Yüksek yapılarda fotovoltaik panel kullanımının cephe bağlamında incelenmesi
Investigation of using photovoltaic panel in the context of facade on high rise buildings
Yazar: MUSTAFA FURKAN GÜNDÜZ
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP YEŞİM İLERİSOY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Cephe = Facade ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; Yüksek yapılar = High structures

Özet:
Dünya genelinde sanayileşme ve nüfusun artması, ihtiyaçların çeşitlenmesi sebepleriyle talep edilen enerji miktarı artmaktadır. Artan talebin karşılanabilmesi için fosil yakıtların kullanımı daha çok tercih edilmektedir. Binalar ise dünya enerji tüketiminin yaklaşık %40'ını teşkil etmektedir. Binaların fosil kaynaklı enerji tüketimlerini azaltmak için yenilenebilir enerji stratejileri öne çıkmaktadır. Güneşten elektrik enerjisi üretebilmek için en fazla kullanılan sistemler fotovoltaik panel sistemleridir. Çok katlı yapılar, taban alanı yönüyle aynı ölçülere sahip az katlı yapılara oranla çok daha geniş ve büyük cephe yüzeylerine sahiptir. Bu cephe yüzeyi, fotovoltaik sistemlerin kullanımı için büyük oranda avantajlı sayılmaktadır. Bu çalışmanın odak noktasına, çok katlı yapıların cephelerinde fotovoltaik panellerin kullanımı alınmıştır. Çalışmada amaç; yapı üretiminde en hakim konuma sahip olan mimarlar için çok katlı yapılarda fotovoltaik sistemlerin kullanımına dair bilince katkı sağlamaktır. Çalışma kapsamında nitel araştırma yöntemlerinden veri toplama ve iz sürme metotları kullanılarak detay ve tasarım çeşitliliğine göre dünya genelinden 10 adet yapı örneği değerlendirilmiştir. Daha sonra Ankara'nın Çankaya İlçesi'nde seçilen ve aktif şekilde kullanılan bir çok katlı bina cephesinde çeşitli kombinasyonlarda PV sistemler tasarlanıp kurgulanmış, PvSyst programı ile karar verilen tüm kombinasyonların elektrik enerjisi üretim simülasyonları yapılmıştır. Ankara'da bulunan özel bir firma ile yürütülen ortak çalışmalar ile tüm kombinasyonların maliyetlerine ve konstrüksiyon tasarımlarına dair veriler elde edilmiştir. Sonuç olarak her ne kadar 90 derecelik kombinasyon konstrüksiyon maliyeti açısından en verimli sonucu sağlamış olsa da, toplam kullanım ömrü süresince kazanılan enerji ve fotovoltaik sistem geri dönüşleri yönüyle 34 derecelik kombinasyonun çok daha avantajlı ve verimli olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
Energy demand, which increases as a result of reasons such as the increasing population, needs and industrialization, is increasing day by day. Around the World, fossil fuels are mainly used to meet the energy demand. In order to reduce this consumption in buildings that constitute approximately 40% of worldwide energy consumption, clean energy concept that include performance improvement strategies distinguish. The most common used technological systems to generate energy from the sun are photovoltaic panels (PV). High-rise buildings having much more surface area than low-rise buildings with the same floor area. This facade surface is considered substantially advantageous for the use of photovoltaic systems. In this study, the use of PV panel systems in the context of facades in high-rise buildings is focused on. The aim of the study is contributing to design awareness on high-rise buildings which have more facade area compared with other buildings for architects who have the most dominant role in building production. In this study, 10 building samples from around the world were evaluated according to design and detail diversity by using data collection and tracing methods from qualitative research methods. Afterwards, a photovoltaic system in different combinations was designed for a high-rise building's facade determined and actively used in the province of Ankara. Energy simulations of all combinations determined with PvSyst software were made. As a result of the collaborative works carried out with a private company, data on the construction designs and costs of the different combinations were obtained. As a result, although the 90 degree combinastion provided the most efficient result in terms of construction cost, it has been concluded that the 34 degree combinastion is much more advantageous and efficient in terms of the energy gained during the total lifetime and the photovoltaic system cost return.