Işık borusuyla aydınlatılan odanın şebeke destekli yapay aydınlatma ile kontrolü ve görüntülenmesi
Control and monitoring of the room illuminated by a light pipe with grid supported artificial lighting
Yazar: SERTAÇ GÖRGÜLÜ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NAZMİ EKREN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Aydınlatma = Lighting ; Aydınlatma sistemleri = Lighting systems ; Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Gün ışığı = Daylight

Özet:
Son yıllarda artan çevre kirliliğinin ile birlikte enerjinin kaynağı ve verimli tüketimi önemli hale gelmiştir. Enerjinin üretildiği fosil tabanlı yakıt kaynaklarının tükenmesi ve çevreye yaptığı olumsuz etkiler sebebiyle enerji üretiminde alternatif kaynaklar aranmış, yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneliş de bu arayış sonucunda ortaya çıkmış ve günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Enerjinin üretiminin çevreye saygılı yollardan yapılmasının yanısıra enerji kullanımında da verimliliğin arttırılması ön plana çıkmıştır.Dünya üzerinde tüketilen elektriğin yaklaşık olarak %25'i aydınlatmada harcanmaktadır. Doğal ışık kaynağı olan güneşin aydınlatmada daha etkin kullanımıyla aydınlatma için harcanan elektrik enerjisinden de tasarruf edilebilecektir.Son yıllarda, gündüz saatlerinde bir çok binada birincil aydınlatma kaynağı olarak yapay aydınlatma kullanılmakta ve doğal günışığından yararlanılamamaktadır. Günışığını kullanarak aydınlatma sağlayan sistemlerden biri de ışık borusu sistemidir. Bu sistem sayesinde günışığı, pencere ve tepe açıklıkları gibi dış ortamla doğrudan bağlantısı olmayan iç mekanların aydınlatılmasında kullanılmaktadır. Bu gibi yerlerde yapay aydınlatma sistemi sürekli olarak değil, günışığının yeterli olmadığı durumlarda kullanılabilir. Böylece sürekli yapay aydınlatma kullanımına göre bir enerji tasarrufu sağlanacaktır. Yapay aydınlatma kademelendirilerek ve/veya bilgisayar kontrollü sistemler yardımıyla devreye alınarak daha etkin enerji tasarrufu sağlanabilir.Bu tez çalışması ile Göztepe'de (İstanbul) bulunan Marmara Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi bodrum kattaki aydınlatma laboratuarının yapay aydınlatma ile destekli ışık borularıyla aydınlatması yapılmıştır. Kullanılan ışık borusu dikey ve pasif ışık borusudur. Yapay aydınlatma sisteminde loşlaştırma yapabilen elektronik balastlı flüoresan ampullerin bulunduğu armatürler kullanılmıştır. Yapay aydınlatma sisteminin enerjisi şebekeden sağlanmıştır.Kontrol sistemi girişleri hareket ve aydınlık seviyesi bilgisinden oluşmaktadır. Sistem odadaki hareket algılayıcıdan gelen bilgi ile hareket olduğunu anladığında çalışmakta ve ışık borusundan gelen ışığın yetersiz olması durumunda bulanık mantık kontrolör sayesinde loşlaştırma yapabilen elektronik balastları istenilen aydınlık düzeyine ulaşılıncaya kadar kademeli olarak artırmaktadır. Işık borusundan oda içerisine gelen ışık istenilen düzeyde veya bundan fazla olduğunda ise sistem lambaları kademeli olarak söndürmektedir. Böylece doğal aydınlatmadan maksimum düzeyde faydalanılması sağlanmıştır.Ülkemizin mevcut güneşlenme potansiyeli dikkate alındığında, ışık boruları gibi doğal aydınlatma sistemlerinin ön plana çıkarılması ve günışığının aydınlatmada daha etkili kullanılması elektrik enerjisinden tasarruf edilmesini sağlayacaktır.

Abstract:
Energy resources and efficient consumption became more important together with increasing environmental pollution in recent years. Energy generating by alternative sources have been researched due to diminishing fossil based sources used in energy generation with their environmental adverse effects. Tending to renewable energy sources appeared a result of these explorations and used widely today. Besides, environmentally friendly energy generation took over increasing efficiency in energy consumption.Approximately, 25% of the electricity consumed in the world is spent for lighting. More efficient utilization of the sun, as a natural source of light, for lighting would save electricity used for lighting.In recent years, as the primary source of lighting during daytime, artificial lighting is used in many buildings and cannot benefit from natural daylight. Lightpipe is one of the systems which is used lighting purposes by using daylight. With this system; sunlight is used for the interior lighting without a direct connection to the external environment i.e. windows and skylights. In such places, artificial lighting system can be operated discontinuously; but for the absence of sufficient sunlight. This way, energy saving would be obtained comparing with the continuously operated artificial lighting. More efficient energy saving can be obtained by gradually artificial lighting and/or computer based control systems.In this thesis study, the illumination laboratory had been illuminated by artificial lighting supported lightpipes in the basement of Marmara University, Faculty of Technical Education, located in Göztepe/Istanbul. Vertical and passive lightpipes were used in implementation. Fluorescent armatures with dimmable electronic ballast have been used in artificial lighting, powered by the electricity network.Inputs to the control system are formed by the information of motion and light level. System is activated by the information and dimmable electronic ballasts and gradually increases until it reaches to the desired level of light by using fuzzy logic controller. The system gradually turns the lamps down when the light from the light pipe into the room is at the desired level or more than it. This way, natural illumination is utilized at a maximum level.When the current insolation potential of our country is considered, coming the natural lighting sources like light pipes into prominence and the use of sunlight in lighting more efficiently, will provide electric energy save.