Aydınlatma sistemlerinde bakım katsayısı tespitine yönelik yeni bir algoritma yapısının geliştirilerek, aktif bakım ve işletme yaklaşımlarının oluşturulması
Modelling of active maintenance and operating methods by developing a new lighting system maintenance factor calculation algorithm
Yazar: SERHAT ÖZENÇ
Danışman: PROF. DR. MEHMET UZUNOĞLU ; DOÇ. DR. ÖNDER GÜLER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Aydınlatma sistemleri tasarlanırken; zaman içerisinde çevresel etkiler ve malzemenin doğası sebebiyle oluşacak azalımlardan ötürü, belirli bir eskime öngörüsünde bulunulur. Bu noktadaki amaç, zaman içerisinde görülebilecek olası kayıplar kompanze edilerek, kurulan altyapının işletme sürecinde performans sürekliliğinin sağlanmasıdır. Uluslararası otoriteler tarafından belirlenen bakım katsayısı tespit metotları, ağırlıklı olarak geri kazanılabilir etkiler üzerine yoğunlaşmaktadır. Günümüzde belirli genellemeler doğrultusunda oluşturulan ''Lamba Çalışma Faktörü'' (LSF-Lamp Survival Factor) ve ''Lamba Lümen Bakım Faktörü'' (LLMF-Lamp Lumen Maintenance Factor) gibi etkiler günümüz üretim ve ürün çeşitliliği içerisinde dramatik farklılıklar gösterebilmektedir. Genellemenin ötesinde hesaplamalarda kullanılan; LSF, LLMF ve ''Armatür Bakım Faktörü'' (LMF-Luminary Maintenance Factor) gibi gerikazanılabilir etkilerin ürün ve teknoloji çeşitliliğinin ötesinde, birçok parametreye bağlı olarak farklılık gösterebilmektedir. Bilinen bu eksikliğe standartlar içerisinde değinilse bile nasıl bir yaklaşımla ele alınması konusunda halen bir çözüm önerisi bulunmamaktadır.  Kaldı ki bu çalışma süresince; LMF gibi geri kazanılabilir etkilerin dahi yer yer küçümsenmeyecek ölçüde geri kazanılmayan değer düşümleri içerdiği görülmüş olup, bu konudaki değerlendirmelerin daha detaylı olarak yeniden ele alınması gerektiği ortaya çıkmıştır. Tez süresince gerçekleştirilen endüstriyel araştırmalar ve deneysel çalışmalar doğrultusunda, LSF ve LLMF karakteristiklerine etkileyen parametreler incelenmiş ve bu etkilere bağlı karakteristik eğilimleri içeren kaynak kimlik dosyası oluşturulmuştur.
Aydınlatma sistemleri için mevcut bakım katsayısı tespit metotlarının ağırlıklı olarak ele aldığı geri kazanılabilir etkilerin yanısıra, geri kazanılamayan etkiler olarak gruplayabileceğimiz değer düşümleri de söz konusu olabilmektedir. Kaynağın ışıksal çıkışında yardımcı bileşen, sıcaklık ve üretim toleransları gibi faktörlere bağlı olarak görülen değişimler göz ardı edilemeyecek mertebelerdedir. Bu nedenle bu etkilerin de hesaplama süreçlerine dahil edilmesi gerekmektedir. Tez süresince yapılan deneysel çalışmalar ve endüstriyel araştırmalar doğrultusunda, geri kazanılamayan faktörlerin görüldüğü noktalar değerlendirilmiştir. Bu noktada elde edilen bulgular, hesaplama algoritmasına dahil edilmek için oluşturulan kaynak kimlik dosyası içerisinde karakterize edilmiştir. Bu etkilerin önemli bir kısmı, armatür yapıları içerisinde kullanılan yardımcı bileşenlere ve armatürün termal özelliğine bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Bu bağlamda armatürlerin fotometrik karakteristiklerinin tanımlandığı ''eulumdat'' (LDT) dosya formatının işlerliğini bozmayacak bazı eklentiler ve bu süreçte elde edilen karakteristik eğilimlerin, armatür fotometrik dosyası ile ilişkilendirilmesi sağlanmıştır. Bu sayede; hesaplama sürecinde en etkin iki bileşen olan ışık kaynağı ve armatürün karakteristik özelliklerini barındıran, kimlik dosyalarını referans alan yeni bir hesaplama algoritması/yaklaşımı oluşturulmuştur. Bunlar; LIF olarak tanımlayacağımız ışık kaynağı kimlik dosyası ile LDT dosya formatının genişletilmiş bir hali olan, LDT+ geliştirilmiş armatür kimlik dosyalarıdır.
Tez süresince geliştirilen yaklaşım sayesinde; bir aydınlatma tesisatının malzeme ve kullanıma bağlı olarak zaman içerisinde ne yönde bir performans eğilimi göstereceği çok daha net modellenebildiğinden, modern adaptif aydınlatma tekniklerinin uygulanması için imkân sağlanmıştır. Tezin ilgili bölümlerinde ise, örnek işletmeler için bu yaklaşımların sunduğu kazanımlar değerlendirilmiştir. 
Çalışma sonucunda, bakım katsayısının bir sabit olarak hesaplandığı klasik metodların yerine, etkileri tez içerisinde değerlendirilen tüm parametreleri esas alarak zamana bağlı eskime eğilmini modelleyen ve bunun üzerinden adaptif dimmerleme senaryoları oluşturabilen bir yaklaşım geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Bakım Katsayısı, Değer Düşümü, Eskime, Adaptif Bakım/Aydınlatma, Işık Kaynağı

Abstract:
During the design of lighting systems, an aging estimation is performed due to the reductions in the course of time caused by environmental impacts and nature of the material. The aim in this regard is to ensure the performance continuity during the operation period of the constructed infrastructure by compensating the possible losses that can be observed in time. The maintenance coefficient determination methods decided by the international authorities generally focus on recoverable impacts. The effects such as Luminary Maintenance Factor (LMF), Lamp Survival Factor (LSF) and Lamp Lumen Maintenance Factor (LLMF) that are provided by certain generalizations can result in dramatic differences within the production and product diversity of today. Apart from generalization; the recoverable effects such as LSF, LLMF and Luminary Maintenance Factor (LMF) can differ related to many parameters beyond product and technology diversity. Even this known deficiency is also mentioned within standards, there is any solution offer for on which method can be used to deal with it. Moreover; as it was observed that even recoverable effects during operating such as LMF include a portion of irreversible reductions, the necessity of re-evaluation of assessments on this topic in a more detailed way occurred. Towards the industrial researches and experimental studies, the parameters affecting LSF and LLMF characteristics and resource identity file is provided including the characteristics related such impacts.
Beyond the recoverable impacts that are more strongly evaluated by currently existing maintenance coefficient determination methods, other reductions that can be grouped as irreversible impacts can also occur. The variations in lighting output of the source that are considered to be related to factors such as the auxiliary components, temperature and production tolerances are at a non-negligible levels. Due to this, it is required to integrate these impacts within calculation procedures. Through the experimental studies and industrial researches realized within the concept of the thesis, the points that irreversible factors were observed are discussed. The findings at these points are characterized within the resource identity file that is provided to insert into the computational algorithm. Most of these impacts vary related to auxiliary components used within the luminaire structures and the thermal specification of luminaire. It is provided to associate to luminaire photometric file some additions that will not influence negatively the operability of the eulumdat (LDT) file format where the photometric characteristics are defined and characteristic tendencies derived in this duration. Thus, a new calculation algorithm/approach is provided that includes the characteristic specifications of two components as lighting source and luminaire and takes the identity files as reference. Here they are lighting source identity file that will be defined as LIF and LDT+ luminaire identity files that are extended versions of LDT file format. 
With the approach developed during the thesis; as it can be modeled more clearly how a lighting infrastructure will perform in time related to the material and utilization, it is enabled to apply modern adaptive lighting techniques. The benefits that these approaches provide are discussed for sample enterprises in the relevant sections of the thesis. 
As the result of the study, an approach that models the aging tendency in time based on all the parameters whose impacts are evaluated within the thesis is developed instead of classical methods where maintenance coefficient is calculated as a constant.

Key Words: Maintenance Coefficient, Capacity Reduction, Aging, Adaptive Maintenance/Lighting, Light Source.