Fotovoltaik gürültü engeli tasarımı için karar destek aracı geliştirilmesine yönelik bir yöntem ve uygulaması
A method to develop a decision support tool for photovoltaic noise barrier design and application
Yazar: FERHAN HASMADEN
Danışman: PROF. DR. GÜLAY ZORER GEDİK ; PROF. DR. NEŞE AKDAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Gürültü denetimi = Noise control ; Karar destek sistemleri = Decision support systems

Özet:
Güneş enerjisinin temininde büyük alanlara duyulan gereksinim; dünya nüfusunda devam eden artışın gıda ve enerji üzerinde yarattığı baskı ile ele alındığında, güneş enerjisinin temininde ek alan gerektirmeyen çözümler önem arz etmektedir. Bu çözümlere örnek olarak; gürültü engellerinin fotovoltaik sistemler için bir alt strüktür olarak değerlendirildiği Fotovoltaik Gürültü Engelleri (FVGE) verilebilir. Bu uygulama ile strüktür ve araziye ikinci bir fonksiyon yüklenerek, gürültüye karşı geliştirilen çözüm ile yenilenebilir enerji üretimi birleştirilir. Fotovoltaik paneller ile üretilen enerjinin, elektrikli araçlarda kullanılması, ulaştırma endüstrisinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarını  önleyebilir.
Bu çalışmada, FVGE planlamasında, tasarımcıya rehberlik edecek bir yaklaşım oluşturulması amaçlanmıştır. Çalışma sonucunda, günümüze kadar yapılan çalışmalardan farklı olarak, FVGE sistemler teknik, ekonomik, çevresel performans açısından aynı anda incelenmiştir. Çalışmada, farklı parametrelerin birlikte değerlendirildiği kompleks biçimleniş sürecinin tüm performans ölçütlerine etkisinin detaylı bir şekilde hesaplandığı Excel tabanlı karar destek aracının tasarlanması çalışmaya özgün değer sağlamaktadır.  
Çalışma; keşfedici alan çalışması, karar destek aracının geliştirilmesi ve karar destek aracının uygulanması olmak üzere 3 temel aşamaya sahiptir. 
Keşfedici alan çalışmasında, tasarım parametrelerinin FVGE performansına etkileri mevcut bir konut yerleşiminde araştırılıp keşfedilmiştir.  Güneş enerjisi performansı PVsyst yazılımı ile, gürültü denetimi performansı ise SoundPLAN yazılımı ile analiz edilmiştir. 
Karar destek aracı geliştirilirken, yazılımlar bünyesinde yapılan hesaplamalar, sayısal modellere ve kayıtlı verilere dönüştürülmüştür. Alana ilişkin öncelikler kriter ağırlıklandırma şemaları ile belirlenmiş, optimum performans gösteren alternatifler tanımlanmış ve fayda/maliyet analizleri gerçekleştirilmiştir.
Karar destek aracının gerçek bir kentsel alanda uygulanması ile araç kullanımı tanıtılmıştır. Yere özgü veya kullanıcı tanımlı kriter ağırlıkları ile teknik, ekonomik ve çevresel açıdan optimum FVGE alternatifleri belirlenmiştir.
Maliyet analizleri sonucunda, fotovoltaik sistem entagrasyonunun gürültü engeline dayalı ilk yatırım ve işletme maliyetini artırdığını; ancak, sağladığı yüksek net güncel değer ile yatırımın kendini geri ödeme süresini 11 ila 13 yıl kısalttığı görülmüştür. Geliştirilen aracın, etkin FVGE planlama sürecine pozitif  katkı sağlayacağı açıktır.

Abstract:
Güneş enerjisinin temininde büyük alanlara duyulan gereksinim; dünya nüfusunda devam eden artışın gıda ve enerji üzerinde yarattığı baskı ile ele alındığında, güneş enerjisinin temininde ek alan gerektirmeyen çözümler önem arz etmektedir. Bu çözümlere örnek olarak; gürültü engellerinin fotovoltaik sistemler için bir alt strüktür olarak değerlendirildiği Fotovoltaik Gürültü Engelleri (FVGE) verilebilir. Bu uygulama ile strüktür ve araziye ikinci bir fonksiyon yüklenerek, gürültüye karşı geliştirilen çözüm ile yenilenebilir enerji üretimi birleştirilir. Fotovoltaik paneller ile üretilen enerjinin, elektrikli araçlarda kullanılması, ulaştırma endüstrisinden kaynaklanan sera gazı emisyonlarını  önleyebilir.
Bu çalışmada, FVGE planlamasında, tasarımcıya rehberlik edecek bir yaklaşım oluşturulması amaçlanmıştır. Çalışma sonucunda, günümüze kadar yapılan çalışmalardan farklı olarak, FVGE sistemler teknik, ekonomik, çevresel performans açısından aynı anda incelenmiştir. Çalışmada, farklı parametrelerin birlikte değerlendirildiği kompleks biçimleniş sürecinin tüm performans ölçütlerine etkisinin detaylı bir şekilde hesaplandığı Excel tabanlı karar destek aracının tasarlanması çalışmaya özgün değer sağlamaktadır.  
Çalışma; keşfedici alan çalışması, karar destek aracının geliştirilmesi ve karar destek aracının uygulanması olmak üzere 3 temel aşamaya sahiptir. 
Keşfedici alan çalışmasında, tasarım parametrelerinin FVGE performansına etkileri mevcut bir konut yerleşiminde araştırılıp keşfedilmiştir.  Güneş enerjisi performansı PVsyst yazılımı ile, gürültü denetimi performansı ise SoundPLAN yazılımı ile analiz edilmiştir. 
Karar destek aracı geliştirilirken, yazılımlar bünyesinde yapılan hesaplamalar, sayısal modellere ve kayıtlı verilere dönüştürülmüştür. Alana ilişkin öncelikler kriter ağırlıklandırma şemaları ile belirlenmiş, optimum performans gösteren alternatifler tanımlanmış ve fayda/maliyet analizleri gerçekleştirilmiştir.
Karar destek aracının gerçek bir kentsel alanda uygulanması ile araç kullanımı tanıtılmıştır. Yere özgü veya kullanıcı tanımlı kriter ağırlıkları ile teknik, ekonomik ve çevresel açıdan optimum FVGE alternatifleri belirlenmiştir.
Maliyet analizleri sonucunda, fotovoltaik sistem entagrasyonunun gürültü engeline dayalı ilk yatırım ve işletme maliyetini artırdığını; ancak, sağladığı yüksek net güncel değer ile yatırımın kendini geri ödeme süresini 11 ila 13 yıl kısalttığı görülmüştür. Geliştirilen aracın, etkin FVGE planlama sürecine pozitif  katkı sağlayacağı açıktır.