Sustainable Development Goal "Goal 7: Affordable and Clean Energy" ile 'a göz atma
  • Öge
    Atık çinko-karbon ve alkalin pil karışımının hidrometalurjik geri kazanım prosesinin oluşturulması
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-11-15) Andak, Bayram ; Güner Genceli, Fatma Elif ; 506112005 ; Kimya Mühendisliği
    Bu çalışmada amaç, taşınabilir enerji depolama sistemleri içerisinde en yaygın kullanım alanına sahip pil grubunu oluşturan çinko-karbon ve alkalin pillerin geri kazanılması için hidrometalurjik bir proses oluşturulmasıdır. Bu kapsamda, atık çinko-karbon ve alkalin pil karışımı bir dizi fiziksel ve kimyasal işlemlerden geçirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında farklı marka ve boyuttaki pillerin fiziksel ve kimyasal karakterizasyonu yapılmıştır.
  • Öge
    Cost analysis of potential wind farms located at different regions in caspian sea
    (Institute of Science and Technology, 2020) Ahmadov, Mahammad ; Bayraktar Bural, Deniz ; 637411 ; Department of Shipbuilding and Ocean Engineering
    In this study, considering the Wind Energy Potential of the Caspian Sea, the Levelized Costs of Energy and Capacity Factors have been investigated for potential wind farms near the Absheron Peninsula, Olya site, Atyrau site, and finally for Sulak City's shoreline. Before LCOE analysis, Simple Feasibility Study has been done for the Absheron Project. Economical aspects of wind energy, today and the future of the wind power industry and its advantages and disadvantages have been investigated. Capital Expenditures, Operation, and Maintenance Expenditures of the offshore wind farms have been checked. Azerbaijan's wind energy potential has been checked. In the shoreline of the Absheron Peninsula, two different wind farms have been planned and designed and their Levelized Costs of Energy have been analyzed. Besides, other regions of the Caspian Sea basin have been investigated and potential wind farms in certain areas have been designed and their LCOE and Capacity Factor results have been compared. All projects' layouts have been selected. Preliminary calculations have conducted for all projects. For these projects, chosen regions' bathymetric maps, their hydrometrological features have been analyzed. Sea borders and shipping roads of the regions have been checked. Wind speeds of certain areas have been extrapolated by the help of power law. In order to have better results, several wind turbine factories' products have been checked. Their power curves have been analyzed and the most efficient one has been chosen for this research. Projects' Annual Energy Productions, their Capacity Factors, and finally, their LCOE have been calculated. In the project Absheron, two different discount rates have been used and its results have been compared with the projects of the other regions of the Caspian Sea. Besides, the results of the Absheron Project have been compared to the Azerbaijani Government's energy policy. Besides, the results of this research, have been compared to the results of the international offshore wind farms' average Capacity Factors and LCOE results. Regions' metrological features and their impacts on the planned projects have been mentioned in the end. To do that, researches and publications about the Caspian Sea basin have been checked and analyzed. To make a better comparison, their results have been compared to the results of this research.
  • Öge
    Çevresel performans odaklı adaptif cephe modülü için akıllı sistem tasarımı
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-03-05) Karakoç, Erhan ; Çağdaş, Gülen ; 523152009 ; Mimari Tasarımda Bilişim
    Günümüz teknolojik gelişmeleri, binaların çevresiyle ile olan ilişkilerinin yeniden sorgulanmasını gerekli kılmaktadır. Binalar çevreleri ile ilişki kurarak kendilerini değişen şartlara göre adapte edebilme potansiyeline sahiptirler. Çevresine adapte olan binalar ve bileşenleri Adaptif Mimarlık yaklaşımı altında değerlendirilmektedir. Adaptasyonun binalar için vazgeçilmez bir unsur olduğu görülmektedir. Teknolojiye bağlı olarak gelişen günümüz mimarlık anlayışında, binalar çevrelerindeki değişimleri algılayıp bunları veriye çevirip, bu verileri yorumlayarak adapte olmaktadırlar. Akıllı binalar olarak nitelendirilen bu binalar çeşitli algılayıcı sistemleri ile donatılmışlardır. Bu algılayıcılar çevresel verilerin algılanıp, binanın veya bileşenin işleyici mekanizma tarafından değerlendirilmesi için aktarılmasını sağlamaktadır. Aktarılan bu veri çeşitli kontrol stratejileri ve karar verme süreçleri ile yorumlanmakta ve belirli durumlar için binanın adaptasyon sürecine katkı sağlayacak şekilde kullanılmaktadır. Tüm bu adaptasyon sürecinin esas amacı binanın performansına katkıda bulunmak ve bina kullanıcısının konfor koşullarını optimum seviyede tutmak olarak özetlenebilir. Bu sürecin en önemli parçası binaların ve bileşenlerinin yönetilmesini sağlayan kontrol stratejileri olarak nitelendirilebilir. Akıllı sistemler bir dizi karar verici sistemden oluşan kontrol stratejileri tarafından yönetilmektedir. Akıllı binalarda bu stratejiler, "beyin" adı verilen bina yönetim sistemleri aracılığıyla tek bir merkezden yürütülmektedir. Akıllı cephelerde ise bina yönetim sistemine ve prosedürüne bağlı olarak ya da dağıtık olarak yürütülebilmektedir. Cephelerin kontrol edilmesinde, dağıtık sistemlerin kullanılması mekana ve kullanıcıya özgü seçimler sunduğundan, merkezi sistemlere kıyasla bazı avantajlar sağlayabilmektedir. Aynı zamanda algılayıcıların, işleyicilerin, eyleyicilerin ve veri depolama araçlarının boyutlarının küçülmesi, maliyetlerinin düşmesi gibi etkenler de düşünüldüğünde, günümüz performans odaklı, adaptif ve akıllı cephelerinin kontrol mekanizmalarında dağıtık sistemler daha öne çıkmaktadır. Buna ek olarak adaptif ve akıllı cephelerin kontrol edilmesi sürecinde çeşitli çatışmalar ve parametrelerin hiyerarşik bir biçimde yönetilemediği durumlar da olabilmektedir. Bu çatışmaların sebepleri; bina kullanıcısı, çevresel ihtiyaçlar ve bina bileşenlerinin ihtiyaçlarının uyuşmazlıkları olarak özetlenebilir. Bu çatışmalar; bina kullanıcısı için uygun konfor koşullarının sağlanamamasına, cephenin bileşenlerinin hareket sayısının fazlalığına bağlı olarak malzeme yorulmalarına, enerji etkinliğinin sağlanamamasına sebep olabilmektedir.
  • Öge
    Destek hazırlama yöntemlerinin paladyum esaslı (Pd) yoğun metalik membran performansına etkileri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-14) Toprak, Berna ; Gür Gümüşlü, Gamze ; 506181020 ; Kimya Mühendisliği
    Bu çalışma kapsamında, bu sorunu çözemek için destek malzemesinin yüzeyinin ara tabaka ile kaplanması, böylece alümina destek malzemesinin yüzeyindeki pürüzlülükler, kusurlar düzeltilerek, gözenek boyutu da küçültülmüştür. Böylelikle yüzeyi geliştirilmiş destek malzemesi yüzeyine kaplanan Pd tabakasının yüzey morfolojisi de iyileşmiştir. Bu iyileşmeyi görebilmek için α-Al2O3/Pd, α-Al2O3/γ-Al2O3/Pd, α-Al2O3/grafit/Pd membranlarının yüzey morfolojileri ve yapıları, Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ve X-ray Işını Difraktrometresi (XRD) karakterizasyon yöntemleri ile incelenmiştir ve farklılıklar yorumlanmıştır. α-alümina destek malzemesi yüzeyine kaplanan γ-Al2O3 ara tabakası sol-jel yöntemi ile hazırlanmıştır. Destek malzemesi, böhmit (AlOOH) kullanılarak hazırlanan böhmit kaplama çözeltisine daldırılarak kaplanmıştır ve yüzeye kaplanan ince böhmit yapısını γ- Al2O3 yapısına dönüştürmek amacıyla kalsinasyon yapılmıştır. Yüzeyde γ-Al2O3 ara tabakasının elde edildiğini teyitlemek amacıyla XRD ve Termogravimetrik (TGA) analizleri yapılmıştır. İnce, çatlaksız ve düzgün bir γ-Al2O3 ara tabakasını oluşturmak için kaplama süresi (s), PVA, PEG kimyasallarının hacimsel olarak eklenme oranı ve kalsinasyon prosedürü gibi parametreler optimize edilmiştir. Böylece, böhmitle hazırlanan kaplama çözeltisine , %1,2wt PVA, %0,6wt PEG kimyasallarından sırayla hacimce %8 ve %4 eklenmesine, destek malzemesinin 30 saniye kaplama süresinde kaplanmasına ve kademeli ısıtma ile 600°C sıcaklıkta 3 saat kalsinasyon prosedüründe yapılmasına karar verilmiştir.
  • Öge
    Effects of solar radiation and neutron, gamma material intereaction effects on the solar cells/modules/panels
    (Graduate School, 2021-12-17) Demirel Turna, İnal Begüm ; Er, Zuhal ; 509162103 ; Physics Engineering
    This thesis study covers the examination of the performance and degradation conditions of photovoltaic cells/modules/panels that convert solar radiation into electrical energy in case of exposure to solar radiation and nuclear factors (neutron and gamma irradiation) in laboratory and outdoor conditions. In this context, with the beginning of this thesis, first of all, the solar radiation for the province of Istanbul, where the performance and degradation experiments of photovoltaic devices will be carried out, was examined and presented to the literature. In these studies, statistical analysis methods were used to examine the accuracy of the models and the most suitable model was determined for the region to be studied. Afterwards, the working principles of the devices are examined and detailed on the basis of physical science in order to understand the effects of both natural conditions and nuclear effects that the photovoltaic cell/module/panels are exposed to on the device performance and to examine the decay structure. There is a manufacturer's datasheet detailing the electrical characteristics of most of the produced photovoltaic cells/modules/panels at standard test condition (STC; 25℃ and 1000W/m2) and/or nominal operating cell temperature (NOCT; 20℃ and 800W/m2). By using the electrical characteristic data in this datasheet, performance and degradation modeling of photovoltaic cells/modules/panels can be performed theoretically. On the other hand, in some cases, the aforementioned data document may contain incomplete data, and even the data document of the produced device cannot be found at all. In this case, it becomes difficult to examine the performance of the device and to make performance predictions under different environmental conditions. Performance modeling of photovoltaic cells/modules/panels, which is one of the main objectives of this thesis; It was carried out by using the Single Diode Model (SDM), which is frequently used in the literature, and the Double Diode Model (DDM), which is rarely used in the literature, both in the absence of a datasheet or in the absence of a datasheet. The aforementioned theoretical study was firstly carried out by producing sub-models containing interconnected block structures on the MATLAB/Simulink platform and as a result of the merging of the sub-models, with the representation of the photovoltaic device. In the system; with the definition of the ambient conditions, which are the input data, the electrical characteristic output data that the photovoltaic device will show under these ambient conditions has been examined. Simulink study was performed for both SDM and DDM. There are electrical characteristic parameters of the photovoltaic device, which are not available in the manufacturer's datasheet, but have an important place in the evaluation of photovoltaic device performance. These parameters are; photocurrent, ideality factor, saturation current and resistance values. For performance and degradation evaluations, these parameters should be derived in line with the available data. By available data is meant manufacturer data sheet and/or experimental data. In cases where the manufacturer's datasheet is available, with the new photovoltaic device model created on the Simulink platform, firstly the electrical characteristic parameters of the device are derived, and then the electrical data (current, voltage, power) produced by the photovoltaic device under the requested ambient conditions are turned into a program output for performance and degradation analysis. The slope method and/or the simplified open method were used in cases where the manufacturer's data sheet was missing. In this case, theoretical analyzes were carried out with the performance program created with a set of codes on MATLAB. These studies have been carried out for different photovoltaic type devices. Obtained results were compared with experimental data. Both the Simulink model and the MATLAB program result documents created with this doctoral thesis showed that; the theoretically produced performance result for the determined environmental conditions is more compatible with the experimental results carried out within the scope of this thesis in the Double Diode Model compared to the Single Diode Model. As mentioned above, the performance evaluation of photovoltaic cells/modules/panels was also carried out experimentally within the scope of this thesis. The performance of 10W Monocrystalline and 7W Polycrystalline Photovoltaic Modules available in Zuhal ER's Laboratory at ITU Faculty of Arts and Sciences, Fluke Ti90_9Hz Thermal Camera also available within Zuhal ER's Laboratory, and some of the experiments were carried out with the Seaward PV200 Solar PV Test Device and Solar Survey 200R, which were purchased with the project support of the ITU Scientific Research Projects Unit, which is affiliated with the doctoral thesis, with the project number 41722. Performance and degradation effects of environmental factors on photovoltaic modules, which is one of the main objectives of this doctoral thesis, were determined with these devices. The electrical characteristics of the photovoltaic modules with the PV200 Solar PV Test Device and the solar radiation, ambient temperature, photovoltaic module surface temperature were determined with the Solar Survey 200R. It has been seen that the open circuit voltage has increased over time due to the overheating caused by the deterioration of the modules. On the other hand, the surface temperature of the photovoltaic module and extremely hot regions, which are indicators of degradation, were observed and determined with the Fluke Ti90_9Hz Thermal Camera. Performance and degradation evaluations of photovoltaic devices within five years were determined by the laboratory facilities of Zuhal Er, as well as the maximum power determination and performance experiments carried out at the Turkish Standards Institute (TSE). As a result of the experiments carried out at TSE, it was observed that the maximum power values obtained from the modules decreased with the effect of environmental conditions. Experimental studies in addition to the above-mentioned modules, performance and degradation tests of a total of 20 modules, including 1.5W monocrystalline and polycrystalline photovoltaic modules, were carried out. As can be seen, the modules have very low power values compared to the modules mentioned above. The power measurement ranges of the Seaward PV200 Solar PV Test Device, which was purchased with the project support of ITU Scientific Research Projects Unit 41722, is between 5W and 15kW. Therefore, it could not be able to use in the electrical characteristic determination of 1.5W photovoltaic modules. In this case, measuring devices have been produced for the modules that are intended to be examined within the scope of the thesis. Arduino device, which is a microcontroller used in various projects and studies in recent years, has been used for the aforementioned purpose. On the other hand, sensors that determine current, voltage, ambient humidity and temperature are used. The communication protocol called SPI (Serial Peripheral Interface) between the sensors and the Arduino, in other words, the data connection standard starts the operation of the data current sensor and the data flow is provided. Thus, the measurement is started with the Arduino signal and the obtained data is transferred to the SD card; it is recorded via the same communication protocol between the Arduino and the SD card module. Thus, electrical data is collected and recorded for each photovoltaic module. The code is processed on the Arduino in order to determine the initialization of the created measuring device, the operating range, the data collection frequency and the way the data is recorded and listed. Data are performed every five minutes and during the time the solar radiated module. On the other hand, solar radiation data is collected in line with latitude and longitude information via an online platform. Both solar radiation data and module electricity data were recorded and analyzed on both MATLAB and Excel platforms. The obtained results showed that the modules could not perform a full current-voltage curve as expected because they did not receive radiation at all hours of the day. Mostly, data is collected between the maximum power point and the open circuit voltage. On the other hand, it has been observed that modules of the same structure produce similar results. During these studies, since the system was exposed to the external environment, deteriorations such as dulling of the modules and wear at the junction of the cells were observed. In addition to the determination of the effects of environmental factors on photovoltaic cells/modules/panels, neutron and gamma radiation effects are one of the other important objectives of this doctoral thesis. Neutron and gamma rays. Dr. It was held in Isparta, Süleyman Demirel University, Faculty of Arts and Sciences, with the support of İskender Akkurt. Modules that were not exposed to either solar radiation or neutron & gamma radiation before were exposed to gamma and neutron radiation in two sets. first set; two monocrystalline and 2 polycrystalline modules were exposed to gamma radiation for 30 days. second set; Two monocrystalline and 2 polycrystalline modules were exposed to neutron radiation for 15 days. Afterwards, electricity measurements were made under solar radiation like other modules. The results showed that the modules gave voltage values around the open circuit voltage. On the other hand, while fading occurred on the front surface of both sets of modules, deterioration occurred on the rear surface of the modules exposed only to neutron radiation.
  • Öge
    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.
  • Öge
    Fabrication of thin film nanocomposite pressure retarded osmosis (PRO) membranes using cellulose nanocrystal (CNC) and evaluation of performances in the processes
    (Graduate School, 2021-02-02) Paşaoğlu, Mehmet Emin ; Koyuncu, İsmail ; 659118 ; Environmental Engineering
    Nowadays, owing to quick world population growth and abrupt economy, high water demands desire innovative technologies in order to ensure clean and safe water with lower energy use. Severe environmental emissions arising by the consumption of fossil fuels often needs us to build energy harvesting technology which are environmentally sustainable. As an advanced technology, osmotic membrane processes consisting of forward and pressure-retarded osmosis, are conceived to be conspicuous technologies for the treatment, recycling and reuse of wastewaters and the harvesting of salinity gradient energy which is called "Blue Energy". Nevertheless, forward osmosis (FO) and pressure retarded osmosis (PRO) are at the level of growth yet. It is difficult piece of work to fabricate osmotic membranes obtaine high water permeability and perfect ion retention. The ideal osmotic membrane candidate can be a thin film composite membrane satisfy the conditions which has high water permeation and as soon as low reverse salt flux ratio. Furthermore, for the membrane to endure relatively high hydraulic pressures in PRO systems, certain mechanical properties are vital. Thankfully, membranes that are fabricated with electrospinning method have an excellent capability to overcome all specifications of the perfect support layer in consequence of porous structure characteristics and simplicity with that nanomaterials may be integrated to enhance the nanofibers mechanical strength. Apart from this, interfacial polymerization (IP) may be accomplished to electrospun nanofiber membrane to achieve a very thin selective polyamide coating. TFN membranes may show tremendous potential in osmotically driven membrane processes after integrating nano additives into their support layer. The aim of this thesis to carry out and design a comprehensive study on the development of reinforced pressure retarded osmosis membranes. Specifically, this thesis presents the development of novel nanofiber supported thin film composite membranes with high water permeability and excellent selectivity for solvents, while showing an excellent mechanical strength for PRO processes. Interfacial polymerization reactions were used to construct very thin polyamide selective layer on the support, and electrospinning process was used to fabricate a number of support layers. Initially, we investigated the potential to use flat sheet electrospun polyacrylonitrile nanofibers as support support layer to fabricate PRO membranes. Polyamide TFCs were successfully applied on five different substrate containing 0,1,2,5,10% crystal nanocellulose (CNC) in 16% PAN polymer solution. PRO membranes successfully fabricated via tailor-made flat sheet fabrication unit. It is concluded that PAN and CNC generated a complete mixture according to SEM, FTIR, DMA & contact angle analysis findings.The addition of CNC improved the mechanical strength of PAN support layers which is the main phenomenon in PRO applications. The newly developed membrane can achieve a higher PRO water flux of 300 LMH, using a 1 M NaCl draw solution and deionized water feed solution. The corresponding salt flux is only 1.5 gMH. The reverse flux selectivity represented by the ratio of water flux to reverse salt flux (Jw/Js) was able to be kept as high as 200 L/g for PRO operation. Following the success of flat-sheet TFN PRO membrane fabrication, improvements need to be done to increase packing density of fabricated final membrane modules. In this point, we used a novel technique to fabricate tubular membranes for PRO applications. The newly fabricated membrane achieves a higher PRO water flux of 405.38 LMH with using a 1 M NaCl and a DI as feed water. The corresponding salt flux is found as 2.10 gMH which is higher than flat sheet membranes. The selectivity of the reversed flux represented by the ratio of the water flow to the reversed salt flux (Jw/ Js) was able to be kept as high as 193.03 L/g for PRO operation.As far as we know, the performance of the work developed membrane in this study has shown better performance than all PRO membranes reported in the literature previously.
  • Öge
    Geleneksel düğmeli evlerin enerji performansı açısından değerlendirilmesi: Ormana / İbradı örnekleri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-16) Topkaya Tüfekçi, Seçil ; Manioğlu, Gülten ; 502141519 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi
    İnsanların barınma ve yerleşme gereksinimi iklim koşullarının zorlayıcı etkilerinin doğal bir sonucudur. Geleneksel mimari örnekleri incelendiğinde, binalara ve yerleşmelere ilişkin kararların su, güneş ve rüzgar gibi çevresel unsurlardan bağımsız olmadığı görülmektedir. Geleneksel mimaride öncelikli amaç, binanın içinde bulunduğu iklime bağlı olarak yılın her döneminde (ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemlerde) konfor koşullarının sağlanmasıdır. Anadolu'da farklı iklim bölgelerindeki geleneksel örnekler incelendiğinde; ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemden baskın olanına göre tasarım kararlarının alındığı görünmüştür. Böylece zaman içinde şekillenen tasarımlar, bulundukları bölgenin kültür ve coğrafyasına da bağlı olarak yöreye özgü bir mimari kimliğin oluşmasını sağlamıştır. Farklı iklim bölgelerindeki geleneksel binalar incelendiğinde; binalarda mimari tasarım kararları ve malzeme seçiminde iklime bağlı olarak bölgeden bölgeye farklılık gösterdiği, ancak geçmişten gelen bu tasarım bilincinin günümüz binalarında görülmediği tespit edilmiştir. Bu nedenle, deneyimle gelişen bu özgün mimarinin, enerji etkin ve konfor koşullarının sağlandığı binaların tasarlanmasına yardımcı olması açısından incelenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışma geleneksel İbradı, Ormana Düğmeli Evlerinin enerji performansının değerlendirilmesi ve elde edilen sonuçların, günümüz mimari tasarım tekniklerine bir veri oluşturması açısından önem kazanmaktadır. Çalışma kapsamında İbradı, Ormana bölgesinde seçilen geleneksel düğmeli ev örnekleri ölçüm ve simülasyon aracılığıyla değerlendirilmiştir. Bu kapsamda arazi ve iklim koşullarına göre şekillenen geleneksel mimarinin incelenmesi, çağdaş mimariye yol gösterici olacaktır.
  • Öge
    İlaç üretim tesisinde şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesi ekserji analizi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-02-18) Aktunç Tulunay, Cansu ; Yaman, Serdar ; 506161050 ; Kimya Mühendisliği
    Hem dünya hem ülkemizde mevcut yaşamsal faaliyetlerimizi sürdürebilmek için enerji büyük bir gereksinimdir. Bu yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleşebilmesi için üretmek gerekmetkedir. Yapılacak olan üretim operasyonları kaçınılmaz olarak kaynak ve enerji tüketimlerinide beraberin de getirecektir. Dünya'da var olan enerji kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı, günümüzde kaynakların etkili kullanılması ile enerji tasarrufu yapılması büyük önem taşımaktadır. Enerji tasarrufunun gerçekleştirilmesinde en öne çıkan kısım daimi olan üretim süreçlerinin tasarım ve kurulum aşamalarında optimum enerji harcamalarının hesaplanmasının göz önünde tutulmasıdır. Bu noktada ekserji kavramı karşımıza çıkmakta olup, üretim süreçlerinde enerji kaynaklarının gerçekte ne kadar verimli kullanıldığını tespit edebilmekteyiz. Ekserji analizi sayesinde bir sistemin ya da prosesin niceliği yanında niteliği hakkında kayıpları ve terinmezlikleri tespit edebilmekteyiz. Yapılan bu analizler sonucunda sistemin ya da prosesin en çok kayıplar yaşanan noktalarını saptayarak bunları bertaraf edecek önemler için bize yol gösterici olacaktır. Ekserji analizi, termodinamiğin ikinci kanunu ile ortaya çıkmış olup yakın dönemde bir çok alanda yürütülen çalışmalar ile göz önüne çıkmıştır. Bunun sonucu olarak üretim sistemlerinin tasarımlarından ya da işletmelerinden sorumlu olan kişilerin ekserji analizi yapma yükümlülükleri oluşmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında, bir ilaç üretim tesisinde üretim operasyonlarında kullanmak üzere şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesinin ekserji analizi yapılmıştır. Ekserji analizi için prosese dahil olan giriş ve çıkış akımları tayin edilmiştir. Buna ilave olarak bu prosesin gerçekleştiği çevre koşulları ve ekserji analizinin yapılması için gerekli kabuller açıklanmıştır. Ekserji analizi için yapılan denklemlerin hesaplamaları MATLAB programı kullanılarak yapılmıştır. Şehir şebeke suyundan saf su üretim prosesine dahil olan ana ekipmanların parametreleri temin edilemediğinden dolayı proseste bulunan ana yardımcı ekipmanların tek tek ekserji analizleri gerçekeştirilmiştir. Bu ekserji analizleri sırasında şehir şebeke suyunun mevsimsel dönüşümlerden etkilenmesinden dolayı kış ve yaz koşulları olmak üzere iki farklı koşulda hesaplamalar yapılmıştır. Bu prosese uygulanan ekserji analizleri sonucunda 29.18% ekserji verimi ile en büyük ekserji kaybının ısı değiştirici eşanjörün kış mevsiminde yaptığı ısıtma modu olduğu tespit edilmiştir. Kış mevsiminde şehir şebeke suyunun sıcaklık değerlerinin, proses tasarımında kabul edilen ortalam sıcaklık değerlerinden daha düşük olmasından dolayı sistemde çok fazla enerji harcaması ile ısıtma sağlandığı anlaşılmıştır.
  • Öge
    Kırsal Kesim Atıksu Arıtma Sistemleri İçin Geliştirilebilir Yenileme Teknolojileri – Durum Çalışması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008-07-07) Saraçoğlu, Gülsan ; Akça, Lütfi ; Çevre Mühendisliği ; Environmental Engineering
    Çalışma dört aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada, varolan anaerobik havuzlar yerine üzeri plastik malzeme ile kapatılan anaerobik tanklar kullanılmıştır.Üstü kapatılan tanklar, referans olarak üstü açık bırakılan tanklara oranla bazı parametreler haricinde daha iyi sonuçlar vermiştir. İkinci çalışmada biyofiltreler fakültatif havuzlara alternatif olarak düşünülmüştür ve biyofiltrelerin fakültatif havuzlara göre çok daha iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Üçüncü çalışmada, fiziksel iyileştirmeleri gözlemleyebilmek için farklı şekillerde küçük ölçekli beton reaktörler inşa edilerek mevsimsel rezervuardan gelen atık suyla doldurulmuştur ve Plastik perdeler aracılığıyla elde edilen genişletilmiş yüzey alanında iyileştirilmiş biyolojik aktiviteler gözlemlenmiştir. Dördüncü çalışmada sulakalanlarda farklı bitki türleri ve farklı boyutlardaki taşlar tanklarda denenerek askıda katı madde giderimi, KOİ ve BOİ giderimi, nitrogen ve fosfor giderimi ve verimli damlatmalı sulama sistemlerini uygulama ve tıkanmayı önleme amaçlanmıştır. Sonuçlarda net bir farklılık yada avantaj görünmemesine karşılık, Kamış-Sazlık kombinasyonu şeklinde ekilen bitkilerin nispeten daha iyi sonuç veridiği görülmüştür. Bütün testlerde ayrı ayrı farklı bekleme süreleri uygulanmış ve sonuçlar detaylı olarak çalışmanın içeriğinde verilmiştir.
  • Öge
    Marmara bölgesi için taşınım etkisiyle oluşan kirleticideğişimlerinin incelenmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-16) Süer, Seda Nur ; Kahya, Ceyhan ; 511191033 ; Atmosfer Bilimleri
    Bu çalışmada toz taşınım konusu Marmara Bölgesi için araştırılmaya çalışılmış olup, taşınım ile kirlilik artışları yaşanan bölgelerde bu artışların ne kadar olduğu ve etkileyebildiği istasyonlar belirlenmeye çalışılmıştır. Marmara Bölgesi'ndeki taşınım durumları, Edirne ve İstanbul'a ait kirlilik ve meteorolojik veriler incelenerek araştırılmıştır.
  • Öge
    Modelling site selection process for wind power plants through free and open source gis
    (Institute of Science And Technology, 2020-07) Şimşek, Gözde ; Doğru, Ahmet Özgür ; 633621 ; Department of Geomatics Engineering
    In our constantly evolving and changing world with the impact created by developments, energy needs have become a very important component in the policies of both states and private companies. With the increase in energy needs, interest in sustainable resources has increased, and energy production targets from renewable energy sources have grown in development plans and investment programs. In addition to being sustainable, renewable energy sources have become more attractive with their low cost in the long term. Wind energy is economically efficient in the long term, although the installation cost is quite high among these resources. It is desirable that the efficiency obtained from the wind power plant is at the maximum level, but the environmental impact should be kept at a minimum while keeping the efficiency at the maximum level. Therefore, the evaluation of the region where the Wind Power Plant (WPP) will be installed should be made in accordance with international standards, national regulations and environmental conditions. Geographic Information Systems (GIS) are used as tools for multi-criteria decision making problems such as site selection and suitability analysis. With the increasing need for development and the mass of users, the orientation towards free and open source software shows its influence on GIS as well as in many other fields. The value offered by free and open source software is due to the fact that the possibilities offered can be improved, and the developed features can be shared freely with other users. In this context, QGIS which is a free and open source GIS software was used in the study and for the WPP suitability analysis, the first model in which the areas where the WPP cannot be established can be determined first, and then the second suitability model using the weights determined by the Analytical Hierarchy Process (AHP) has been applied. The two models proposed using the free and open source GIS software aimed to automate the process for suitability analysis in study area which is Izmir. First of all, parameters are determined according to national and international standards, literature review and national legal procedures to be considered in order to install WPP, and the specified parameters are classified according to models. The parameters are subjected to two main classifications depending on the purpose of the models. The first exclusion parameters are classified as the since it will serve the purpose of determining the areas where WPP cannot be established. The output map classification obtained with the exclusion model is made with boolean values of 0 and 1 representing the areas where RES can be established and cannot be established, and is included as an input to the suitability model, which is the second model. Two different scenarios are implemented with the first model. Environmental Impact Assessment (EIA) report evaluates the impact of WPP on the environment, it is decided by the relevant institutions whether this assessment is necessary depending on the variables such as the capacity and size of the project, in addition to the fact that such large structures have a great benefit in providing energy by using renewable energy sources, if it is positioned without assessing the impact on the environment, it may harm the nature and society. Considering the advantages and disadvantages, some disadvantages can be minimized by environmentally sensitive studies, so the areas where WPP cannot be established when EIA is not required and areas where WPP cannot be established in situations where EIA is not required vary and the output occurs in two different scenarios. In the suitability model, the aim is to make suitability analysis using the evaluation parameters within the areas where WPP can be established
  • Öge
    Numerical analysis of monopile foundations for offshore wind turbines
    (Graduate School, 2021-10-05) Massah Fard, Maryam ; Erken, Ayfer ; Erkmen, Bülent ; 802142009 ; Earthquake Engineering
    The high worldwide concern for renewable energy resources and the great privilege of seas and oceans for the wind power supply is the point that is no longer hidden among the new generation research. The EU (European Union) capacity is predicted to grow to 150 GW by 2030. Fast growth of offshore wind farms all around the world specifically among EU countries and also newly quake-prone areas of Adriatic, Spain, US (Pacific Coast, Gulf of Mexico), and Japan, makes it significant to learn more about both superstructure and substructure parts of these complex systems. To properly evaluate the effects of environmental loads on the performance of offshore wind turbines (OWTs), soil-pile-structure coupled effects need to be considered. Monopiles are the most common type of foundations for these structures, and as OWT monopile foundations are large diameter piles, it seems that current design methods that are defined for slender and small diameter piles are not appropriate for them. The other important factor is that these methods are mostly applicable for offshore oil and gas industry projects with limited number of load cycles and are not capable of considering liquefaction possibility. While OWTs are the structures that sustain extreme cycles of loading, liquefaction is a phenomenon that should be investigated in detail as it is so critical for the performance of the pile foundations under cyclic sea-wave loads. In the current research, numerical dynamic analysis of an offshore wind turbine based on a monopile foundation is carried out during cyclic sea-wave actions and seismic motion that may lead to liquefaction in the soil domain surrounding the pile foundation due to the cyclic stresses induced by the pile displacements by using the open-source program, OpenSees. The effects of foundation properties such as monopile diameter and its embedment depth and sea-wave characteristics like period, sea-water depth, duration, and level of dynamic loads on the performance of the system are investigated. The outcomes in terms of deformations, excess pore water pressure, and internal forces are presented and discussed. Findings give a more reliable evaluation of the dynamic performance of the offshore wind turbines monopile foundations and liquefaction susceptibility in the surrounding soil medium under cyclic sea-wave loads. In this regard, for the investigation of the problem in more detail, six chapters are considered for the explanation of the system specifications, the OWT system, its foundation, loading procedure, and equations for the environmental loads. Chapter 1 contains the introduction, purpose of the study, and explanation about the categorization of the problem within the chapters. General information about the OWT system, OWT foundation, loading procedure, environmental loads, and methodology followed by specified equations, design guidelines and standards, liquefaction phenomenon, and literature review studies of the previous researchers close to the subject of the thesis is explained in Chapter 2. In the present study, the effects of different parameters on the performance of the OWT system by considering the soil-monopile-OWT structure interaction by using the Finite Element (FE) open-source program, OpenSees, are investigated. In this regard, modeling of the surrounding soil and the obtained soil constitutive model in the analysis is one of the main steps of FE modeling. For this purpose, Chapter 3 is mainly about the soil modeling definition. Elastic-plastic modeling of the soil is explained in more detail in this chapter. First, general information about different soil constitutive models and the equations for the dynamic motion, are defined after the general specification explanation. UCSD soil constitutive model (developed by University of California, San Diego) considered in the present study is defined in more detail by the presentation of the equations, and calibration of the soil constitutive model through laboratory tests. At the end of this chapter, verification of this soil model is done by using cyclic simple shear test data of different researchers and simulation of the cyclic simple shear test through the FE program. The results of the numerical modeling of a problem are more reliable while verification studies of the numerical modeling are done. In this regard, Chapter 4 presents verification studies of the OWT system by considering both superstructure and substructure sections, and the results are compared with the available ones from the literature review studies in specified graphs. Chapter 5 demonstrates the main OWT system selected for the present research after doing all the preliminary analyses and getting certain and reliable results from the verification studies. Effects of different properties for the monopile foundation, seismic motion, and sea-wave cyclic loads are investigated in this chapter and the results are categorized in tables and graphs. As the duration of the cyclic sea-wave loads (number of cycles) is observed as one of the main factors in liquefaction possibility, it is investigated in more detail by performing some detailed simulations of the problem. In this regard, back analysis of the OWT problem is performed by using the results from the FE modeling of the OWT problem and cyclic triaxial test simulation for the soil element in different depth values from the seabed surface. The summary of the conclusions for all the analyses and the future studies related to this subject are explained in Chapter 6. According to the presented results, a large diameter monopile foundation rotates about the tip more like a rigid body with limited values for the pile lateral deformation. Increasing the diameter of the foundation under the same sea-wave loading duration makes monopile stiffer, leading to less lateral displacement for the pile, and lower excess PWP ratio and shear strain in the surrounding soil. The soil response as the excess pore water pressure ratio and shear strain values decrease for larger diameter foundations while they behave in an increasing trend over time. This performance makes it essential to study the effect of the duration of the cyclic load for investigation of the OWT system. This factor is evaluated and presented in the current study in more detail. The duration of the cyclic load is concluded as an important factor for the evaluation of the performance of the OWT system during its life span mainly under large numbers of cyclic sea-wave loads. After the duration, the sea-water depth is a significant factor especially more effective than the duration for the monopile foundation behavior. The maximum values for the deformation of the monopile foundation are achieved during the case with higher sea-water depth. By comparing the results through the sole application of the sea-wave load and the coupled application of the sea-wave and earthquake loads, the response of the surrounding soil is more affected by the seismic motion. The shear strain approaches high rates during the coupled application of loads, and the pore water pressure approaches high amounts by applying the earthquake loads. Based on the numerical analyses, liquefaction is possible in the soil surrounding the offshore wind turbine by applying the prescribed earthquake and the sea-wave load simultaneously. This performance confirms the significant role of the earthquake motion for the performance of the soil surrounding the offshore wind turbine in seismic-prone areas.
  • Öge
    Organik atıklardan sürdürülebilir enerji geri kazanımı: Biyolojik ve termal geri kazanım proseslerinin analizi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-04-28) Altan, Hasan Suphi ; Sözen, Seval ; 501152712 ; Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi
    Yürütülen tez çalışması kapsamında farklı kaynaklarda üretilen enerji potansiyeli yüksek olan organik atıklardan, alternatif teknolojiler kullanılarak sürdürülebilir şekilde yenilenebilir enerji geri kazanımının fizibilitesi ortaya konmaktadır. Çalışma kapsamında ele alınan organik karakterdeki evsel katı atıklar, endüstriyel içeriğe sahip olmayan arıtma çamurları, ülke genelinde yaygın olarak yürütülen hayvancılık faaliyetlerinden kaynaklanan atıklar ve ülke genelinde bölgesel olarak majör tarımsal faaliyetler neticesinde açığa çıkan atıkların enerji geri kazanımı ile ülke enerji arz çeşitliliğine ve enerji ekonomisine önemli bir katkı sağlanabileceği tahmin edilmektedir. Çalışmanın temeli kapsamlı bir literatür araştırmasına dayanmaktadır. İlk olarak ülke genelinde enerji üretimine uygun olan katı atık potansiyeli araştırılmış ve evsel katı atıklar, endüstriyel içeriğe sahip olmayan arıtma çamurları, majör hayvancılık faaliyetlerinden kaynaklanan atıklar ve her bir coğrafi bölgede yaygın olan tarım faaliyetlerinden kaynaklanan atıklar için literatür kaynaklı miktar tespiti yapılmıştır. Bir sonraki basamakta ise organik madde muhtevası yüksek olan katı atıkların enerji geri kazanımı için yaygın olarak kullanılan prosesler detaylı araştırılmış ve termal geri kazanım prosesleri kapsamında yakma, gazifikasyon (gazlaştırma), piroliz ve biyolojik enerji geri kazanım prosesleri kapsamında ise anaerobik çürütme (digestion) prosesi simüle edilerek, bu proseslerin modellenmesine yönelik parametreler tespit edilmiştir. Evsel katı atık miktarlarının tespitinde TÜİK verilerinden faydalanılmış, her bir il için yıllara bağlı miktarlar tespit edilmiştir. Evsel/Kentsel atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan arıtma çamurlarının miktarı, TÜİK veri tabanında ilan edilen atıksu arıtma miktarları ile ilişkili olarak hesaplanmıştır. Söz konusu hesaplamada coğrafi bölge özellikleri ve arıtma tesislerinin konfigürasyonları dikkate alınmış ve her bir il için oluşan arıtma çamurlarının miktarı tespit edilmiştir. Hayvancılık faaliyetlerinden kaynaklanan atıkların miktarının tespitinde ise Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü tarafından oluşturulan Biyokütle Potansiyel Atlası veri tabanından faydalanılmıştır. Buna göre çalışma kapsamında ele alınmak üzere büyükbaş, küçükbaş ve kanatlı hayvan yetiştirme faaliyetlerinden kaynaklanan atık miktarları il bazında tespit edilmiştir. Tarım faaliyetlerinden kaynaklanan atıkların tespitinde ise ülke genelinde tarım faaliyetlerinin değişken olması nedeniyle bölgesel yaklaşım ile ilerlenmiştir. Yapılan literatür çalışmasının kaynağını hayvancılık faaliyetlerinden kaynaklanan atıklarda olduğu gibi Biyokütle Potansiyel Atlası oluşturmaktadır. Çalışma genelinde her bir coğrafi bölge için o bölge içerisinde en fazla miktarda üretilen üç farklı atık tipi esas alınmıştır.
  • Öge
    Parallel evolutionary computation for distribution system planning and operation
    (Graduate School, 2022-06-14) Younesi, Soheil ; Özdemir, Aydoğan ; Ceylan, Oğuzhan ; 504181068 ; Electrical Engineering
    The purpose of this study is to offer a technique for combining single- and multi-objective optimization algorithms with a parallel computing technique. Different scenarios are created for different numbers of Worker Processors (WPs), each of which is investigated separately and the results are compared. In these cases, a Master-Slave (MSM) calculation approach is used. The workload is distributed evenly across all WPs, and the Master Processor (MP) acts as the observer and executor of this computational approach. By using intelligent interruptions, the main processor receives the results of each WP's calculations and compares them to the results of other WPs, selecting the best solutions and returning them to the WPs. Wind Turbines and solar panels are examples of distributed renewable energy sources in this study
  • Öge
    Pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin optimizasyonu
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-31) Gürsakal, Hasan ; Uyumaz, Ali ; 501082501 ; Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği
    Enerji, bir materyalde, bir maddede, bir hücrede bulunan iş yapabilme yeteneği ya da ortaya iş çıkarabilme gücüdür. Bir insanda, bir makinede, yüksek bir yerden akan suda her an için belirli bir iş yapabilme gücü, dolayısıyla belirli miktarda enerji vardır. Bir cismin, bir maddenin durumu, konumu, moleküler yapısındaki depolama ile bir potansiyel enerjiye sahiptir. Bu potansiyel enerji bir hareket, bir ivmelenme, kimyasal bir tepkime veya fiziksel bir değişim ile harekete geçerek kinetik enerjiye dönüşür. Dolayısıyla, harekete geçen cisim kitlesiyle ve hızıyla sahip olduğu potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşmüş olur ve bu durum da bir iş yapmış olur. Günümüzde enerji, endüstri ve teknolojinin gelişimini ilerletebilmesi için vazgeçilemez araçlardan biri olarak ön plana çıkmakta olup, üretim faaliyetlerinin sürdürülebilmesi için ana unsurların başında gelmektedir. Aynı zamanda toplumların sosyal ve ekonomik olarak kalkınmalarının en önemli gerekliliklerinden biri olan enerjinin artan dünya nüfusuna yetecek şekilde, uygun koşullarda temin edilebilmesi büyük önem arz etmektedir. Evlerde, işyerlerinde, okullarda, fabrika ve sanayi tesislerinde ihtiyaç olan elektrik gücünü temin edebilmek için enerji kaynaklarının elektriğe dönüştürülmesi gerekmektedir. Petrol, doğalgaz, kömür gibi fosil kaynaklar ile rüzgar, güneş, su, jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynakları çeşitli elektrik üretim santralleri sayesinde elektrik enerjisine çevrilerek, insanların günlük ihtiyaçları ve üretim sektöründe kullanılmaktadır. Gelişmekte olan ülkeler arasında bulunan ülkemiz için de gerek toplumsal refahın artırılması gerekse sanayi sektörünün üretim sürekliliği ve gelişimi için en önemli ihtiyaç haline gelen enerjinin, yerinde, zamanında ve güvenilir bir şekilde karşılanması gerekmektedir. Son dönemlerde ülkemizin yakaladığı yüksek büyüme oranları, enerji talebinin de hızla artmasını beraberinde getirmiştir. Önümüzdeki yıllarda da büyüme oranlarıyla birlikte enerji talebinin de artış eğiliminin devam edeceği hesaplanmaktadır. Artan enerji talebinin karşılanması için enerji sektörünün yeniden yapılanmasına yönelik olarak enerji mevzuatları 2000'li yılların başından itibaren yeniden ele alınarak çeşitli düzenleme yapılarak, enerji sektöründe liberalleşme adımları atılmıştır. Mevzuat değişiklikleri, yeni düzenlemeler ve oluşturulan yeni kurumlarla elektriğin yeterli, kaliteli, sürekli, düşük maliyetli ve çevreye uyumlu bir şekilde tüketicilerin kullanımına sunulması için, rekabet ortamında özel hukuk hükümlerine göre faaliyet gösterebilecek, mali açıdan güçlü, istikrarlı ve şeffaf bir elektrik enerjisi piyasasının oluşturulması ve bu piyasada bağımsız bir düzenleme ve denetimin sağlanması amaçlanmıştır. Geçen süre içerisinde, ülkemizde yapılan yeni düzenlemeler, enerji piyasasının liberalleştirilme çalışmaları, yapılan enerji yatırımlarına rağmen artan enerji ihtiyacını ülkenin kendi öz kaynakları ile karşılayamaz durumda olup, enerji açısında dışa bağımlılık devam etmektedir. Enerji kaynakları açısından dışa bağımlı olunması, ülkenin ekonomisini ve stratejik durumunu olumsuz yönde etkilemektedir. Enerji kaynaklarında dışa bağımlı ülkeler, ekonomisinin büyümesinde ve stratejik kararlar almak gibi en önemli konularda başka ülkelere bağımlı hale gelmektedir. Bu nedenlerden dolayı, ülke içerisinde başta yenilenebilir enerji kaynakları olmak üzere, tüm kaynaklarının en optimum şekilde enerjiye dönüştürülerek kullanımının sağlanması ve dışa bağımlılığın azaltılması temel hedef haline gelmesi gerekmektedir. Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller (PDHES), pik talebin karşılanmasında rezervuarlı HES'lerin yetersiz kalması durumunda veya baz santrallerin ülkenin enerji sistem içinde dengelenebilmesi için devreye girerek enerji ihtiyacını karşılayan sistemlerdir. PDHES'ler bir çeşit elektrik depolama sistemleridir. Bu santraller, elektrik fiyatlarının düşük olduğu zamanlarda suyu yüksekteki doğal veya yapay bir üst hazneye pompa yardımıyla basarak depolar ve gün içinde veya ay içinde elektrik ihtiyaçlarının meydana geldiği ve dolayısıyla elektrik fiyatlarının yükseldiği zamanlar üst haznede biriktirilen suyu türbinler vasıtasıyla hidroelektrik enerjiye dönüştürür. Başta Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya olmak üzere dünyada yaklaşık 100.000 MW pompaj depolamalı hidroelektrik santral işletmede olmasına karşın, ülkemizde işletmede pompaj depolamalı santral bulunmamakla birlikte, bu tesislerin yapılması planlanması durumunda ne şekilde optimize edilmesi gerektiği yönünde yeterince çalışma da yapılmamıştır. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü tarafından ilk etüt aşamasında 11 adet mevcut baraj üzerinde, 5 adet yeni yatırım olmak üzere toplamda 16 adet pompaj depolamalı hidroelektrik santral planlaması yapılmış olup, detaylı çalışmalar da henüz planlama aşamasında bulunmaktadır. Son dönemlerde devletin ilgili kurumlarında, PDHES'lerin yapımı konusunda bazı güncel mevzuat çalışmaları devam etmekle birlikte, henüz resmiyet kazanmış bir durum da söz konusu değildir. Gerçekleştirilen doktora tez çalışması kapsamında, pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin kapasitesinin net faydayı maksimize etmesiyle belirlenen kapasite optimizasyon modeli (KOPMOD) olarak adlandırılacak olup, deterministik bir yaklaşımla çalışılan bu matematik modelde yapı boyutları, kurulu güç ve net faydanın optimizasyonu ele alınacaktır. Bu çalışmayı yaparken öncelikle karar değişkenleri belirlenerek, bu parametrelerin kapasiteyi belirli aralıklar içinde seçerek modelde kullanılması amaç edinilmiştir. Kapasitenin çalışma aralıkları da dünyada tesis edilmiş PDHES'ler ile ülke şartları ve ihtiyaçları dikkate alınarak belirlenmiştir. Elektrik fiyatlarının gün içindeki değişimleri, uzun yıllar oluşan fiyatların analiz edilmesi ve elektrik fiyatlarına etki eden faktörler ele alınarak modellere işlenerek, modellerin oluşturulması sağlanmıştır. Elektrik fiyatlarının analizleri PDHES'lerin çalışma saatlerinin belirlenmesinde etkin rol oynamaktadır. Karar değişkenleri olarak tesisi kurulu güç kapasitesi, çalışma saati ve karlılık oranları, indirgeme oranı, iç verim oranı, tesis süreleri ve yapım birim fiyatları gibi ana unsurlar olarak belirlenmiştir. Net faydanın maksimize edilmesi üzerine kurulu olan sonuç kısmının en önemli sonuç parametreleri tesis yatırım bedeli, tesisin geliri ve giderleri, elektrik üretim ve tüketimleridir. üretim ve güç, maliyetler, gelir ve gider, ekonomik analiz ana başlıkları altında değerlendirilmiştir. Üretim, tüketim ve kurulu güç ana başlığı altında hesaplanan değerler tersinir türbinlerin teknik değerleri ve karar değişkenlerine bağlı olarak değişim göstermektedir. Maliyetler ise, kapasite değişiklikleri sonucu boyutları belirlenen tesislerin birim fiyatları ve piyasa fiyatları dikkate alınarak hesaplanmaktadır. Gelir ve giderler ise, elektrik fiyatları ve işletme aşamasında oluşacak olan giderlerin piyasa koşullarında fiyatlandırılması ile belirlenmektedir. Maliyetler, gelir ve giderlerin belirlenmesi sonucu ekonomik analiz kapsamında hesaplanan net fayda hesaplaması sonucunda hangi seçimin en uygun olduğu model ile ortaya çıkmaktadır. KOPMOD ile oluşturulacak matematik modelde değişkenlerin değişimi ile net faydanın da değişimi izlenebilmektedir. Çalışmalarda YEKDEM sistemi kapsamında devlet tarafından belirlenen elektrik satış fiyatları da ayrıca çalışmalarda dikkate alınmıştır. Karar değişkenleri, sonuç parametreleri, kapasite değişim aralığı, aralarındaki bağlantıları ve değerleme kriterleri belirlendikten sonra, PDHES için oluşturulan KOPMOD'un çalıştırılması ile net faydanın maksimize edildiği kapasite belirlenerek en uygun kurulu güç seçilmektedir. Modelin çalışma saati ve karlılık oranlarının belirlenmesi için KOPMOD öncesi göreceli karlılık analizi yaklaşımı (GÖKAY) modeli kullanılmaktadır. GÖKAY'da Türkiye'de geçmiş yıllarda gerçekleşmiş elektrik satış fiyatları modelin analiz edilecek verileri olarak ele alınmaktadır. PDHES için belirlenen bir iç verim oranı (İVO) esas alınarak gün içindeki en düşük elektrik satış fiyatları ve en yüksek elektrik fiyatları belirlenir. En düşük elektrik fiyatlarına iç verimden kaynaklanan kayıplar da bindirilerek en yüksek fiyatlar arasında PDHES'in elektrik üretim ile tüketiminden gün içinde kar elde ettiği saatlere ulaşılır. Seçilecek her bir iç verim oranı çalışma saatini ve karlılık oranlarını değiştirmektedir. GÖKAY modelinin sonuçları değerlendirildiğinde İVO değeri arttıkça çalışma saati artmasına karşılık, karlılık oranları azalmaktadır. Karlılık oranı ve çalışma saati birlikte ele alındığında ise, İVO değeri arttıkça normalize edilmiş karlılık oranının da arttığı görülmektedir. Sonuç olarak, PDHES'in ilk planlama aşamasında mevcut piyasa şartları, topoğrafyası, yatırımın ekonomik durumu ve piyasa elektrik fiyatları ile KOPMOD çalıştırılarak bulunan kapasitede PDHES'in yapımına karar verilebilmektedir. Kapasite belirlendikten sonra, tesisi yapılarının boyutları, maliyetleri, üretim ve tüketimleri ortaya çıkacağı için PDHES'in ekonomik olarak yapımına karar verilebilecektir.
  • Öge
    Selüloz nanokristal ve fotokatalizör katkısıyla üretilen nanolif hava filtreler ile iç ortam havasında bulunan uçucu organik bileşiklerin giderimi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-02-11) Kesici Büyükada, Esra ; İmer, Derya Yüksel ; 501181716 ; Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi
    İnsanlar günlük hayatın büyük çoğunluğunu (%80- 90'ını) konut, işyeri ve okul gibi binalar ve uzun yol taşıma araçları (otobüs, uçak, tren vb.) gibi kapalı iç ortam havasında geçirmektedir. Bu nedenle, iç ortam havası, en az dış hava kalitesi kadar, insan sağlığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. İç ortam hava kalitesi, dış havanın girişinin kontrol edildiği ve iç hava sirkülasyonunun uygulandığı yapılardaki hava kalitesi olarak tanımlanabilmektedir. Sanayinin gelişmesi ile sıcaklık kayıplarını önlemek için yeni binalarda dış havaya karşı daha fazla izole edilmeye başlanmış, iç ortamdaki hava değişimindeki azalma iç havanın kalitesinin dış havadan daha kötü hale gelmesine yol açmıştır. Son yıllarda, iç ortam hava kalitesi ile ilgili yapılan çalışmalarda bazı parametrelerden kaynaklı olarak o hacimde zamanını geçiren insanlarda kısa ve uzun vadeli sağlık sorunlarının oluştuğu tespit edilmiştir. Özellikle kronikleşen bazı hastalık belirtilerinin iç ortam havası ile birebir bağlantılı olduğu belirlenmiş ve bu sağlık sorunları "Hasta Bina Sendromu" terimi altında toplanmıştır. Kötü iç hava kalitesi olan binalarda uzun süre kalan kişiler, kirletici kaynakların yoğunluğuna bağlı olarak etkilenebilmektedir. Çeşitli sağlık sorunlarına neden olan bu yapılara "hasta binalar" denir. Hasta bina sendromunun yaygın belirtileri; göz, burun ve boğazda tahriş, baş ağrısı, baş dönmesi, bulantı, kusma, fiziksel ve zihinsel yorgunluk, hafıza kaybı, konsantrasyon eksikliği, deride gözlenen tahriş, kızarıklık, ağrı, kaşıntı ve kuruluk olabilmektedir. Hasta bina sendromuna neden olan iç ortam kirleticilerinden biri olan Uçucu Organik Bileşikler (UOB) konsantrasyonları düşük olmasına rağmen (ppb değerlerinde) uzun süreli maruziyet kronik eğilime sebep olmaktadır. Tezin konusu; iç ortam havasında bulunan ve hasta bina sendromunun temel nedenlerinden olan UOB'lerin adsorpsiyon ve oksidasyon mekanizmalarıyla yenilikçi kompozit nanolif filtre malzemeleri ile gideriminin incelenmesidir. Kompozit nanolif filtrelerin üretiminde elektroeğirme yöntemi kullanılmış ve farklı polimerler (poliamid6-PA6 ve poliakrilonitril-PAN), adsorpsiyonu sağlayan nanoadsorbent olarak selüloz nanokristal (SNK) ve oksidasyonu gerçekleştiren farklı nanofotokatalizörler (TiO2 ve ZnO) kullanılarak farklı içerikte nanofil hava filtreleri geliştirilmiştir. Tez kapsamında, hazırlanan kompozit nanolif filtrelerin üretimi, karakterizasyonu, performans testleri ve filtre tasarımı çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tezin önemi, literatürde kısıtlı çalışma alanına sahip olmuş ve genelde izleme çalışmalarına rastlanılan ama insan sağlığı için çok fazla öneme sahip olan iç ortam kirleticilerinin giderilmesi için filtrasyon teknolojilerinin uygulanabilirliğinin ayrıntılı incelenmesi, filtre malzeme özelliklerinin belirlenmesi ve bu özelliklerin kirletici maddeye özel geliştirmesi, bu aşamaların bir deneysel sistematik içerisinde kurgulanması ve yönetilmesidir. Neticede adsorpsiyon+fotokatalitik oksidasyon mekanizmalarının eş zamanlı olarak filtrasyon teknolojisinde uygulanması, UOB gideriminin sağlanması ve filtre malzemesinin günlük hayatta kullanılabilecek düzeyde ticari bir ürüne dönüşme potansiyelinin incelenmesidir.
  • Öge
    Seyir emniyetinde insan hatası risk analizi ve insan faktörleri temelinde köprüüstü dizaynına yönelik kural önerileri
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-09-14) Alan, Rifat Burkay ; Söğüt, Oğuz Salim ; 508082001 ; Gemi İnşaatı ve Gemi Makinaları Mühendisliği
    Bugünün küresel konjonktüründe Türkiye Cumhuriyeti'nin Karadeniz, Ege ve Doğu Akdeniz'deki Deniz Yetki Alanları'nda deniz ticaretinden, hidrokarbon kaynaklarına erişim ve kullanım çalışmalarına, Afrika kıyılarından Hürmüz ve Doğu Hint Denizine kadar uzanan deniz alaka ve menfaatleri ve bunlara bağlı olarak artan deniz güvenliği ihtiyaçları çerçevesinde Türk Donanmasının temposu giderek artmaktadır Bu artan tempo, Milli Gemi İnşa Sanayisi'nin yeni yüzyılın Türk Donanmasını olduğu kadar araştırma, ulaşım ve taşımacılık amaçlı Türk Ticari Bahriyesinin de milli olarak inşası çalışmalarına güç ve rüzgar vermektedir. Ulusal deniz alaka ve menfaatlerimiz çerçevesinde; ülkemizin güvenliğinin sağlanması ve ekonomik gücünün geliştirilmesi için milli kaynaklarımızın korunması maksadıyla Deniz Kuvvetlerinin operasyonel emniyetini ve güvenliğini artırabilecek, savaşçı yeteneklerini destekleyecek deniz platformlarının tasarlanabilmesi, bu konularda zaafiyete yol açabilecek boşlukların platform dizaynından itibaren tespit edilerek gereken önlemlerin bu aşamadan itibaren alınabilmesi oldukça önemli görülmektedir. Son 10 yılda hızlanan küresel ve yerel konjonktürdeki değişikliklere bağlı olarak Deniz Kuvvetleri gemilerinin seyir saatlerinin misliyle arttığı görülmektedir. Yeni operasyon ortamı ve artan seyir saatleriyle birlikte yükselen ihtiyaçlar beraberinde nitelikli personel ihtiyacını, teknolojik odaklı kontrol ve otomasyon ihtiyaçlarını ve bunların doğal sonucu olarak da bütçe kısıtlarını getirmiştir. Artan bu operasyonel tempo yüksek oranda teknoloji kullanımıyla birlikte daha kısıtlı insan kaynağı kullanımını beraberinde getirmektedir. Bu durum seyir ve operasyonel emniyet açısından olumsuz sonuçlara neden olan kazaların ve istenmeyen olayların etkisini de artırmakta ve bunların önlenebilmesi kritik önem arz etmektedir. Tüm ticari ve askeri deniz kazalarının yaklaşık %80'inin insan hatasından kaynaklandığı görülmektedir. Ticari gemiler, savaş gemilerine nazaran daha küçük ekiplerle ve genellikle insan gücüne kıyasla otomatik kontrol ve otomasyona daha fazla güvenerek çalışmaktadır. Yeni nesil savaş gemilerinin dizaynında da personel sayılarını azaltma ve teknolojiden yararlanma yönündeki eğilim göz önüne alındığında, ticari gemi kazalarının ve nedenlerinin incelenmesi dizayn ve organizasyonel gelişim açısından önemli bir kaynak olarak görülmektedir. Önümüzdeki dönemde deniz yetki alanlarımızdaki hidrokarbon kaynaklarımızı arama, bulma, araştırma, çıkarma, taşıma ve kullanma açısından ihtiyaç duyulacak sivil deniz platformlarında olduğu kadar deniz alaka ve menfaatlerimizi içeren deniz ilgi ve etki sahalarımızda faaliyet gösterecek Milli olarak inşa edilmiş Dinamik Konumlandırma Sistemli (DKS) askeri gemi ve platformlara da ihtiyaç duyacağımız değerlendirilmektedir. Ulusal düzeyde DKS'li sivil ya da askeri platform/vasıtalarının geliştirme ve faaliyet süreçleri içerisinde yaşanan kaza ve olaylara ilişkin inceleme ve araştırmaya uygun istatistiki verileri içeren bir Milli Veri Tabanının henüz var olmadığı görülmektedir. Bu nedenle; konu hakkında yayınlanan ve kaynakçada yer verilen üniversite tezleri, makaleler, inceleme ve araştırma raporları üzerinde bir literatür araştırması icra edilmiştir. Bu araştırmaya istinaden; Ticari ve Araştırma maksatlı Açık Deniz Platformlarının ve Açık Deniz Platformları Destek Gemileri DK Sistemlerinin Konum Kaybı olayları konusunda Kuzey Avrupa'nın en iyi uygulamalara ev sahipliği yapan coğrafyalardan biri olarak tespit edilmiştir. Bu uygulama araştırmalarında IMCA (International Marine Contractors Association) Kaza/Olay Raporları ve bu raporlardan elde edilen verileri temel alındığı tespit edilmiştir. DKS kaza/olayları ile ilgili daha geniş kapsamlı ilave bir veri tabanı tespit edilememesi nedeniyle yine kaynakçada verilen IMCA Dokümanları ve 2000-2017 yılları IMCA Raporlarından bir DKS Kaza/Olay Araştırma Veri Tabanı oluşturulmuştur. DKS'ne sahip gemilerin Konum Kaybı Olaylarına ilişkin IMCA Kaza/Olay Raporları (461'i kaza toplam 1262 Olay) üzerinde; Sistem Emniyet Standartı ve İnsan Faktörleri Analiz ve Sınıflandırma Sistemi (HFACS) Taksonomisini temel alan bir metodolojiyle; Tehlike Analizi, Risk Analizi, İnsan Faktörleri temelli Risk Değerlendirmesi yapılmıştır. DK sisteminin incelenmesi ve Risk Analizi neticesinde; Konum Kaybıyla sonuçlanan Terminal Olaylar; Operasyon İptali (%24,32), Sürüklenme (%17,12), Sapma (%11,26), Zaman Kaybı (%14,87) olarak sıralanmıştır. Terminal Olaylara neden olan 6 Temel Olay kategorisi oluşma olasılıklarına göre; DK Referans Sistemi (%20,74), İnsan Hatası (%18,29), DK Yazılım/Donanım (%15,61), Güç Kaynakları Yönetimi (%14,88), İtki ve Sevk Sistemi (%13,90), Çevresel Etki (%9,51), Bileşen Arızası (%5,12) olarak sınıflandırılmıştır. Analiz edilen olayların %90'ından fazlasının bu kategorilerden en az biriyle ilişkili olduğu görülmüştür. İnsan Faktörleri Temelli Risk Değerlendirmesi kapsamında; HFACS-Seviye 1 Aktif Hatalar'ın incelenmesiyle tespit edilen İnsan Hatası kalıpları, kaza raporlarında yaygın olarak öne çıkan HFACS-Gizli koşullar ve alt kategorileriyle nedensel olarak ilişkilendirilerek sınıflandırılmıştır. Bu Kategorik Sınıflandırmaya uygun Nedensel İlişki Ağı oluşturularak çalışmada yer verilmiştir. HFACS-Aktif Sorunlar ve bu sorunlara yol açan baskın Gizli Sorunlar'ın sıklıkları ve yaygınlıkları esas alınarak olasılık tabanlı bir Risk Değerlendirme Metodolojisi olan Bayes Ağları Metodu (BBN) ile Risk Analizine tabi tutulmuş ve bu maksatla GeNIe yazılım aracı kullanılmıştır. Risk Analizi neticesinde HFACS Taksonomisine uygun olarak kategorilendirilen ve öncelikli olarak tespit edilen İnsan Faktörleri Temelli Hata Kalıpları (Temalar) sınıflandırılarak tanımlanmıştır. Riski Yüksek bulunan Hata Kalıpları'nın DKS Operatörlerinin karar verme süreçleriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak üzere İnsan Faktörleri temelli hazırlanan Kod Rehberi ve Kritik Karar Metodu kullanılarak DK Köprüüstünde Kritik Olay (Tehlike) Esnasında DK Kontrol Konsolu üzerinde Kritik Karar Verme Süreç Analizi yapılmıştır. Bu Analiz'de Riski Yüksek Hata Kalıpları'nı yansıtan 28 Olay üzerinde 14 DK Operatörünün Kritik Olaylar ve Kritik Karar Verme Süreci'ne ilişkin değerlendirmeleri Yazılı Mülakat Tekniği ile alınmıştır. Risk Analizinde sınıflandırılan İnsan Faktörleri ve Konum Kaybı Kazaları arasındaki Risk İlişki Derecelerinin belirlenebilmesi için Ki-Kare ve Simetrik Ölçümler Analizi ((χ2 = 43.510, df = 15, p < .001); Risk Analizi üzerindeki Değerlendirici Uzman Görüşlerinin birbirleri arasındaki ilişkisel doğrulama için ise Cohen Kappa Analizleri (Cohen Kappa Katsayısı =.645, p< .0019), Sosyal Bilimler için İstatistik Programı (SPSS) yazılım aracı kullanılarak yapılmıştır. Etkiler, risk ve düzeltici önlemler açısından IMO, ISO, IEC, Klas Kuruluşları (IACS, ABS, DNV) mevcut Köprüüstü ve Gemi Kontrol Konsolu Dizayn standart kuralları çerçevesinde yapılan değerlendirmeden elde edilen sonuçlar; Uluslararası İnsan Merkezli Dizayn ve Kullanılabilirlik Standartları çerçevesinde milli olarak inşa edilecek DK'lı Gemilerin Milli Dizayn ve Yerleştirme kurallarının geliştirilmesine yardımcı olmaya yönelik öneriler olarak sunulmuştur.
  • Öge
    Talep tahmini için gri temelli bir yaklaşım
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-11) Bilgiç Tanyolaç, Ceyda ; Çebi, Ferhan ; 507122001 ; İşletme Mühendisliği
    Gri sistem teorisi ilk olarak 1989 yılında literatüre kazandırılmış bir çalışma alanıdır. Gri sistem teorisinin alt konularından biri olan gri tahmin ise, bu tez çalışmasının da temelini oluşturmaktadır. Talep tahmini çalışmaları literatürde sıklıkla karşılaşılan alanlardan olup, bu çalışmada talep tahmini için gri tahmin modellerinden yararlanılmıştır.Talep tahmininde ise enerji ve dolayısıyla elektrik talebi (tüketimi) tahmini çalışmaları günümüzde önem arz etmektedir. Kapasitenin doğru planlanması ve doğru fiyatlandırılma politikası, doğru tüketim tahminleriyle başarılı olacaktır. Tüm bu durumlardan yola çıkarak; bu tez çalışmasının temel amacı, talep tahmini için yeni bir model sunmaktır. Bu çalışmada gri modelin küçük boyutlu verilerle yapılan tahminlerde başarılı olmasının avantajına odaklanarak hata oranını daha da küçükleyecek melez modeller sunmak amaçlanmıştır. Tezde elektrik tüketimi tahmini üzerine yapılan uygulamada kullanılan ve önerilen modeller, literatürde ilk kez kullanılan hibrit modellerdir. Bu yönüyle çalışma literatüre önemli katkı sağlamaktadır. Literatür taraması ile gri tahmin modeller kullanılarak yapılan tahmin çalışmaları ve alanları, elektrik tüketim tahmininde kullanılan gri modeller ve Türkiye'de yapılan elektrik tüketimi tahmin çalışmalarında kullanılan modeller genel olarak incelenmiş ve bu bilgiler ışığında hibrit bir model olan bulanık GM (1,1) parametre optimizasyonu Güve- Işık Optimizasyonu Algoritması modeli önerilmiştir. Önerilen bu modele yuvarlanma mekanizması da eklenerek bir model önerisinde daha bulunulmuştur.Yapılan literatür taramasında gri modellerde parametre optimizasyonu çalışmaları da incelenmiş ve sıklıkla kullanılan metasezgisellerin olduğu çalışmalara yer verilmiştir. Çalışmada literatür taraması ve talep tahmini konusundan sonra literatürde en çok kullanılan Gri modellere ve bu tezin temel modeli olan Üçgen Bulanık GM(1,1) modeline detaylı biçimde yer verilmiştir. Sonrasında ise; metasezgisel algoritmalar konusu incelenmiş ve parametre optimizasyonunda kullanılan metasezgiseller detaylıca anlatılmıştır. Önerilen modellerin denklemleri ayrıntılı bir şekilde ifade edilmiş ve Türkiye'nin kısa dönem elektrik tüketimi tahmini konusunda bir çalışma yapılarak sonuçlar yorumlanmıştır. Uygulama, MATLAB 2018b programından yararlanılarak yapılmıştır. Önerilen modeller literatürde var olan gri model ile kıyaslanarak tahmin performansı başarımı ölçülmüştür. Kullanılan hata ölçütü literatürde sıklıkla kullanılan Ortalama Mutlak Yüzde Hatası (OMYH)'dır. Modellerde kullanılan ve literatürde yeni olan Güve- Işık Optimizasyonu Algoritması'nın performansı ise literatürde parametre optimizasyonu için sıklıkla kullanılan algoritmalarla kıyaslanarak ölçülmüştür. Söz konusu algoritma ile önerilen modeller Genetik Algoritma ile kıyaslandığında daha iyi bir tahmin performansı sergilemekte olup; PSO ile kıyaslandığında en az onun kadar güçlü olduğu sonucuna varılmıştır. Kıyaslama yapılırken programın çalışma süresi ve metasezgisellerin optimum noktayı yakaladıkları iterasyon sayıları dikkate alınmıştır. Uygulama sonuçlarına bakıldığında önerilen modellerin tahmin performansının geliştiği gözlemlenmiştir. GIOA, Genetik Algoritmaya göre süreler ve iterasyon sayıları açısından çok daha iyi sonuç verirken; PSO ile kıyaslandığında ise yakın süreler ve iterasyon sayıları vermekte olduğu gözlemlenmiştir. Son olarak, yapılan araştırma ve edinilen bilgiler ışığında tez çalışmasının sonuçları yorumlanmış ve gelecek çalışmalarla ilgili önerilerde bulunulmuştur.
  • Öge
    The use of doped ZnO nanomaterials with enhanced optoelectronic properties as an electrode
    (Graduate School, 2021-01-15) Ürper, Osman ; Baydoğan, Nilgün ; 301152002 ; Energy Science and Technology ; Enerji Bilim ve Teknoloji
    In this thesis, the structural characteristics of ZnO:Al thin film have been modified for its improvement of optical parameters and electrical properties to applying in optoelectronic devices. ZnO:Al thin film has presented optimum properties for optoelectronic applications such as photovoltaic solar cells, transparent conductors, semiconductor heterojunctions due to the improvement of its optical model and energy band gap. The optical parameters have been improved with Al concentration to exploit ZnO:Al thin film due to the enhancement of electronic properties as semiconductor materials in diode technology. The refractive index and extinction coefficient were changed slightly due to the increase of Al concentration. The examinations of extinction coefficient (k) and refractive index (n) have presented the importance to use this cost-effective thin film in the semiconductor devices. For this purpose, the main objective of this research to focuses on investigation structural, optical, and electrical properties of ZnO thin films as a transparent layer for thin films. This research focused on three interrelated topics in this dissertation; i) different Al doping concentration, ii) pre-post annealing temperature, and iii) various annealing ambient showed important impact on structural, optical, and electrical properties of ZnO metal oxides. Pure and Al-doped ZnO thin films were deposited on the glass substrates by sol-gel dip and spin coating techniques. During the study, the influence of the techniques compared on the ZnO:Al films structural and optoelectronic features. The films were prepared by dip coating technique provided lower sheet resistivity and higher surface roughness. Due to the better optoelectronic result of the dip coating technique, the ZnO:Al /p-Si heterojunction films were prepared by sol-gel dip coating technique. Various different techniques applied to characterized ZnO:Al thin films structural, optical, and electrical properties for analyzing doping concentration, pre-post annealing effects, and different annealing ambient conditions. Controlling doping concentration, pre and post annealing temperature, and ambient condition provided high quality crystal structure (hexagonal wurtzite structure), lowest grain boundaries and sheet resistivity (oxygen and vacuum ambient) and lowest lattice defects and good surface roughness (at 700°C and 800°C). Al doped ZnO thin films were deposited on p-Si substrate to preparing ZnO:Al/p-Si heterojunction films for optoelectronic applications. Al doped ZnO played a critical role in the heterojunction films as a transparent electrode layer. ZnO:Al films show high transparency (%85), low absorption in the visible-infrared region where electromagnetic waves and atoms displayed lowest interaction, large band gap (~3.37eV) which only absorb high frequency electromagnetic waves in the UV region, and high rectification ratio (good rectifying behavior) with p-Si. Additionally, ZnO:Al/p-Si heterojunction films show good compatible at interface and tune band bending.