modelleri ve yurt dışı örnekleri çerçevesinde kapsamlı bir biçimde ele alınmaktadır. Ayrıca, Türkiye açısından talep tarafı katılımının mevcut durumunun; ulusal stratejiler, yasal altyapı ve piyasaya erişim bakımından değerlendirmesine yer verilmektedir. Bunun yanı sıra, talep tarafı esnekliğinin ölçülmesinde referans alınan temel tüketim değerinin belirlenmesine ilişkin yöntemler araştırılarak, talep tarafı için kurgulanan piyasa veya program yapısına uygun bir yöntemin belirlenebilmesi için esas alınması gereken temel ilkeler ve parametreler üzerinde durulmaktadır. Son olarak, ülkemizde 2021 yılı itibarıyla yan hizmetler piyasasında devreye alınmış olan talep tarafı yedeği hizmeti kapsamında düzenlenen temel tüketim değerinin belirlenmesine ilişkin metodoloji incelenerek söz konusu yöntemin tüketim tahmin performansı, örnek tüketim tesislerinin geçmiş tüketim verilerinden faydalanılarak analiz edilmektedir. Ayrıca, ülkemizdeki metodoloji ile tez çalışması kapsamında araştırılan yurtdışı uygulamalarında kullanılan geçmiş tüketim verilerine dayalı temel tüketim değeri belirleme yöntemleri kıyaslanarak; yurtdışı örneklerinde sıklıkla faydalanılan gün içi düzeltme yöntemleri incelenmektedir. Bu çerçevede, talep tarafı yedeği hizmeti kapsamında, hizmetin niteliklerine uygun bir gün içi düzeltme katsayısı belirlenerek mevcut metodolojiye eklenmekte ve seçilen örnek tüketim tesisleri için metodolojinin tahmin performansına ilişkin analizler, düzeltme katsayısını da içerecek şekilde tekrar edilmektedir. Sonuç kısmında ise, mevcut metodolojinin ve düzeltme katsayısı eklenen metodolojinin tahmin performansına ilişkin analiz sonuçları karşılaştırılmak suretiyle ülkemizde kurgulanan temel tüketim değeri belirleme metodolojisinin iyileştirilmesine ilişkin öneriler sunulmakta ve günümüzün değişen dinamikleri karşısında ulusal elektrik şebekemizde arz güvenliğini sürdürülebilir kılmak üzere esneklik seçeneklerinden faydalanama konusunda geleceğe yönelik değerlendirmelere yer ver verilmektedir.
Darbeli detonasyon motoru (DDM) ile farklı konfigürasyonlarda detonasyon dalgası oluşturma

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-21) Bulut, Ali Cem ; Çakan, Murat ; Tunçer, Onur ; 301171034 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Darbeli patlatma, mevcut motor sistemlerinden daha verimli itki üretmek için yakıtın patlatılmasını içeren bir tahrik teknolojisidir. Teorik araştırma ve deneyler ile, tekno-lojisinin mekanik basitliği, termodinamik verimliliği sayesinde mevcut motor tiple-rinden daha verimli olduğu gösterilmiştir. Darbeli Detonasyon Motoru(DDM), yak-laşık olarak Mach 2.3'e kadar hızlarda karşılaştırılabilir. Ramjet motorlarından daha yüksek bir özgül itme ürettiğinden, çok aşamalı bir tahrik sisteminin parçası olarak kullanım için uygundur. DDM, bir ramjet veya scramjet motor için statik itme sağla-yabilir veya turbofan sistemleriyle birlikte çalışabilir. Bu nedenle, havacılık, uzay ve askeri endüstrilerin birçok sektöründe potansiyel uygulamalarda görülmektedir. Bu-nunla birlikte, DDM'nin pratik kullanımını görebilmesi için üstesinden gelinmesi gereken mühendislik zorlukları vardır. Patlama sürecini başlatmak, sürdürmek ve sürekli kılmak için mevcut yöntemlerin iyileştirilmesi gerekiyor. Bu amaçla, birçok kurum ve kuruluş bu gelişimi sağlamak için farklı süreçler geliştirdi. Farklı yakıt, tasarım, püskürtme, türbülans yöntemleri, patlama bölgesindeki boyutlar ve sıcaklık-lar gibi parametrelerle detonasyon dalgasını sürekli ve sabit kılmak üzerine çalışıyor-lar. Aynı şekilde buradaki araştırma ekibi de bu değişen tasarım kombinasyonlarını bizzat yerinde deneyerek aynı çalıştaya katkı yapmayı hedefliyor. Detonasyon dalga-sını üretmek ve stabil kılmak için en uygun tasarımı ve parametreleri bulmak için gereken deneysel çalışmaları yapıldı. Sonuç olarak, çoğu test vakasında arka çekir-dek-gövde basıncı bilinmiyordu. Basınç ölçümünün belirsizliğine teorik olarak kavi-tasyon ve keskin kenar yaklaşımı ile yaklaşılsa da enerji kaybı ve farklı hızlarda ve sıcaklıklarda hazne dolumu gibi değişkenler nedeniyle farklı belirsizliklerle basınç ölçümüne neden olabilirdi. Enjektörlerde oluşan basınç ve enerji kayıpları ve enjek-tördeki yakıtın homojenliği tam olarak bilinmemektedir. Normal tasarım koşulları, 350 -500 mm boru boyları, 200 mm yay uzunluğu, 10, 20,25 mm yay adımları, 2, 2,5 yay tel kalınlıkları, farklı aralık tasarımları ve farklı aralık mesafelerine sahip dik-dörtgen 4 veya 5 engel, 2- 5 mm^2 dikdörtgen geçiş alanları, 0-200 °C sıcaklık fark-ları, farklı püskürtme stilleri ve ince delikli ve araç enjektörleri gibi farklı enjektör tasarımları, hidrojen ve kerosen gibi farklı yakıt kullanımı, farklı basınç sensörü ko-numlandırma, 0,5-3 stokiyometrik oranlarda, 1 - 12 bar basınçlı yakıt ve oksitleyici, 0 - 5 sn tutuşma süreleri arasında farklı kombinasyonlar üretilerek testler yapılmıştır. Patlama dalgası oluşumu 350 mm uzunluğunda, 10 mm çapında, 1/3 parçada 2 mm et kalınlığında, 10 mm hatve yayı geometrik koşullarında, oda sıcaklığında, stokiyo-metrik oran 1.1, 5 g/s hidrojen ve 40 g/s'de en güçlüdür. s Akış hızlarında ateşlenerek oksijen gazı elde edilmiştir. Güçlü patlama dalgaları olarak değerlendirilen sonuçlar-da 14 bar basınç ve 3266 m/s hız elde edilmiştir.
Enerji verimliliği uygulamalarında adaptif yol aydınlatmaları

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-28) Aslan, İsa ; Onaygil, Sermin ; 301171019 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Sokak aydınlatmaları ulaşım sisteminin önemli bir alt yapısını oluşturmaktadır. Standartlar doğrultusunda tasarlanmış bir aydınlatma sistemi trafik kazalarının azaltımını sağlarken, aynı zamanda sokakta işlenebilecek suçların önlenmesine de yardımcı olmaktadır. Sokak aydınlatmalarının uzun saatler çalışıyor olması ise insanların gece dışarıda özgürce dolaşmalarını sağlayarak sosyoekonomik yapının gelişiminde yardımcı olmaktadır. Aydınlatma günlük hayatımızda önemli bir rol oynuyor olmasına rağmen, ekonomik ve çevresel açıdan getirmiş olduğu mali yüklerden dolayı, sistemin sürdürülebilir olması önemli bir parametredir. Dünya üzerinde artan nufüs, kısıtlı olan enerji kaynaklarının kullanımını bir kez daha gündeme getirmiştir. Bundan dolayı enerji tüketiminin azaltılması, yaşam standartları ve konfordan ödün vermeden enerjinin doğru ve verimli bir şekilde kullanılması için çalışmalar yapılmaktadır. Şehir içi enerji tüketiminde önemli bir paya sahip olan sokak aydınlatmalarının da sürdürülebilir, güvenilir ve enerji verimli sistemler olarak tasarlanması için standartlar hazırlanmakta ve projeler yürütülmektedir. Teknolojide yaşanan gelişmeler ile daha az bakım gerektiren ve daha az enerji tüketimi sağlayan LED'li sistemler aydınlatma tasarımlarında yerini almıştır. Yol aydınlatmalarında LED'e dönüşüm ile elde edilebilecek enerji tasarruf değerlerinin yüksek olabilmesi için trafik güvenliğini tehlikeye sokmayan kontrol stratejileri ile otomasyon sistemlerinin kullanılması önerilmektedir. Otomasyon sistemleri kullanılarak yaratılacak kontrol stratejilerinin, yol aydınlatma standartlarında belirtilmiş olan aydınlatma kalite kriterlerinden ödün verilmeden gerçekleştirilmesi beklenmektedir. Değişen çevre koşulları, yolun kullanım durumu ve trafik akışındaki yaşanan değişimlerin anlık olarak takip edilmesi ile yeni aydınlık seviyeleri yaratılarak bu kalite kriterlerinin korunumu sağlanabilmektedir. Ayarlanabilir yol aydınlatması olarak tanımlanabilen bu sistemler Adaptif Yol Aydınlatması – ARL diye adlandırılmaktadır. Son yıllarda ARL sistemi hakkında yapılan çalışmalar yoğunluk kazanmış olsa da mevcut literatürdeki çalışmalar genellikle laboratuvar ortamında oluşturulan prototip sistemler ya da simülasyon şeklindeki uygulamalardır. Gerçek yol tesisatlarında farklı strateji ve senaryoların uluslararası standartlara göre uygulandığı saha çalışmalarının sayısı azdır. Bu konuda yol gösterici örnek uygulama, rapor ve şartname çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada doğru tasarlanmış LED'li yol aydınlatmalarında farklı kontrol stratejilerine sahip Adaptif Yol Aydınlatması uygulamalarının enerji tasarruf oranlarına katkılarının incelenmesi amaçlanmıştır. Enerji tasarruf oranları, taslak çalışması yürütülen EN 13201-5 standartında tanımlanmış enerji performans göstergeleri kullanılarak hesaplanmıştır. Mevcut durumda YBSBL'lı armatürlerle aydınlatılan M2 aydınlatma sınıflı yolun LED'e dönüşümü ile başlanmış, güneş batış ve doğuş saatlerine göre yol aydınlatmasının çalıştığı süreler, trafik yoğunluğu değişimi, ortam koşulları ve yağmurlu gün sayısı gibi veriler analiz edilerek yol aydınlatması otomasyon senaryoları oluşturulmuştur. LED'e dönüşüm ile %68,19 oranında enerji tasarrufu sağlanmıştır. Sonraki süreçte yolda önceden öğreti sistemine dayalı merkezi kontrol stratejisi (statik) ile araç takip sistemli stratejilerin (dinamik) birlikte kullanıldığı hibrit stratejili bir kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Statik ARL uygulaması ile %35,57 oranında ek enerji tasarrufunun elde edilebileceği, hibrit ARL uygulaması ile tasarruf oranının %45,93'e yükseleceği hesaplanmıştır. Yağış koşulları dikkate alındığında, statik adaptif ARL uygulaması ile %23 oranında enerji tasarrufu sağlanırken, hibrit ARL uygulamasında yağışlı koşullar dikkate alındığında enerji tasarruf oranı %29,69'a düşmektedir.
Alternatif süperkritik karbondioksit çevrimlerinin termodinamik analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-04-22) Boyan, Hacı Osman ; Çolak, Üner ; 301181049 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Fosil kaynak temelli insan yaşamının yol açtığı etkiler, tabiatta ve günlük hayatta artık görünür hale gelmiş ve tehlikeli boyutlara ulaşmıştır. Enerji üretiminde, hava, kara ve deniz taşımacılığında, ulaşımda neredeyse tamamen fosil kaynaklara bağlılığımız atık ve iklim sorunlarına yol açmıştır. Geri dönülemez noktaya hızla ilerlerken fosil kaynaklara bağlı olduğumuz sektörlerdeki alışkanlıkların da değişmesi gerekmektedir. Dünyada, enerji üretiminde, yaklaşık %60 oranında fosil yakıtlı santraller, %10 civarı ise nükleer santraller kullanılmaktadır (IEA, 2020). Karbondioksit ve diğer sera gazı salımlarına sebep olan fosil yakıt kullanımının azaltılması için yenilenebilir kaynakların kullanımının yaygınlaşması gerekmektedir. Güneş enerjisinin ısıl uygulamaları için büyük bir potansiyel vadeden süperkritik karbondioksit (sCO2) çevrimleri dikkat çeken bir konudur. Güneş enerjili santrallerin yanında, yeni nesil nükleer santraller, jeotermal santraller, fosil yakıtlı santraller, ağır sanayide atık ısı geri kazanımı uygulamaları gibi çeşitli ısı kaynaklarına uygulanabilme esnekliği, bu çevrimler için geniş bir araştırma alanı oluşturmaktadır. sCO2 çevrimlerinin tasarım noktası ve tasarım dışı durumlardaki davranışlarını değerlendiren modellere ihtiyaç vardır. sCO2'nin bir güç çevriminde iş akışkanı olarak kullanılması fikri 1950 yılında Sulzer tarafından ortaya atılmış ve sCO2 Brayton çevriminin patentini almıştır (Sulzer, G., 1950). Daha sonra yapılan araştırmalarla yüksek potansiyel vadeden bir konu olduğu görülmüş ve son 10 yılda yapılan çalışmalar da büyük bir ivme kazanmıştır. Bu çalışmada ısı kaynağından bağımsız, sabit bir ısı girişinde üç farklı sCO2 çevriminin performansının modellenmesi amaçlanmıştır. Tez kapsamında, üç çevrim için (Basit Çevrim, Yeniden Sıkıştırma Çevrimi, Birleşik Çevrim) tasarım noktaları belirlenmiş ve bir termodinamik model oluşturulmuştur. EES (Engineering Equation Solver) programında oluşturulan modeller için belirlenen tasarım noktası esnektir ve modelin belirlenen farklı tasarım koşullarında çalışmasına olanak verir. Modellenen 3 çevrim için en uygun tasarım noktalarının hesaplanması hedeflenmiştir. Tasarım noktası için, kompresör giriş sıcaklığı 32 °C, türbin giriş sıcaklığı 600 °C ve türbin giriş basıncı 25 MPa seçilmiştir. Tasarım noktasında en yüksek verime birleşik çevrimde (~%50), en düşük verime de basit çevrimde (~%35) ulaşılmıştır. Çevrimlerin basınç oranı, yeniden sıkıştırma ayrılma oranı, kompresör giriş sıcaklığı, türbin giriş sıcaklığı gibi parametrelerinin değişimlerine çevrim veriminin tepkisi incelenmiş ve en uygun noktalar belirlenmiştir. Çevrimler de sadece o çevrime ait olan parametre değişimi açısından değerlendirilmiştir (Örneğin, Birleşik Çevrimdeki sıkıştırma ve genişleme oranları). Bu değişkenlerin ısıl verim üzerindeki etkisi ayrı ayrı incelendikten sonra, ikili, üçlü ve dörtlü olarak aynı andaki değişimlerine karşılık en yüksek ısıl verim değerleri araştırılmıştır. Bu çalışma sonucunda ve yapılan diğer araştırmalar incelendiğinde, belirli bir ısı kaynağıyla birlikte tüm diğer değişkenlerin hesaba katıldığı ayrıntılı bir sCO2 çevrimi modellemesi bu konudaki araştırmaların ve deneysel çalışmaların, ticari bir uygulamaya dönüşmesini hızlandıracaktır.
Elektrikli araçlar, elektrikli araç şarj istasyonları ve Türkiye için gelecek dönem elektrikli araç miktarı tahmini

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-05-07) İpek, Batuhan ; Güler, Önder ; 301111002 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Elektrikli araçların kullanımı günden güne artmaktadır. Ülke bazlı değişmekle birlikte dünyanın her yerinde fosil yakıt kaynaklı ısıtma, soğutma sistemlerinin yerini ısı pompaları, güneş enerjisi destekli sistemler almaktadır; buna paralel olarak da fosil yakıtlı taşıtların yerini de elektrikli ve hibrit araçlar almaktadırlar. Elektrikli araçlar genel anlamda üç ana grupta incelenmektedirler: tam elektrikli araçlar, hibrit elektrikli araçlar, şarj edilebilir hibrit elektrikli araçlar. Bu tez çalışmasında tüm elektrikli araç tiplerine genel anlamda değinilerek, ilgili teknik altyapılarına dair detaylar anlatılmıştır. Ayrıca şarj metodlarının ayrıntıları, şarj usullerinin teknik detayları, şarj istasyonu tipleri ve kullanım alanları tanıtılmıştır. Birtakım vaka analizleri ile literatürde yer alan örnekler ile de destekleyerek akıllı şarja yönelik çalışmalar tanıtılmış ve önemi vurgulanmıştır. Kablolu ve kablosuz olarak gerçekleştirilebilen elektrikli araç şarjı, çok komplike elektronik devreler ile verimli, hızlı, güvenli hale getirilebilmektedir. Bu iyileştirme için teknik altyapısı kuvvetli olan güç elektroniği devreleri kullanılmaktadır. Dünyanın geleceği açısından elektrikli araçlara geçişin çok kıymetli olduğu konusu toplumca kabul görmüş bir gerçektir. Bu sebeple ülkelerin bu enerji geçişi için birtakım öngörüler yaparak geleceğe yönelik tedbir almaları gerekmektedir. Bu sebeple önümüzdeki kısa, orta ve uzun vadede elektrikli araçların miktarının ne olacağı yönünde bir çalışma yapmak ve doğruya yakın bir sonuç tespit etmek karar mekanizmalarının yapacakları çalışmaları destekleyecek nitelikte olacaktır. Literatürde birçok projeksiyon metodu olmasının yanı sıra, orta ve uzun vade için kabul görmüş olan lojistik büyüme fonksiyonu öne çıkmaktadır. Bu fonksiyon tarihimizde gerçekleşmiş olan teknoloji devrimlerinde toplumun ilgili teknolojileri kabul davranışlarını incelemek için birçok kez kullanılmış ve bu teknolojiler ile bağıntılı olan başka ürün ve hizmetlerin geleceği için de temel teşkil etmiştir. Bu sebeple, elektrikli araçlara geçişin büyük bir devrim olacağı kabul edildiğinde lojistik büyüme fonksiyonunun gelecek yıllardaki, özellikle orta ve uzun vadede, elektrikli araç miktarının belirlenmesi amacıyla kullanılması doğru bir tahmin olacaktır. Bu tez çalışmasındaki projeksiyon çalışması özellikle elektrikli araç şarj istasyonlarının miktarının, kapasitelerinin, coğrafi noktalarının, sıklıklarının belirlenmesinde önemli bir temel teşkil edeceği açıktır. Yalnızca Türkiye ölçeğinde değil, Avrupa ve hatta dünya ölçeğinde de yararlanılabilecek birtakım projeksiyon çalışması sonuçları bu tez çalışmasında sunulmuştur.
Enerji performans sözleşmelerinin Türkiye'de uygulanabilirlik analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-17) Akkoç, Hande Nur ; Onaygil, Sermin ; 301191016 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Enerji hizmet şirketlerinin gerçekleştirdiği projelerde müşteri tarafındaki riskin azaltılması ve finansman sağlama zorluklarının mümkün olduğunca üstesinden gelinerek enerji verimliliği projelerinin yaygınlaştırılması ve büyük boyutlu projelerin teşvik edilmesi adına atılmış önemli adımlardan birisi, bu tez çalışmasının da odak noktası olan Enerji Performans Sözleşmeleridir (EPS). Enerji performans sözleşmesi 5627 numaralı Enerji Verimliliği Kanunu'nda "Uygulama projesi sonrasında sağlanacak enerji tasarruflarının garanti edilmesi ve yapılan harcamaların uygulama sonucu oluşacak tasarruflarla ödenmesi esasına dayanan sözleşme" şeklinde tanımlanmaktadır.
Enerji verimliliği, iklim değişikliği etkileşimi çerçevesinde yol aydınlatmasında LED dönüşüm yaşam döngüsü değerlendirmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-22) Berberoğlu, Ezgi ; Onaygil, Sermin ; 301171013 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Çevre, enerji ve ekonomi birbirinden ayrı düşünülmemesi gereken, birbirlerini etkileyen ve birbirlerinden etkilenen geçmişten günümüze önemini yitirmeyen üç kritik konudur. Ekonomik krizlerin yaşandığı dönemlerde çeşitli uygulama değişiklikleriyle çevresel kirlilikte artış olduğu tarihsel gelişmelerde görülmektedir. Artan refah seviyesi, hızlı nüfus artışı ve gelişen teknoloji ile enerji ihtiyacı yükselmekte ve temini de zorlaşmaktadır. Bu nedenle, salım azaltımında etkisi yüksek olan enerji verimliliği uygulamaları daha da önem kazanmaktadır. Günümüzde çevresel sorunların başında iklim değişikliği etkileri gelmektedir. İklim değişikliğinin insan kaynaklı sebeplerinden başlıcası, fosil yakıtların yanmasından kaynaklanan sera gazı salımlarıdır. Bu etkinin azalması için enerji üretimi ve kullanımında köklü değişiklikler gerekmektedir. Ancak uzun vadeli bir çözümün, teknolojik gelişmenin iklim dostu bir şekilde ilerlemesini sağlamak için uygun fiyatlı maliyet-etkin de olması gerekmektedir. Enerji verimliliği çalışmalarında aydınlatma tesisatları kısa sürede yüksek elektrik enerjisi tasarrufu sağlanabilen maliyet-etkin tesisatlar olarak önemli bir konumdadır. Türkiye gelişmekte olan bir ülkedir ve bu doğrultuda enerji talebi hızla artmaktadır. Taraf olunan uluslararası anlaşmalar da dikkate alındığında güvenilir, olumsuz çevresel etkileri en aza indirilerek ekonomik olarak enerji ihtiyacının sağlanması gerekmektedir. Enerji maliyeti yükünün ekonomi üzerindeki etkisinin hafifletilmesi ve çevresel fayda için verimliliğin geliştirilmesi amacı ile 2017 yılında "Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planı (UEVEP)" yayınlanarak enerji verimliliği konusunda 2023 yılı için hedefler oluşturulmuştur. Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planında genel aydınlatmada kullanılan armatürlerin verimlileri ile değiştirilmesi amacıyla "E7. Genel Aydınlatmada Enerji Verimliliğinin Artırılması" eylemi yer almaktadır. İlgili eylem kapsamında; sodyum buharlı armatürlerden LED'lere geçişin verimlilik, süre ve fayda/maliyet açısından değerlendirilmesi ve planlanmasına yönelik çalışmalar yapılması, yenilikçi teknolojilerin mevzuata entegrasyonunun sağlanması, yerli üretim ve tasarımın verimli aydınlatma alanında geliştirilmesi gibi faaliyetler yer almaktadır. Tez çalışmasında, bu faaliyetlere yol gösterici kılavuz olabilecek bir örnek uygulama ve değerlendirmenin yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, LED dönüşüm projesi uygulanan mevcut bir M2 aydınlatma sınıfı yol için hesap ve değerlendirmeler gerçekleştirilmiştir. Türkiye'de geçerli olan TS EN 13201 yol aydınlatma standartlarının gerekleri, enerji tasarrufu kapsamında minimum ölçüde yerine getirilerek yüksek basınçlı sodyum buharlı lambalı (YBSBL) ve LED'li armatürlerle yol aydınlatması tasarım hesapları yapılmış ve tesisat bilgileri oluşturulmuştur. Uygulamada mevcut tesisatta aydınlatma direkleri değiştirilmeden sadece armatür değişimi ile LED'e dönüşüm esas alınmıştır. Örnek uygulamada mevzuat gereği yerli imalat aydınlatma armatürleri kullanılmıştır. Hem YBSBL'lı ve hem de LED'li armatürlü yol aydınlatması tesisatları çevresel, ekonomik ve sosyal yönleri ile incelenerek Yaşam Döngüsü Sürdürülebilirlik Değerlendirmesi (YDSD) gerçekleştirilmiştir. Değerlendirmelerde armatür üretim aşamalarındaki tüm hammadde, malzeme temin ve üretim proses bilgileri yerli üretici firmadan temin edilerek, sahadaki işletme koşulları ile birlikte ele alınıp enerji verimliliği ve sera gazı salımları açısından incelenmiştir. Yol aydınlatması enerji verimliliği çalışmalarının ekonomik etkilerinin de dikkatli bir şekilde analiz edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, yol aydınlatmasında YBSBL'lı ve LED'li armatür kullanımının maliyet analizi yapılmıştır. Ayrıca, armatürlerin ömür boyu maliyetini inceleyebilmek amacıyla yaşam döngüsü maliyet değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir. LED'li armatürlerin ilk tesisat satın alma maliyetinin YBSBL'lı armatürlerden daha yüksek olduğu, ancak işletme süresince daha az enerji harcamaları nedeniyle ürünlerin tüm yaşam döngüsü adımları dikkate alındığında, LED kullanımının maliyet açısından daha avantajlı olduğu görülmüştür. Ek olarak, yönetmelik ve standartlara uygun olarak yapılan yol aydınlatması tasarımları ile trafik kaza sayısının ve ölüm oranının azaltılabileceği; gece dış ortamlarda olası suç oranlarının düşürülebileceği, güvenlik koşulları iyileştirilerek şehirlerin gece yaşam olanaklarının arttırılabileceği dikkate alınarak, tez çalışması kapsamında gerçekleştirilen yaşam döngüsü değerlendirmesinin sosyoekonomik katkıları tanımlanabilmektedir. Enerji verimliliği çalışmaları ile kısıtlı kaynakların kontrollü bir şekilde kullanılması ve sera gazı salımlarının azaltılmasının çevresel kazançlarının yanı sıra toplumların yaşam kalitesini arttırıcı etkileri de vardır.
Plasma-surface interactions near the threshold energies for iter and demo reactors

(Graduate School, 2022-06-23) Çelikkaya, Merve İlay ; Hundur, Yakup ; 301181054 ; Energy Science and Technology

In the search for new energy sources for expanding needs over the globe, fusion is a promising alternative. Studies aiming to produce net energy by fusion are in progress in JointEuropean Thorus (JET), Axially Symmetric Divertor Experiment (ASDEX Upgrade), International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), and the following pre-commercial DEMOnstration Power Plants. The fuel used in a thermonuclear fusion reactor is Deuterium and Tritium. Hydrogen has a high abundance and relatively low-temperature levels to reach fusion conditions. Tungsten replaced the Carbon-Tungsten alloy on plasma-facing surfaces of ITER. Understanding the interactions between the plasma and the wall material is essential to maintaining the plasma fuel and the device's properties. Hydrogen isotope bombardment on wall material triggers physical and chemical processes. Collisions of deuterium with the reactor surface result in sputtering of target atoms, reflection, transmission, and structure manipulations on the target. This study simulated the interaction between the Tungsten layer and Deuterium ions with the Transmission of Ions in Matter (TRIM) program. Tungsten target with 600 Å is subjected to deuterium projectiles with energy from 500 to 1000 eV. A million shots are sent to the surface with varying angles with 5◦ intervals. Monte Carlo calculation results are investigated in terms of the number and the average energy of the sputtered W atoms and the number of backscattered deuterium atoms with average energies. The relation between ion penetration depth and incidence angle is inspected to determine the needed target depth to inhibit the transmission through the target. The number and the average energy of backscattered hydrogen ions increased with increasing projectile angle for all energy levels. Energy reflection coefficients are calculated, concluding that backscattered ions carry at least 50 energy. The rest of the ions are penetrated into the Tungsten layer. The depth profile of the implanted ions with constant incidence angles confirmed the direct relation with the projectile energy. Increasing angle for each projectile set shown the decreasing pattern in penetration depth values. Rate of sputtered tungsten atoms to incident particles is recorded. The sputtering yield had a maximum weight between 55-75 degrees for all projectile energies and decreased with increasing projectile angles. Compared with the experimental and simulated data by others, TRIM results have been systematically deflected from the fitting curves. Neglecting the change over the interaction potentials and inelastic energy losses due to ion/electron interactions, ready program TRIM with BCA approximation based on elastic collision calculations is not a preferable software within the investigated energy interval.
Çatı güneş panelleri tedarik zinciri analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-11-25) Ateş, Muzaffer Cem ; Kayalıca, Mehmet Özgür ; 301201032 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Enerji, insanlığın neslini devam ettirebilmesi için var olması gereken temel ihtiyaçlardan biridir. Yenilemez enerji kaynaklarının çevreye verdiği zarar ve yakın gelecekte bu kaynakların artan enerji talebine cevap veremeyeceği bilincinin oluşması sonucunda, insanlık yüzünü yenilenebilir enerji kaynaklarına çevirmiştir. Bu enerji kaynaklarından, belki de en temellerinden biri, hiçbir zaman tükenmeyecek olan güneş enerjisidir. Tedarik zincirindeki ana amaç, üretilecek ve insanlığın hizmetine sunulacak olan ürünün bütün aşamalarının belirlenmesidir. Bu durum sonucunda ortaya çıkabilecek bu hizmetler ve üretim zincirleri, yeni iş imkanlarının ortaya çıkmasını sağlayabilir, ülkenin ekonomik gelişimine olumlu katkılarda bulunabilir. Ayrıca tedarik zincirindeki unsurların ortaya koyduğu maliyetlerin zaman içinde azalması, ürünün daha ucuz bir fiyata satılmasına sebep olabilir, bu da ürünün kullanımının daha yaygınlaşmasına önayak olabilir. Ülkelerin PV güneş enerjisi sistemine olan talebi her yıl artıyor ve bu ilerideki yıllarda artacak gibi görünüyor. 2020 yılında yaklaşık 20 ülke PV kapasitesine en az 1 GW'lık bir ekleme yaptı, bu sayı 2019 yılında 18'di. 2020 yılı sonuna gelindiğinde ise, en az 42 ülkenin PV kapasitesinin 1 GW ya da daha fazla olduğu tespit edilmiştir. PV sistemler, ülkelerin elektrik üretiminde git gide daha da belirgin bir yer almaya başlamıştır. 2020 yılının sonunda; en az 15 ülkenin, toplam ürettiği elektrik miktarının %5 ya da daha fazlasını PV sistemlerin oluşturduğu gözlemlenmiştir. Dünya üzerindeki konumu itibarı ile, güneş enerjisi bakımından ülkemiz oldukça avantajlı bir konumdadır. Türkiye, bu avantajlı konumuna rağmen güneş enerjisi potansiyelini kullanmada istenilen düzeyde değildir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı'nın hazırladığı Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlasına (GEPA) göre, ortalama yıllık güneşlenme süresi 2741 saat, yıllık toplam ışınım değeri 1527,46 kWh/m2 olarak belirtilmiştir. Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nün. Güneş kaynaklı elektrik üretim kapasitesinin teknik kapasitesi 405 milyar kWh/yıl, ekonomik potansiyeli 380 milyar kWh/yıl olarak öngörülmüştür. Yapılan tez çalışmasında, PV güneş panellerinin tedarik zinciri oluşturularak, Türkiye'de üretilen panellerin yerlilik durumu ile ilgili analiz yapılmıştır. Tezin ilerleyen kısmında, panellerin yerlilik oranının artışının ortaya çıkarabileceği ekonomik gelişme ve istihdam I-JEDI modeli kullanılarak senaryo analizleri ile incelenmiştir. Sonuç kısmında ise, panel üretiminde yerlileşmenin ortaya çıkarabileceği olumlu sonuçlar değerlendirilmiştir. Tezin ikinci kısmında tedarik zincirinin tanımı yapılmıştır. Tedarik zinciri; müşteri memnuniyetini en az maliyetle üst seviyeye çıkarmak amacıyla oluşturulan, hammadde kaynağı ile müşteri arasında her iki yönde gerçekleşebilen ürün, hizmet, para ve bilgi akışlarına dahil olan, birden çok iş biriminden oluşan bir yapıdır. Sonrasında, tedarik zincirini oluşturan unsurlardan bahsedilmiştir. Bu unsurlar, en genel haliyle; akış yukarı, odak işletme ve akış aşağı olarak kategorize edilebilir. Akış yukarı kategorisinde yer alan firmalar, o tedarik zincirinin tedarikçilerini oluşturur. Odak işletmeler, ürünün istenilen şekilde, istenilen miktarda ve istenilen zaman içinde üretme sorumluluğu içerisindedir. . Akış aşağı olarak isimlendirilen kısım ise genel olarak dağıtımcılar, perakendeciler ve müşteriler olmak üzere 3 kısımdan oluşur. Bölümün ilerleyen kısımlarında tedarik zinciri yönetiminden, fizibilite analizinden ve çatı güneş panelleri tedarik zinciri tanımından bahsedilmiştir. Çatı güneş paneli tedarik zinciri şeması da bu kısımda verilmiştir. Ayrıca, tedarik zincirinin yukarı akış kısmını oluşturan polisilikon, silikon külçe, silikon levha ve güneş hücresi üreten firmaların sayılarının ülkelere göre analizi yapılmıştır. Üretilen panellerin maliyet dağılımı, 10 MW'lık bir PV sistem kurulumunun maliyet dağılımı, ülkeye göre konut güneş PV toplam kurulu maliyeti ve operasyon ve bakım maliyetleri ile ilgili genel bilgiler de bu bölümde yer almaktadır. Tezin üçüncü bölümünde Türkiye'de ve Dünya'da güneş enerjisinin kullanımı ve potansiyeli ile ilgili anlatımlar yapılmıştır. Dünya'da tüketilen enerji kaynakları, bu kaynaklar içerisinde güneşin yeri, PV güneş enerjisine olan talep gibi konular hakkında bilgi verilmiştir. Bölümün ilerleyen kısımlarında, Türkiye'nin coğrafi konumu ve bununla gelen güneş enerjisi potansiyeli, güneşlenme süreleri, tüketilen enerjinin kaynaklara göre dağılımı, PV güneş enerjisi kurulu gücünün yıllara göre dağılımı, lisanslı ve lisanssız elektrik üretimi konulara değinilmiştir. Daha sonra tedarik zincirinde yukarı akış kısmında yer alan unsurların ithalat değerleri incelenmiş, panel ve PV sistemin entegrasyonu için gerekli yapıları üreten firmaların Türkiye içindeki analizi yapılmıştır. Güneş enerjisi değer sisteminin Türkiye'deki gelir ve istihdam etkisi ile bölüm tamamlanmıştır. Tezin dördüncü kısmında, tezde kullanılan model ve modelde girdi olarak kullanılan girdi-çıktı tabloları hakkında bilgi verilmiştir. Girdi-çıktı tabloları ve analizi, Wassily Leontief tarafından 1941 yılında ortaya çıkmış ve bu çalışması ona 1973 yılında Nobel İktisat Ödülü'nü kazandırmıştır. Girdi-çıktı tablolarını kullanarak birçok ölçüm yapabilmek mümkündür. Bu yapılan ölçümler, olasılıktan bağımsız ölçümler olmaktadır. Girdi-çıktı tabloları 3-4 yıllık periyotlar halinde yayınlanır. Girdi-çıktı analizi, endüstriler arasındaki ilişkinin incelenmesi için kullanılan bir yöntemdir. Ülke içindeki ekonomik faaliyetleri oluşturan sektörlerin üretim ve tüketim unsurları arasındaki ilişkiyi ve bağımlılıkları incelenir. Uluslararası İşler ve Ekonomik Kalkınma Faydaları (I-JEDI) modeli, çeşitli ülkelerdeki rüzgar, güneş, iki güç ve jeotermal enerji tesislerinden brüt ekonomik etkileri değerlendiren bir ekonomik modeldir. I-JEDI, enerji projelerini ne kadar para harcandığına ve harcamanın nerede gerçekleştiğine göre sınıflandırarak ekonomik etkilerini tahmin eder. Bu veriler, istihdam, kazanç, GSYİH ve brüt çıktı etkilerini tahmin etmek için ülkeye özgü bir ekonomik modelde kullanılır. I-JEDI, yalnızca analiz ülkesindeki bir faaliyetin ekonomik yansımalarını tahmin eder. Yurtiçi içerik yüzdeleri yurt içi harcamalara (örneğin yurt içi hizmetler ve yurt içinden satın alınan ekipman) doğrudan etkileri kısıtlar. Ek olarak, dolaylı ve uyarılmış etkiler değerlendirilirken, girdi-çıktı verileri ithal girdileri veya ithal ürünlere yapılan hane halkı harcamalarını hesaba katar. Yerli içeriğin yüzdeleri yalnızca doğrudan sonuçlarla ilgilidir. Model kullanılarak, belirlenen senaryolara göre dolaylı ve doğrudan ekonomik etki ve istihdam analizleri yapılmıştır. Analizler; inverter yerliliği, panel yerliliği ve proje büyüklüğü parametrelerine göre yapılmıştır. Tezin son bölümünde ise, bu senaryolardan çıkan sonuçlar yorumlanmış ve ilgili çalışma tamamlanmıştır.
Hidrojenin Türkiye enerji piyasalarına entegrasyonu sürecinde ekonomik analiz senaryolarının incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-12-28) Bilkay, Burcu ; Kayakutlu, Gülgün ; 301061004 ; Enerji Bilim ve Teknoloji

Son yıllarda, eylem planları ve stratejilerin içerdiği, düşük karbon veya karbonsuz ekonomi hedeflerine ulaşabilmek adına, fosil yakıtlardan yenilenebilir kaynaklara "enerji geçişi" sağlanması için politik ve bilimsel çalışmalara küresel bazda ağırlık verilmektedir. Diğer yandan, uluslararası enerji ticaretindeki sürdürülebilirlik ve arz güvenliği konularında artan endişeler de, dünya çapında başta enerji kaynakları olmak üzere pek çok sektörde tüketim eğilimlerine ve dolayısıyla üretim teknolojilerine yeni bir bakış açısı kazandırmış ve yeni teknolojik arayışlar içerisine sokmuş bulunmaktadır. Bu kapsamda, dünya genelinde pek çok ülke farklı stratejiler benimseyerek, üretim ve tüketim uygulama teknolojileri ve bunlaraa uygun alt yapı, araşırma-geliştirme, ulusal politikalar ve yönetmelikler hazırlamak konusunda önemli adımlar atmaktadır. Hidrojen, temiz bir enerji taşıyıcısı olarak, karbonsuz veya düşük karbon salınımı doğrultusunda alınan hırslı hedeflere ulaşabilmek için enerji geçişinde önemli bir rol oynayabilir. Düşük karbon salınımı ile üretilen hidrojenin, farklı uygulamalarda kullanılması ile yenilenebilir enerji kaynaklarının ivmelendirilmesi arasında önemli sinerjiler yer almaktadır. Ulusal bazda ise, çevre endişeleri ve onaylanan Paris anlaşmasında taahhüt edilen emisyon azaltım hedeflerinin yanı sıra, emtia bazında ithalata bağımlılık, enerji arzının güvenilirliği ve sürdürülebilirliği, ulusal veya bölgesel enerji ekonomilerinin faydasallığı gözetilerek yapılan çalışmalarda, hidrojenin önümüzdeki yıllarda küresel piyasalarda olduğu gibi ülkemizde de önemli bir oyuncu oyuncu olabileceği vurgulanmaktadır. Bu tez çalışmasında, hidrojenin üretim yöntemleri, depolama, iletim ve dağıtımı, mevcut ve potansiyel kullanım alanları hakkındaki araştırma yapıldıktan sonra, küresel piyasalardaki durumu ve projeksiyonları, sonrasında ise Avrupa Birliği ve Türkiye'deki piyasaları ve projeksiyonları incelenmiştir. Türkiye'de hidrojenin enerji piyasalarına entegrasyonunu hakkında farklı senaryoları çalışılarak, bu senaryolarda, hidrojen ekonomisine geçişin Türkiye için ekonomik ve çevresel etkileri incelenmiş ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda önerilere yer verilmiştir.
Isıtma sezonuna ait gerçek zamanlı ölçümler ve kullanıcı davranışlarına dayalı saatlik hava kalitesi, ısıtma ve soğutma yüklerinin simülasyonu

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Maviş, Koray ; Sözer, Hatice ; 783688 ; Enerji Bilim ve Teknoloji Bilim Dalı

Dünya genelinde binalardaki enerji tüketiminin yaklaşık olarak %40'ını HVAC sistemleri oluşturmaktadır. HVAC sisteminin dizayn aşamasının ve bu aşamada kullanılan ekipmanların doğru kapasitede seçiminin binaların enerji tüketimleri üzerinde etki sahibi olduğu aşikardır. Kullanılacak olan ekipmanın türü, dizayn eden kişinin mühendisliğe dair bakış açısını ve sahip olduğu tecrübeleri yansıtsa da cihazın kapasitesini ısı transferine dayalı matematiksel işlemlerin sonucu belirlemektedir. Günümüzde aktif olarak kullanılmakta olan bilgisayar tabanlı yazılımlar ve excel dökümanları binaların enerji kayıp ve kazanç hesaplarını yapmakta mühendislere yardımcı olmaktadır. Yazılımlarda kullanılan verilerde tamamen net olan değerler olduğu gibi varsayımlardan da sıkça yararlanılmaktadır. Özellikle dış hava sıcaklıkları, insan sayıları ve hem dış faktörlerin hem de insan kullanımının etki ettiği unsurlar nihai kapasitenin belirlenmesinde etkili olmaktadır. Bu veriler ASHRAE 62.1 ve 90.1 standartlarından, son yılların ortalama değerlerinden ve tecrübelerden yola çıkarak belirlenebilmektedir. Ancak standartlar dahi kullanılsa tüm bunlar "varsayımlar"dan oluşmaktadır. Varsayımlar üzerinde yapılan iyileştirmeler ile ancak gerçeğe olabildiğince yakın hesaplamalar yapılabilmektedir. Fakat ne kadar iyileştirme yapılırsa yapılsın bilgisayar tabanlı yazılımlar ve excel dökümanlarında elde edilen sonuçlar hiçbir zaman gerçeleşen senaryo ile %100 uyum göstermeyecektir. Hesaplanan cihaz kapasitesi ile gerçekte ihtiyaç olan kapasite arasındaki farkı sıfırlamanın yolu gerçek zamanlı veri ile çalışmaktan geçmektedir. Bu noktada da sektörel olarak kullanılmakta olan yazılımların bu ihtiyacı gidermediği gözükmektedir. Gerçek zamanlı verilerin toplanması için birçok farklı yöntem olsa da bunların ısı kayıp kazanç hesaplarında kullanılmasına olanak veren bir yazılım bulunmamaktadır. Bu çalışmada amaç mahalde ısı kayıp veya kazancına sebep olan kaynakları ihtiyaca göre gerçek zamanlı olarak ölçümleyerek veya kullanıcı davranışına dayalı olanları kayıt altında tutarak mevcut durumu simule edebilecek platformu oluşturmaktır. Binanın sahip olduğu ısıl veya fiziksel değerler hesaplarda kullanılmıştır. Isı transferi temeline dayanan hesaplamalarda yukarıda anlatılan ölçülmüş veya kayıt altına alınmış gerçek zamanlı veriler kullanılmıştır. Saatlik olarak ısı kayıp kazancını hesaplayan ve neticeleri ihtiyaç duyulan grafikler ile görselleştirmeyi sağlayacak olan bu simülatör kesin ve anlaşılması kolay sonuçlar karşımıza çıkarmaktadır. Bu sayede bahsi geçen simulatör hem mevcut durumu analiz etmeyi kolaylaştıracak hem de ihtiyaç halinde uygun kapasitede cihazı seçmeye olanak sağlanayaktır. Çalışmada konu olan mahal, yaşamakta olduğum evimin salonudur. Bu sebeple binanın kabuğuna ait veriler mümkün olduğunca müteahhitten alınmaya çalışılmış, mahalin tüm bileşenlerinin boyutları da kendi ölçümlerim sonucu kolaylıkla elde edilmiştir.

Gözat

Çıkarma tarihi ile LEE- Enerji Bilim ve Teknoloji-Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri