Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Aksaray Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü öğrencileri Ömürcan Kılınç, Furkan Karag ve Doğuş Gültekin tarafından sunulan bir eğitim içeriğidir. Sunum, hibrit enerji sistemleri hakkında kapsamlı bilgiler içermektedir.
- Video, hibrit enerji sistemlerinin tanımı ve önemiyle başlayıp, farklı enerji kaynaklarının bir arada kullanıldığı sistemlerin avantajlarını açıklamaktadır. İçerikte fotovoltaik sistemler, otonom fotovoltaik sistemler, batarya türleri (kurşun asit, vanadyum redoks, lityum-iyon), DC invertörler ve şarj denetim birimleri gibi yardımcı elemanlar detaylı olarak ele alınmaktadır.
- Sunumda ayrıca Türkiye'nin güneş enerjisi potansiyeli, Adnan Menderes Üniversitesi Söke Meslek Okulu'nda kurulan hibrit güç sisteminin tasarımı ve simülasyonu, Tasarım ve Uygulama Meslek Okulu'nun dış aydınlatması için oluşturulan hibrit sistem örneği gibi pratik uygulamalar da paylaşılmaktadır.
- 00:11Hibrit Enerji Sistemleri Tanıtımı
- Hibrit enerji sistemleri, farklı türde iki ya da daha fazla enerji kaynağının bir arada kullanıldığı sistemlerdir.
- Fosil yakıtların tükenme riski ve çevreye zararı nedeniyle yenilenebilir enerji kaynakları ile fosil yakıtların birlikte kullanıldığı hibrit sistemler önemli bir alternatif haline gelmiştir.
- Hibrit enerji sistemlerinde fosil yakıt ve yenilenebilir enerji kaynakları bir arada kullanılabileceği gibi sadece yenilenebilir enerji kaynakları da kullanılabilir.
- 01:28Hibrit Enerji Sistemlerinin Önemi
- Farklı enerji türlerinin bir arada kullanılması, rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekliliklerinin bulunmaması ve yükleri tek başlarına beslemelerini gidermek için önemlidir.
- Yalnızca yenilenebilir enerji kaynaklarından oluşan sistemler küçük yüklerin enerjisini sağlamada yeterli olabilir, ancak büyük ve sürekli yüklerin beslenmesinde dizel jeneratörler veya bataryalar kullanılarak sistem yedeklenir.
- Hibrit enerji sistemlerinde güneş enerjisi yetersiz kaldığı zaman rüzgar enerjisi, rüzgar enerjisi yetersiz kaldığı zaman güneş enerjisi enerji üretimi sağlar ve böylece enerji üretimi devamlılığı sağlanır.
- 02:45Hibrit Enerji Sistemlerinin Çalışma Prensibi
- Hibrit enerji üretim sistemleri şebeke bağlantılı olabileceği gibi şebekeden bağımsız olarak da enerji üretimi yapabilir.
- Rüzgar tribünden rüzgar enerjisi, güneş pillerinden güneş enerjisi elde edilir ve bu enerji güç merkezine yollanır, bataryalarla depolanabilir ve gerekli yerlere gönderilebilir.
- Gelişmiş ülkeler enerji stratejik bir değer haline gelmiş ve ülkelerin gelişmişlik düzeyleri enerji üretim ve tüketim miktarları ile ölçülür olmuştur.
- 03:28Fosil Kaynakların Sorunları ve Yenilenebilir Enerji
- Dünyada ihtiyaç duyulan enerjinin yaklaşık %90'ı fosil esaslı kaynaklardan karşılanır ve bu kaynaklar içerisinde en büyük pay %35 ile petrol.
- Fosil esaslı kaynakların çevre üzerindeki olumsuzlukların artması ve rezervlerin tükenmekte olması ülkelerin dışa bağımlılıklarını artırılmasına neden olmuştur.
- Çevre kirliliğine neden olan sera gazları birçok sektörden kaynaklanmasına rağmen en büyük karbondioksit salınımı elektrik enerjisi üretilirken ortaya çıkmaktadır.
- 04:25Fotovoltaik Teknolojisi
- Fotovoltaik teknolojisi, sınırsız güneş enerjisini kullanarak elektrik enerjisi üretilmesini sağlayan yenilenebilir ve temiz enerji teknolojilerinden biridir.
- 2007 yılı sonu itibariyle dünyada toplam fotovoltaik kapasite 9 gigawatt pik değerini aşmıştır ve Avrupa bu işin öncülüğünü yapmaktadır.
- Türkiye güneş enerjisi bakımından birçok ülkeye göre avantajlı konumdadır, ancak fotovoltaik sistemlerden elektrik üretimi diğer enerji kaynaklarından elektrik üretimi ile karşılaştırıldığında yok denecek kadar azdır.
- 05:09Türkiye'de Güneş Enerjisi
- Elektrik İşleri Etüdü Ailesi tarafından yapılan çalışmalara göre Türkiye'nin ortalama yıllık güneşlenme süresi 2640 saat ve ortalama ışınım şiddeti yılda 1311 kW/m² olarak belirlenmiştir.
- Güneş enerjisinden üretilen elektrik fiyatları şu an 30 cent ve bu rakam konut elektrik tariflerinin 2 ila 5 katı kadardır.
- Güneş enerjisi endüstrisinin elektrik üretimi içerisinde gerçek anlamda düşünmek için kurulmuş güneş sistemlerinin maliyetlerinin 8 ila 10 dolardan 3 dolara kadar düşürülmesi gerekmektedir.
- 05:44Hibrit Güç Sistemi Tasarımı
- Adnan Menderes Üniversitesi Söke Meslek Okulu'nda kurulacak olan hibrit güç sisteminin tasarımı yapılmıştır.
- Hibrit güç sisteminin bir parçası olan fotovoltaik sistemin kurulumu yapılıp enerji üretir hale getirilmiştir.
- Rüzgar güç sistemi için MATLAB Simulink ortamında simülasyonlar yapılmıştır ve projenin ilk aşaması olarak Söke Meslek Yüksek Okulu binasının dış aydınlatmasını yapan lambaları beslemek için otonom çalışan fotovoltaik sistem kurulmuştur.
- 06:54Otonom Fotovoltaik Sistem
- Otonom fotovoltaik sistem, elektrik şebekesine ulaşmadı ya da elektrik şebekesinin ulaştığı fakat ihtiyacının elektrik şebekesinden karşılanmasının istenmediği durumlarda kullanılmaktadır.
- Güneş enerjisinin süreksiz ve kesitli oluşu, ayrıca tüketilen elektrik enerjisinin genelde alternatif akım karakterinde olması güneş pillerinin bazı yardımcı elemanlarla kurulmasını gerektirmektedir.
- Otonom fotovoltaik enerji sistemlerinde aküler enerjiyi sağlar, şarj regülatörü fazla direnci bastırır ve enerjiyi PV panellere, invertöre ve sigortaya gönderir.
- 08:32Fotovoltaik Panel ve Elektriksel Parametreler
- Fotovoltaik panelin içinde bulunan hücreler, yüksek bir akım yoğunluğunda oldukça düşük bir gerilimdir ve akım kaynağı olarak görüntülenir.
- Standart şartlarda (1 kW/m² ışın ve 25 derece kristal sıcaklığında) elektriksel değerlere kısa devre akım yoğunluğu BTC 30-40 cm²'ye düşen miktar 30-40 ve açık devre gerilim olarak da OC 5-6 volttur.
- PV hücrenin eşdeğer devresinde seri ve paralel iç dirençler bulunmakta ve çıkış akımı denklem 1 ile ifade edilebilir.
- 11:53Otonom Fotovoltaik Sistem Özellikleri
- Otonom fotovoltaik sistemin maksimum güçte gerilimi 17,14 volt, akımı 8,90 a, kısa devre akımı 8,60 a ve açık devre gerilimi 22,39 volt olarak belirtilmiştir.
- PV modülünün MATLAB Simulink programında tasarımı gösterilmiştir.
- 12:53Fotovoltaik Panel ve DC Invertör
- Fotovoltaik panel geleceğin teknolojisi olarak nitelendirilir, güneş enerjisini sınırsız şekilde depolayabildiği için sonsuz enerji kaynağı gibi düşünülebilir.
- DC invertörler, doğru akıma 220 volt alternatif akıma çevirmek için kullanılan cihazlardır ve çıkış gücüne göre kare dalga, inceltilmiş sinüs dalga ve tam sinüs dalga olmak üzere çeşitleri vardır.
- Tam sinüs inverterler şebeke elektriği ile aynı kalitede çıkış verir ve özellikle hassas elektronik cihazları çalıştırmak için kullanılabilir.
- 15:11Akü Şarj Cihazı ve Akümülatör
- Akü şarj cihazı, akünün kuvvetli şarjı gazlanmaya, zayıf şarjı ise kalıcı kapasite kayıplarına yol açtığından uygun bir şarj ile üretilmelidir.
- Fotovoltaik sistemlerde depolama, uygun fiyat performans oranı ve yüksek çevresel geri dönüşüm yönünden en optimum sonuçları veren kurşun asit akülerle sağlanmaktadır.
- Kurşun asit aküler otomotiv uygulamaları, traksiyonel ve vetasyonel ağırlık test olarak üç ana kullanım sahasına bölünmüştür.
- 17:09Rüzgar Türbini ve Enerji Üretimi
- Rüzgar türbini, büyük kütleli hava hareketlerinden oluşan rüzgarın kinetik enerjisini elektriksel veya mekaniksel forma çevirir.
- Rüzgar türbininin güç katsayısı (CP), rüzgardan elde edilen teorik güç ile rotor tarafından üretilen gücün oranı olarak bilinir ve maksimum değeri ve ısısına göre 0,53 ile karakterize edilebilir.
- Rüzgar türbini uç hız oranı (RVM), motor ucundaki hız ile rüzgar hızı arasındaki oran olarak tanımlanır ve RVM formülü ile hesaplanır.
- 19:36Hibrit Sistem Tasarımı
- MATLAB Simulink programı kullanılarak rüzgar türbinden elde edilen güç ve tork gösteren model hazırlanmıştır.
- Küçük güçlü rüzgar türbinlerinde sabit senkro jeneratör kullanılmakta ve tribünden elde edilen tork jeneratörün tahrik bilgisi olarak kullanılmaktadır.
- Fotovoltaik paneller ile rüzgar türbinlerinin birlikte kullanıldığı hibrit sistem MATLAB programında hazırlanmış model sekiz'de verilmiştir.
- 21:21Dış Aydınlatma Sistemi
- Tasarım ve Uygulama Meslek Okulu'nun dış aydınlatması dokuz adet 125 watt'lık civa buharlı lambalar ile yapılmaktaydı, ancak bu lambaların verimleri düşük olduğundan fazla enerji tüketmektedir.
- Projenin ilk adımı olarak 125 wattlık lambalar 40 wattlık sodyum buharlı lambalarla değiştirilmiştir, böylelikle ihtiyaç duyulan enerji yaklaşık üçte bir oranına düşmüştür.
- Dış aydınlatma lambaların enerji ihtiyacını karşılayabilmek için oluşturulan otonom sistemde dört adet 145 WP değerinde monokristal güneş paneli, 1500 watt gücünde tam sinüs invertör ve dört adet 12V'luk 120 amper saatlik jel akü kullanılmıştır.
- 23:08Hibrit Enerji Sistemlerinde Yardımcı Elemanlar
- Hibrit sistemlerde ana elemanlar olarak bulunan enerji üretim birimleri dışında batarya, inverter ve şarj denetim birimleri gibi yardımcı elemanlar da bulunmaktadır.
- Bataryalar hibrit sistemlerin en önemli yardımcı elemanıdır ve yedek güç ünitesi olarak sistemde bulundurulur.
- Şarj edilebilir batarya türleri kurşun asit bataryalar, nikel-katma bataryalar, nikel-demir bataryalar, lityum-iyon bataryalar, lityum-iyon polimer bataryalar, vanadyum redoks bataryalar ve sodyum sülfür batarya olarak sıralanabilir.
- 24:51Kurşun Asit Bataryalar
- Kurşun asit bataryalar 1859 yılında Gaston Plant tarafından bulunmuş ve 1860 yılında Fransız Bilim Akademisi'nde gösterilmiştir.
- Sağlam ve ucuz olmaları sayesinde otomotiv sektöründe kullanılmış, ancak büyük, ağır ve kısa ömürlüdürler.
- Kurşun asit bataryalar 150 yıl geçmesine rağmen karakteristiklerinde iyileştirmeler yapılmakta ve pazardaki en büyük paya sahiptir.
- 25:31Kurşun Asit Bataryaların Avantajları ve Dezavantajları
- Avantajları: düşük maliyet, güvenilirlik, yüksek akım verme, farklı kapasitelerde üretilmesi ve çevre bakımından geri dönüşümü.
- Dezavantajları: ağır, fazla yer kaplar, şarj verimi düşüktür, ısınma problemi var ve kullanım ömrü azdır.
- 26:08Vanadyum Redoks Bataryalar
- Vanadyum redoks bataryalar 1980'lerin başında Avustralya'da geliştirilmiş, MW seviyelerinde enerji depolayabilmektedir.
- Yük dengeleme, alternatif enerjide depolama ve anlık enerji kesintilerinde devreye girme bakımından caziptir.
- %20 ila %80 aralığında 13.000 kez şarj ve deşarj edilebilir, kurşun asit bataryalara göre çok uzun ömürlüdür.
- 27:38Lityum-Iyon Bataryalar
- Lityum-iyon bataryalar yüksek oranda reaktif özelliklere sahip, lityum metalin güvenlik problemlerini ortadan kaldıracak şekilde tasarlanmış bir batarya türüdür.
- Hafıza etkisi yoktur, uzun ömürlüdür, mükemmel deşarj performansları vardır ve çok yüksek akımlarda çalışabilme özellikleri vardır.
- 28:14Hibrit Enerji Sistemlerinde Yardımcı Elemanlar
- Inverter, yenilenebilir enerji kaynaklarından DC güç çıkışı veren güneş enerjisi ve rüzgar türbinlerinden gelen alternatif akımı AC'ye dönüştüren bir çeviricidür.
- Şarj kontrol üniteleri güneş ve rüzgar enerjili sistemlerin beyni olarak nitelendirilir ve bataryaların şarj ve deşarj edilmesi, sıcaklık ayarı, yıldırım kontrolü gibi fonksiyonları vardır.
- 29:21Hibrit Enerji Sistemlerinin Güvenilirliği
- Hibrit enerji sistemlerinin güvenilirlik hesaplamalarında sistem farklı türde enerji üretim birimlerinden oluşan tek bir sistem olarak düşünülür.
- Güvenilirlik değerleri rüzgar türbini, PV dizi ve dizel jeneratörden oluşan hibrit sistemlerin güvenilirliği olarak ifade edilir.
- Sistemlerde kullanılan yardımcı elemanların sistem güvenliği üzerine bir etkisi olmadı ve güvenilirliklerinin eşit olduğu varsayılmıştır.