https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/1370 Renewable Energy Systems 2026-04-18T14:59:37Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/6002 Fotovoltaik Panel Temizliğinin Verim Üzerine Etkisi: Bingöl İli Aşağı Kaleköy Yardımcı GES Santrali Örneği KÜÇÜKTORUN, Serhat ÖZET: Günümüzde artan nüfus, sanayileşme ve teknolojik gelişmeler enerji talebinde sürekli bir artışa neden olmaktadır. Bu artan talebi karşılamak için uzun yıllar boyunca fosil yakıtlar (petrol, kömür ve doğal gaz) temel enerji kaynağı olarak kullanılmıştır. Ancak fosil yakıtların sınırlı rezervlere sahip olmasının yanı sıra çevresel kirliliğe ve iklim değişikliğine neden olan sera gazı emisyonlarını artırması gibi önemli dezavantajları bulunmaktadır. Bu nedenle, sürdürülebilir bir gelecek için temiz, yenilenebilir ve çevre dostu enerji kaynaklarına yönelim kaçınılmaz hale gelmiştir. Güneş, rüzgâr, hidroelektrik ve biyokütle gibi yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) hem çevresel etkilerin azaltılması hem de enerji arz güvenliğinin sağlanması açısından stratejik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, yenilenebilir enerji yatırımlarının artırılması ve fosil kaynaklara olan bağımlılığın azaltılması hem ekonomik kalkınma hem de çevresel sürdürülebilirlik açısından kritik bir gereklilik olarak değerlendirilmektedir. YEK’ler arasında önemli bir yere sahip olan güneş enerjisinin toplam enerji üretimindeki payı dünya genelinde artış göstermektedir. Güneş enerjisi sistemleri, fotovoltaik (FV) paneller ve termal enerji kolektörlerinden oluşmaktadır. FV paneller güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştürürken termal enerji kolektörleri ise güneş ışığını kullanarak sıcak su veya buhar üretmektedir. Bu sistemler, çevre dostu bir enerji kaynağı olmalarının yanı sıra sürdürülebilir enerji arzı açısından da büyük önem taşımaktadır. FV panellerin verimliliği; güneş ışınımı miktarı, sıcaklık, panelin yönü ve eğim açısı, panel tipi, yüzey kirliliği, gölgeleme, inverter kalitesi, kablo bağlantıları, zamanla oluşan aşınma ve düzenli bakım gibi birçok faktöre bağlı olarak değişmektedir. Panel yüzeylerinin kirlenmesi durumunda emilen radyasyon miktarı azalmakta ve bu da çıkış gücünde düşüşe neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, FV panel yüzeylerinin temizlenmesiyle sağlanan üretim artışının ölçümlerle belirlenmesidir. Bingöl ilinde yer alan Aşağı Kaleköy Yardımcı Güneş Enerji Santrali’ndeki 199.440 panelin temizliği için, günlük 1–3 MW temizlik performansına sahip iki robot kullanılmaktadır. Yan yana bulunan ve aynı özellikteki 27’şer panelden oluşan iki dizi belirlenmiş olup, 3 aylık periyotta bu dizilerden biri her hafta temizlik robotu ile temizlenmiş, diğeri ise hiç temizlenmemiştir. Bu iki diziden de sürekli olarak akım ve gerilim ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, çıkış gücünde %7,59’a varan artışların sağlanabildiğini göstermektedir.; ABSTRACT: The increasing population, industrialization, and technological advancements in today’s world have led to a continuous rise in energy demand. To meet this growing demand, fossil fuels (petroleum, coal, and natural gas) have been used as the primary energy sources for many years. However, in addition to having limited reserves, fossil fuels pose significant disadvantages, such as contributing to environmental pollution and increasing greenhouse gas emissions, which in turn drive climate change. Therefore, transitioning to clean, renewable, and environmentally friendly energy sources has become inevitable for a sustainable future. Renewable energy sources (RES), such as solar, wind, hydroelectric, and biomass, are of strategic importance both in terms of reducing environmental impacts and ensuring energy supply security. In this context, increasing investments in renewable energy and reducing dependency on fossil fuels are considered critical requirements for both economic development and environmental sustainability. Among RES, solar energy holds a significant position, and its share in total energy production is increasing worldwide. Solar energy systems consist of photovoltaic (PV) panels and thermal energy collectors. While PV panels convert sunlight directly into electrical energy, thermal energy collectors use sunlight to produce hot water or steam. These systems are not only environmentally friendly but also crucial for a sustainable energy supply. The efficiency of PV panels depends on various factors such as solar irradiance, temperature, panel orientation and tilt angle, panel type, surface cleanliness, shading, inverter quality, cable connections, wear over time, and regular maintenance. When panel surfaces become dirty, the amount of absorbed radiation decreases, resulting in a reduction in output power. The aim of this study is to determine the increase in energy production achieved through the cleaning of PV panel surfaces using direct measurements. For the cleaning of 199,440 panels at the Aşağı Kaleköy Auxiliary Solar Power Plant located in Bingöl Province, two robots with a daily cleaning performance of 1–3 MW are used. Two arrays, each consisting of 27 adjacent panels with identical characteristics, were selected. Over a three-month period, one array was cleaned weekly using a cleaning robot, while the other was left uncleaned. Continuous current and voltage measurements were taken from both arrays. The results showed that output power increased by up to 7.59% as a result of panel surface cleaning. 2025-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/5999 Homer ile Yenilenebilir Enerji Tabanlı Hibrit Mikro Şebeke Tasarımı ve Enerji Yönetimi TUĞRUL, Muhammed ÖZET: Bu tez çalışmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarına (YEK) dayalı hibrit mikro şebeke (MŞ) sistemlerinin, farklı tüketici gruplarının enerji ihtiyaçlarını karşılamadaki teknik ve ekonomik fizibilitesi değerlendirilmiştir. HOMER Pro yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen çalışmada, biri şebekeden bağımsız (off-grid) kırsal alan için, diğeri ise şebekeye bağlı (on-grid) bir hastane için olmak üzere iki farklı MŞ uygulaması tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Kırsal uygulamada; fotovoltaik ( V) paneller, rüzgâr türbini (RT), yakıt hücresi ( C), batarya depolama sistemi (BDS), hidrojen tankı (HT), konvertör ve elektrolizör bileşenlerinden oluşan bir MŞ tasarımı yapılmıştır. Güneş ve rüzgâr potansiyeli dikkate alınarak optimize edilen sistemin yıllık elektrik üretimi 117.240 kWh, net bugünkü maliyeti (NPC) 361.922 $ ve seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE) 0,464 $/kWh olarak hesaplanmıştır. Hastane uygulamasında ise enerji tüketimi yanında oksijen ihtiyacını da karşılayan hibrit bir sistem tasarlanmıştır. Bu modelde elektrolizör ile üretilen hidrojen, C’de elektrik üretiminde, eş zamanlı üretilen oksijen ise tıbbi gaz olarak değerlendirilmiştir. Uygulama kapsamında V, RT, C, BDS ve HT bileşenlerinden oluşan sistemin NPC değeri 1.342.409 $, LCOE değeri ise 0,09745 $/kWh olarak belirlenmiştir. Ayrıca sistem yılda 8.372 kg hidrojen ve yaklaşık 66.460 kg oksijen üretmiştir. Sonuçlar, YEK’lere dayalı hibrit MŞ sistemlerinin teknik olarak uygulanabilir ve uzun vadede ekonomik açıdan sürdürülebilir olduğunu göstermektedir. Hastane gibi kritik altyapılarda hem enerji hem de oksijen üretimini sağlayan bu tür entegre çözümler, dışa bağımlılığı azaltarak enerji güvenliğini artırabilir.; ABSTRACT: In this thesis study, the technical and economic feasibility of hybrid microgrid (MG) systems based on renewable energy sources was evaluated to meet the energy demands of different consumer groups. Using the HOMER Pro software, two different MG configurations were designed and analyzed: one off-grid system for a rural area and one grid-connected system for a hospital. In the rural application, a hybrid MG consisting of photovoltaic (PV) panels, a wind turbine (WT), a fuel cell (FC), a battery storage system (BSS), a hydrogen tank (HT), a converter, and an electrolyzer was developed. The system was optimized based on local meteorological conditions and sample electricity consumption data from a rural area in Şanlıurfa, Türkiye. The total annual energy production of the system was calculated as 117,240 kWh, with a net present cost (NPC) of $361,922 and a levelized cost of energy (LCOE) of $0.464/kWh. In the hospital application, a hybrid MG system was designed not only to meet electricity demands but also to supply medical oxygen. In this configuration, hydrogen generated during the electrolysis process was stored for later use in the FC, while the oxygen, typically released into the atmosphere, was recovered and stored to meet the hospital’s oxygen demand. The grid-connected system included PV, RT, FC, BSS, and HT components. Simulation results showed that the system produced 8,372 kg of hydrogen and approximately 66,460 kg of oxygen per year. The economic indicators revealed an NPC of $1,342,409 and an LCOE of $0.09745/kWh. The findings demonstrate that renewable-based hybrid MG systems are technically viable and economically sustainable in the long term. Particularly in critical infrastructures such as hospitals, integrated solutions that address both energy and oxygen supply can enhance operational security and reduce dependence on external logistics. 2025-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/5913 Damlatma ve Spin Coating Yöntemi ile Elde Edilen Au/Pd/Borik Asit/Metil Kırmızısı/n-Si/Al/Ag Yapıdaki Schottky Tipi Güneş Pillerinin I-V Karakteristikleri DEMİR, Ebubekir ÖZET: Bu çalışmada suda çözünen borik asit ve kloroform çözücüsünde çözünen metil kırmızısı ile birinin yüzeyi nano piramitleştirme için tahrip edilmiş iki numunenin arayüzeyi oluşturulmuştur. Au/Pd/Borik Asit/Metil Kırmızısı/Al/Ag yapıdaki iki numuneden yüzeyi pürüzsüz olana damlatma yöntemi ile, yüzeyi asitle tahrip edilen numuneye de spin coating yöntemi ile kaplama yapılmıştır. Fabrikasyonu tamamlanan cihazların; 300 K sıcaklığında, karanlık ortamda, 30 mW /cm², 60 mW /cm² ve 100 mW /cm² ışık şiddetlerinde ölçümleri alınmıştır. Diyot ve güneş pili parametreleri bu ölçümler ile elde edilen bilgiler ile hesaplanmış ve tablolar halinde çıkarılmıştır. Genel olarak 3 numunede diyot ve güneş pili özelliği göstermiştir. Elde edilen sonuçlara göre engel yüksekliği ve fill faktörü paralel değişim göstermiştir. Verim değeri ışık arttıkça genel olarak düşmüş, bu da aryüzeyin ışık geçirgenliğini düşürmesi olarak düşünülmüştür. Tüm numunelerde ışık arttıkça akım değeri de artmış ve gerilim üretmeye başlamıştır.; ABSTRACT: In this study, the interfaces of two samples were formed using water-soluble boric acid and methyl red dissolved in chloroform solvent, with one of the sample surfaces being damaged for nano-pyramidal structuring. Coatings were applied to the smooth-surfaced sample using the drop-casting method, while the acid-etched sample was coated using the spin-coating method. Measurements of the fabricated devices were performed in a dark environment at 300 K and under light intensities of 30 mW/cm², 60 mW/cm², and 100 mW/cm². Diode and solar cell parameters were calculated based on the data obtained from these measurements and were presented in tables. Overall, all three samples exhibited diode and solar cell characteristics. According to the results, the barrier height and fill factor showed parallel variations. The efficiency value generally decreased with increasing light intensity, which was attributed to the reduced light transmittance of the interface. In all samples, as the light intensity increased, the current value also increased, and voltage generation was observed. 2025-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/5887 Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Mikro Şebekelerde Enerji Yönetim Modelinin Geliştirilmesi KÖPRÜ, Mehmet Ali ÖZET: Endüstrideki ve teknolojideki ilerlemelere bağlı olarak artan yaşam konforu ve kentleşme beraberinde enerji tüketimini yükseltmektedir. Günümüzde elektrik enerjisinin büyük bir kısmı fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Ancak fosil yakıtların hem sınırlı kaynaklara sahip olması hem de çevre ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerinden dolayı ülkeler alternatif kaynak arayışına yönelmişlerdir. Yenilenebilir enerji kaynakları (YEK), temiz ve sınırsız kaynaklar olmaları nedeniyle fosil yakıtlara iyi bir alternatif olabilir. Ancak YEK’lerin doğası gereği kesintili ve öngörülemez olmaları nedeniyle birden çok YEK’lerin bir araya getirildiği mikro şebekeler (MŞ) daha uygun bir çözüm olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, farklı amaçlara yönelik MŞ sistemleri HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) programı kullanılarak tasarlanmış ve performansları analiz edilmiştir. İlk uygulamada, rüzgâr hızı ve güneş radyasyonu açısından farklılık gösteren Çanakkale, Diyarbakır ve Rize illerinde, aynı yükü besleyecek şekilde fotovoltaik (FV) paneller, rüzgâr türbini (RT), dizel generatör (DG) ve batarya depolama sisteminden (BDS) oluşan hibrit bir mikro şebeke tasarımı gerçekleştirilmiştir. Rüzgar potansiyelinin yüksek olması nedeniyle, Çanakkale ili için tasarlanan mikro şebekede en düşük net bugünkü maliyet (Net Present Cost - NPC) ve seviyelendirilmiş enerji maliyeti (Levelized Cost of Electricity - LCOE) değerleri elde edilmiştir. YEK’lerin üretim payı ise %94.8 olarak gerçekleşmiştir. İkinci uygulamada, hayvancılıkla uğraşan kırsal hanelerin enerji ihtiyacını karşılamak için FV paneller, RT, biyogaz generatörü (BGG), yakıt hücreleri (fuel cell – FC), boyler ve hidrojen tanklarını (HT) içeren bir sistem analiz edilmiştir. Hayvansal atıklar değerlendirilerek yeşil hidrojen üretilmiş, üretilen hidrojen elektrik üretiminde kullanılmış ve ortaya çıkan ısı ile hanenin termal ihtiyacı karşılanmıştır. Üçüncü uygulamada, ikinci uygulamadan farklı olarak bir hane yerine bir topluluğun elektrik ve ısı ihtiyacını karşılayan bir sistem tasarlanmıştır. Bingöl ili Doğanevler köyü için tasarlanan MŞ’de diğer kaynaklara ilave olarak Arşimet burgusu (Archimedes screw turbine- AST) kullanılmıştır. Dördüncü uygulamada ise bir hibrit MŞ sistemi, HOMER yazılımı ve MATLAB bağlantısı (ML) kullanılarak optimize edilmiştir. ML stratejisi ile elde edilen veriler, HOMER'ın döngü şarjı (CC) ve yük izleme (LF) optimizasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve üstünlüğü ortaya konulmuştur. Tüm bu uygulamalardan elde edilen sonuçlar, MŞ sistemlerinin enerji arz güvenliğini sağlama, çevresel etkileri azaltma ve maliyet etkinliği açısından üstünlüğünü ortaya koymaktadır.; ABSTRACT: Increasing living comfort and urbanization due to advances in industry and technology increase energy consumption. Currently, most of the electrical energy is generated from fossil fuels. However, due to the limited resources of fossil fuels and their negative effects on the environment and human health, countries have been seeking alternative sources. Renewable Energy Sources (RES) can be a good alternative to fossil fuels, as they are clean and virtually unlimited. Nevertheless, due to the intermittent and unpredictable nature of RESs, microgrids (MGs), where multiple RESs are combined, are a more suitable solution. In this thesis, MG systems for different purposes are designed and their performances are analyzed using HOMER (Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources) software. In the first application, a hybrid microgrid consisting of photovoltaic (PV) panels, wind turbine (WT), diesel generator (DG), and battery storage system (BSS) was designed to supply the same load in Çanakkale, Diyarbakır and Rize provinces, which differ in terms of wind speed and solar radiation. Due to its high wind potential, the microgrid designed for Çanakkale achieved the lowest Net Present Cost (NPC) and Levelized Cost of Electricity (LCOE) values. The share of RES in the total energy production was 94.8%. In the second application, a system consisting of PV panels, WT, a biogas generator (BGG), fuel cells (FC), a boiler, and hydrogen tanks (HT) was analyzed to meet the energy needs of rural households engaged in livestock farming. Animal waste was used to produce green hydrogen, which was then utilized for electricity generation and the resulting heat was used to meet the thermal needs of the household. In the third application, unlike the second application, the system was designed to meet the electricity and heat demands of a community instead of a single household. In addition to other sources, Archimedes screw turbine (AST) was used in the designed MG for Doğanevler village in Bingöl province. In the fourth application, a hybrid MG system was optimized using a combination of HOMER software and MATLAB link (ML). The results obtained with the ML strategy were compared with HOMER’s cycle charging (CC) and load following (LF) optimization results and its superiority is demonstrated. The results obtained from all these applications highlight the advantages of MG systems in ensuring energy supply security, reducing environmental impacts, and enhancing cost efficiency. 2024-01-01T00:00:00Z