https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/1370 Renewable Energy Systems 2026-10-15T17:31:16Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/6426 İnsansız Hava Aracının Fotovoltaik Sistem Vasıtasıyla Otonom Şarj Edilmesinin İncelenmesi ARSLAN, Emrah ÖZET: Bu tez çalışmasında, güneş enerjisi ile beslenen, tamamen 12 V doğru akım (DA) güç barası esaslı şebekeden bağımsız bir güç sistemi tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Tasarlanan sistem, enerji dönüşüm kayıplarını azaltmak ve saha koşullarında güvenilir bir çalışma sağlamak amacıyla AA invertör kullanılmadan yapılandırılmıştır. Enerji üretimi güneş paneli aracılığıyla sağlanmış, üretilen enerji LiFePO₄ aküde depolanmış ve sistem yükleri sigortalı DA dağıtım hattı üzerinden beslenmiştir. İHA’nın iniş sonrasında kablosuz şarj vericisi ile uygun şekilde hizalanabilmesi amacıyla elektromekanik bir merkezleme sistemi geliştirilmiştir. İHA’nın platform üzerine inişinin algılanmasının ardından motorlu merkezleme mekanizması devreye girerek İHA’yı platformun merkezinde bulunan kablosuz şarj noktasına yönlendirmektedir. Merkezleme işleminin tamamlanmasıyla verici ve alıcı bobinlerin uygun konuma getirilmesi ve kablosuz enerji aktarımının daha güvenilir şekilde gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, otonom sistemlerde insan müdahalesini azaltmak ve mekanik temas kaynaklı problemleri ortadan kaldırmak amacıyla manyetik kuplaj temelli kablosuz enerji aktarım sistemi değerlendirilmiştir. Kablosuz şarj yaklaşımı DA güç altyapısı ile uyumlu olacak şekilde entegre edilmiş ve düşük gerilimli yüklerin adaptörsüz olarak beslenmesi sağlanmıştır. Bu sayede sistem verimliliğinin artırılması, bakım ihtiyacının azaltılması ve güvenli bir enerji aktarımının sağlanması hedeflenmiştir. Yapılan enerji üretim ve tüketim hesapları, sistem bileşenlerinin birbiriyle uyumlu olduğunu ve günlük enerji ihtiyacının uygun güneşlenme koşullarında karşılanabileceğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen sistemin otonom İHA istasyonları ve benzeri şebekeden bağımsız uygulamalar için uygulanabilir ve ölçeklenebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.; ABSTARCT: In this thesis, a solar-powered off-grid power system based entirely on a 12 V direct current (DC) power bus was designed and analyzed. The proposed system was configured without an AC inverter in order to minimize energy conversion losses and ensure reliable operation under field conditions. Electrical energy was generated by a photovoltaic panel, stored in a LiFePO₄ battery, and supplied to the system loads through a fused DC distribution line. An electromechanical centering system was developed to ensure proper alignment of the unmanned aerial vehicle (UAV) with the wireless charging transmitter following landing. Once the UAV landing on the platform is detected, the motor-driven centering mechanism is activated to guide the UAV toward the wireless charging point located at the center of the platform. Upon completion of the centering process, the transmitter and receiver coils are brought into appropriate alignment, thereby enabling more reliable wireless power transfer. Within this framework, a magnetic coupling-based wireless power transfer system was evaluated with the aim of reducing human intervention in autonomous systems and eliminating problems associated with mechanical contact. The wireless charging approach was integrated with the DC power infrastructure, allowing low-voltage loads to be supplied without the use of AC adapters. This configuration was intended to improve overall system efficiency, reduce maintenance requirements, and ensure safe energy transfer. The energy generation and consumption calculations demonstrated that the system components were mutually compatible and that the daily energy demand could be met under suitable solar irradiation conditions. The obtained results indicate that the developed system provides a feasible and scalable solution for autonomous UAV stations and similar off-grid applications. 2026-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/6424 Diyarbakır İli İçin Çift Eksenli Güneş Takip Sistemlerinin Verim Analizi KARABULUT, Şeyhmus ÖZET: Teknolojinin gelişmesiyle artan enerji talebi ve zamanla daha önemli hale gelen çevreye duyarlılık gereksinimi yenilenebilir enerji sistemlerine olan ilgiyi artırmaktadır. Ayrıca, Dünya nüfusuyla birlikte kişi başına düşen enerji ihtiyacının artması, yenilenebilir enerji kaynaklarının yaygınlaşmasını hızlandırmaktadır. Bu çalışmada, önemli yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneşten daha verimli bir şekilde faydalanmak amacıyla iki eksende güneşi izleyebilen ve taşınabilir bir güneş takip sistemi tasarlanmıştır. Güneş takip sisteminin tasarımından önce konuyla ilgili literatür çalışması yapılmış ve konunun teorik altyapısı incelenmiştir. Güneş takip sistemini kontrolünde iki adet servo motor ve bir adet Arduino mikro işlemcisi kullanılmıştır. Güneşi anlık takip etmek için LDR dirençlerle solar göz tasarlanmıştır. Solar göz sayesinde güneşin konumu hassas bir şekilde takip edilebilmekte ve güneş ışınlarının fotovoltaik panellerin yüzeyine dik açıyla gelmesi sağlanmaktadır. Tasarlanan güneş takip sisteminin performansı farklı hava koşullarında sabit güneş sistemiyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, çift eksenli güneş takip sistemi sabit sisteme nazaran hava koşullarına bağlı olarak %11 ile %29 arasında daha fazla enerji üretmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçların, yakın gelecekte kurulacak olan solar sistemlerde, güneş takip sistemlerine olan ilgiyi artırmada faydalı olacağı öngörülmektedir.; ABSTRACT: Increasing energy demand with the development of technology and the need for environmental awareness, which has become more important over time, increase the interest in renewable energy systems. In addition, the increase in the energy need per capita with the world population accelerates the spread of renewable energy sources. In this study, a portable solar tracking system that can track the sun on two axes is designed in order to benefit more efficiently from the sun, which is one of the important renewable energy sources. Before the design of the solar tracking system, a literature study was conducted on the subject and the theoretical background of the subject was examined. Two servo motors and one Arduino microprocessor are used to control the solar tracking system. Solar eye is designed with LDR resistors to instantly follow the sun. Thanks to the solar eye, the position of the sun can be followed precisely and the sun's rays are provided to reach the surface of the photovoltaic panels at a right angle. The performance of the designed solar tracking system was compared with the fixed solar system in different weather conditions. According to the results obtained, the dual axis solar tracking system produced 11% to 29% more energy depending on the weather conditions compared to the fixed system. It is predicted that the results obtained in this study will be useful in increasing the interest in solar tracking systems in solar systems to be established in the near future. 2022-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/6411 Yenilenebilir Enerji Kaynakları İçeren Havaalanı Mikro Şebekelerinin Yük-Frekans Kontrolü ÇİÇEK, Fatih ÖZET: Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynakları, enerji depolama sistemi ve elektrikli araçlardan oluşan bir havalimanı mikro şebeke sistemin sekonder yük frekans kontrolü incelenmiştir. Bu amaçla rüzgar türbin generatörü, fotovoltaik sistem, dizel generatör, batarya enerji depolama sistemi, elektrikli araç, elektrikli hava aracı ve yük bileşenlerinden oluşan bir izole havalimanı mikro şebeke modeli oluşturulmuştur. Modellenen havalimanı mikro şebekenin sekonder yük frekans kontrolü için kontrolör yapısı olarak klasik oransalintegral- türev, eğimli-integral-türev ve kesir dereceli oransal-integral-türev kontrolör yapıları ile bu klasik kontrolör yapılarının parametre değerlerini dinamik bir biçimde ayarlayan bulanık mantık içeren yapılar oluşturulmuştur. Kullanılan kontrolör yapılarının ilk başlangıç parametre değerlerini belirlemek için karınca koloni optimizasyon algoritmasından yararlanılmıştır. Burada karınca koloni optimizasyon algoritmasının amaç fonksiyonu olarak mutlak hata integrali, zaman ağırlıklı mutlak hata integral, karesel hata integrali ve zaman ağırlıklı karesel hata integrali performans indekslerini yapısında bulunduran bir amaç fonksiyonu oluşturulmuştur. Önerilen kontrol yapılarının performanslarını değerlendirmek amacıyla havalimanı mikro şebeke sisteminde dört farklı çalışma senaryosu oluşturulmuştur. İlk senaryoda, yenilenebilir enerji kaynaklarına bağlı üretim miktarı ile yük miktarının normal işletme şartlarında olduğu varsayılmıştır. İkinci senaryoda, yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretim miktarının fazla olduğu yük miktarının ise sabit işletme şartlarında olduğu kabul edilmiştir. Üçüncü senaryoda, yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı üretimin az olduğu ve yük miktarının fazla olduğu bir işletme senaryosu oluşturulmuştur. Son senaryoda ise havalimanı mikro şebeke modelinde sistem parametre değişimlerinin meydana geldiği bir senaryo oluşturulmuştur. Bu son senaryoda, yenilenebilir enerji kaynaklarına bağlı üretimin ve yükün normal işletme şartları altında olduğu düşünülmüştür. Bu çalışmada kullanılan üç farklı kontrolörün hem klasik hem de bulanık mantık içeren yapıları her bir senaryo için karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları, sistem frekans yanıtlarına ait şekiller ile performans indeks değerlerine ait tablolar sunulmuştur. Genel olarak elde edilen analiz sonuçlarına göre; üç temel kontrolörün tamamında bulanık mantık içeren kontrolör yapılarının klasik yapılara göre bütün işletme şartlarında havalimanı mikro şebeke sistemin frekans kararlılığını iyileştirdiği değerlendirilmiştir.; ABSTRACT: In this thesis, the secondary load frequency control of an airport microgrid system comprising renewable energy sources, an energy storage system, and electric vehicles was investigated. For this purpose, an isolated airport microgrid model consisting of a wind turbine generator, a photovoltaic system, a diesel generator, a battery energy storage system, electric vehicles, electric aircraft, and load components was developed. For the secondary load frequency control of the modeled airport microgrid, classical proportionalintegral- derivative, tilt-integral-derivative, and fractional-order proportional-integralderivative controller structures were established, alongside fuzzy logic-based structures that dynamically adjust the parameter values of these classical controllers. The ant colony optimization algorithm was utilized to determine the initial parameter values of the employed controller structures. Herein, an objective function incorporating the Integral of absolute error, integral of time-weighted absolute error, integral of squared error, and integral of time-weighted squared error performance indices was formulated for the ant colony optimization algorithm. To evaluate the performance of the proposed control structures, four distinct operating scenarios were established within the airport microgrid system. In the first scenario, it was assumed that the generation from renewable energy sources and the load demand are under normal operating conditions. In the second scenario, the generation from renewable energy sources was assumed to be high while the load demand remains at constant operating conditions. The third scenario presents an operating condition characterized by low generation from renewable energy sources and high load demand. In the final scenario, parametric variations within the airport microgrid model were introduced. In this last scenario, both the generation from renewable energy sources and the load were considered to be under normal operating conditions. Both the classical and fuzzy logic-based structures of the three different controllers utilized in this study were comparatively analyzed for each scenario. The obtained analysis results were presented through figures illustrating the system frequency responses and tables detailing the performance index values. Based on the overall analysis results, it was concluded that for all three fundamental controllers, the fuzzy logic-based structures improved the frequency stability of the airport microgrid system across all operating conditions compared to their classical counterparts. 2026-01-01T00:00:00Z https://acikerisim.bingol.edu.tr/handle/20.500.12898/6409 Yenilenebilir Enerji Tabanlı Iot-Entgre Scada Sistemlerinde Volümetrik Siber Saldırıların Derin Öğrenme ile Tespiti BULUT, Sümeyya ÖZET: Kritik altyapı sistemlerinde kullanılan Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama (Supervisory Control and Data Acquisition-SCADA) sistemlerine dayalı endüstriyel kontrol ağları, artan siber tehditler karşısında güvenilir, ölçeklenebilir ve genelleştirilebilir saldırı tespit mekanizmalarına ihtiyaç duymaktadır. Bununla birlikte, literatürde yaygın olarak kullanılan veri setlerinin büyük bir kısmı genel amaçlı ağ trafiğine dayanmakta ve Modbus/TCP gibi endüstriyel protokollerin döngüsel, deterministik ve süreç odaklı iletişim yapısını yeterince yansıtmamaktadır. Bu tez çalışmasında, söz konusu sınırlamayı gidermek amacıyla tamamen izole edilmiş bir sanal SCADA ortamı tasarlanmış ve SCADANet adı verilen, SCADA’ya özgü çok sınıflı bir saldırı veri seti oluşturulmuştur. Bu veri seti, meşru ağ trafiği ile birlikte üretilen 13 farklı saldırı senaryosunu içermektedir. Bu kapsamda, dönüştürülmüş trafik temsillerini analiz etmek amacıyla paralel genişletilmiş Evrişimli Sinir Ağı (Convolutional Neural Network-CNN) yapıları, Residual-SE blokları ve Uzun Kısa Vadeli Bellek (Long Short-Term Memory-LSTM) katmanlarından oluşan hibrit bir derin öğrenme mimarisi önerilmiştir. Önerilen mimari, çok ölçekli uzamsal örüntüleri etkili bir şekilde öğrenirken özellik düzeyindeki sıralı ve bağlamsal ilişkileri de modelleyerek ağ trafiğinin daha kapsamlı bir şekilde temsil edilmesini sağlamaktadır. Önerilen yaklaşımın genelleştirilebilirliğini değerlendirmek amacıyla geliştirilen model, hem SCADANet veri seti hem de literatürde yaygın olarak kullanılan WUSTL-IIoT-2021 veri seti üzerinde test edilmiştir. Deney sonuçları, önerilen mimarinin her iki veri setinde de yüksek doğruluk ve Makro F1 skoru elde ettiğini ve özellikle azınlık saldırı sınıflarında duyarlılığı önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. Ayrıca, gerçekleştirilen ablasyon çalışması, mimaride yer alan her bir bileşenin genel performansa anlamlı ve birbirini tamamlayıcı katkılar sağladığını ortaya koymaktadır. Bulgular, önerilen derin öğrenme tabanlı yaklaşımın SCADA sistemlerine özgü trafik özelliklerini etkili bir şekilde modelleyebildiğini ve farklı veri kaynakları arasında istikrarlı bir saldırı tespit performansı sergilediğini göstermektedir. Bu bağlamda çalışma, SCADA tabanlı kritik altyapıların siber güvenliğinde saldırı tespitine yönelik literatüre önemli metodolojik ve deneysel katkılar sunmaktadır.; ABSTRACT: Industrial control networks based on Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems used in critical infrastructure require reliable, scalable, and generalizable intrusion detection mechanisms in the face of increasing cyber threats. However, a large proportion of the datasets commonly used in the literature are based on general-purpose network traffic and do not adequately reflect the cyclic, deterministic, and process-oriented communication characteristics of industrial protocols such as Modbus/TCP. In this thesis, a fully isolated virtual SCADA environment was designed to address this limitation, and a SCADA-specific multiclass attack dataset, named SCADANet, was developed. The dataset contains 13 distinct attack scenarios generated alongside legitimate network traffic. In this context, a hybrid deep learning architecture consisting of parallel extended Convolutional Neural Network (CNN) structures, Residual-SE blocks, and Long Short-Term Memory (LSTM) layers was proposed to analyze transformed traffic representations. The proposed architecture effectively learns multi-scale spatial patterns while also modeling feature-level sequential and contextual relationships, thereby enabling a more comprehensive representation of network traffic. To evaluate the generalizability of the proposed approach, the developed model was tested on both the SCADANet dataset and the widely used WUSTL-IIoT-2021 dataset. The experimental results demonstrate that the proposed architecture achieves high accuracy and Macro F1 scores on both datasets and significantly improves sensitivity, particularly for minority attack classes. Furthermore, the conducted ablation study demonstrates that each component of the architecture makes a meaningful and complementary contribution to the overall performance. The findings indicate that the proposed deep learning-based approach can effectively model SCADA-specific traffic characteristics and maintain consistent intrusion detection performance across different data sources. In this regard, the study provides significant methodological and experimental contributions to the literature on intrusion detection in the cybersecurity of SCADA-based critical infrastructure systems. 2026-01-01T00:00:00Z