Konutlarda bulanık mantık kontrollü enerji yönetim sistemi
Fuzzy logic controlled energy management system in residences
Yazar: FURKAN ACUN
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÇUNKAŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Farklı enerji kaynakları tarafından üretilen enerjinin önemli bir miktarını konutların tüketmesi nedeniyle konutlarda enerji yönetimi son yıllarda birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir. Konutlarda enerji yönetimi, sistemin içinde bulunan birbirine bağlı değişkenlerin sayısı nedeniyle karmaşık bir prosedürdür. Enerjiyi etkin bir şekilde yönetmek için konut içindeki kullanıcının konfor talebinden taviz vermeden toplam enerji tüketimini azaltabilen verimli bir enerji kontrol sistemi gereklidir. Bu çalışmada, bulanık mantık kullanılarak konutlarda enerji yönetimi için düşük maliyetli alternatif bir yöntem geliştirilmiştir. Sistem girişleri olarak ışık, hareket, sıcaklık ve ses sensörleri kullanılmıştır. Üç farklı bulanık mantık çıkarım motoru kullanılmıştır. Aydınlatma, ısıtma ve soğutma çıkış güçleri sensör verilerine, aydınlatma koşullarına, ortam sıcaklığına ve tüketici koşullarına göre kontrol edilmiştir. Sistemin kontrolü mikrodenetleyici, sensörler ve Nextion HMI ekran ile sağlanmıştır. Aydınlatma sisteminde konutta bulunan koşullara göre %25, %50, %75 ve %100 kademe ayarı yapılabilmektedir.  Soğutma sisteminde ise %50 ve %100, ısıtma sisteminde de %50 ve %100 kademe ayarı söz konusudur. Tüketici konforu uygun seviyede tutularak elektrik tüketimi minimum seviyeye düşürülmüştür. Böylece tüketicilerin konutlarda olmadığı zamanlar tespit edilip, elektrik, su ve doğal gaz tüketimi kontrol altına alınarak gereksiz tüketimlerin önüne geçilmiştir.

Abstract:
Energy management in homes has attracted the attention of many researchers in recent years since houses consume a significant amount of energy produced by different energy sources. Energy management in residential buildings is a complex procedure due to the number of interconnected variables in the system. To manage energy effectively, an efficient energy control system is required that can reduce the total energy consumption without compromising the comfort demand of the user inside the home. In this study, a low-cost alternative method for energy management in residences has been developed using fuzzy logic. Light, motion, temperature, and audio sensors are used as system inputs. Three different fuzzy logic inference engines were used. Lighting, heating, and cooling output powers were controlled according to sensor data, lighting conditions, ambient temperature, and consumer conditions. The control of the system is provided by microcontroller, sensors and Nextion HMI display. In the lighting system, 25%, 50%, 75% and 100% step adjustments can be made according to the conditions in the house. In the cooling system, 50% and 100%, and in the heating system, 50% and 100% can be adjusted. Electricity consumption has been reduced to a minimum by keeping consumer comfort at an appropriate level. Thus, when the consumers are not in the residences, electricity, water and natural gas consumption are taken under control and unnecessary consumption is prevented.