Yenilenebilir enerji kaynaklarının sosyal amaçlı yapılarda kullanım uygunluğunun analizi: Konya örneği
Analysis of the usage of renewable energy sources in social purpose structures: The case of Konya
Yazar: HÜSEYİN GÜLEROĞLU
Danışman: PROF. DR. ZEHRA YUMURTACI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Ülkelerin sanayi devrimiyle birlikte başlayan ekonomik kalkınma yarışı, teknolojik gelişmelerin hızla ilerlemesi, nüfus artışı, insanların konforlu bir yaşam arzusu gibi nedenlerden dolayı özellikle son yüzyılda dünyada enerji tüketimi hızla artmaktadır. Günümüzde tüketilen enerjilerin yaklaşık %90'nını fosil kaynaklar olan kömür, petrol ve doğalgaz oluşturmaktadır. Bu kaynaklar sınırlı rezervlere sahiptir ve bunlar zararlı gaz emisyon salımı, küresel ısınmaya olan etkisi, asit yağmurları oluşturması gibi sebeplerle çevreye ve insan sağlığına zararlıdırlar. Özellikle 1973'te yaşanan petrol krizi örneğinde olduğu gibi ekonomik sebeplerden dolayı dünya ülkeleri bu kaynaklara alternatif olabilecek temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla ilgili çalışmalara başlamışlardır. Söz konusu bu kaynakların başlıcaları; güneş, rüzgar, hidrolik, jeotermal ve biyokütle enerjileridir.
Enerji tüketimi sadece sanayide veya ulaşımda değil konut, mesken, ticarethane ve kamusal hizmetlerin gerçekleştirildiği yapılar da tükettikleri enerjilerle oluşan çevre kirlenmesinde ve enerji rezervlerin tükenmesinde oldukça etkili olmaktadırlar. Bu nedenle mimarlık ürünü olan yapıların da artık yenilenebilir enerji kaynaklardan yararlanabilecek şekilde tasarlanmaları gerekmektedir. Yapıların enerjiyi sadece tüketen bir unsur olmaktan çıkıp aynı zamanda kendi enerjisini de üretebilen birer sistem haline dönüşmeleri gerekmektedir. Yapının coğrafi konumu ve yerleşim yerine göre bunu sağlayacak en verimli yenilenebilir enerji kaynakları incelenmeli ve yapıya entegrasyonu sağlanmalıdır. Bu çalışma kapsamında dünya ve Türkiye'deki kamu kurumlarından özellikle belediyecilik alanında gerçekleştirilen fotovoltaik enerji uygulama örnekleri araştırılmış, birçok belediyenin bu hususa önem verdiği ve enerji ihtiyaçları yenilenebilir enerjiden elde ettikleri görülmüştür.
Ülkemiz genelinde enerji üretimi daha çok hidroelektrik veya termik santrallerden yapılabilmektedir. Coğrafi konum itibariyle hidroelektrik veya termik santraller Konya'da mevcut değildir. Ancak jeopolitik konum açısından güneş enerjisinden faydalanmak için oldukça elverişlidir. Bu bağlamda tez kapsamında Konya ili Meram Belediyesi'nin tüketmekte olduğu elektriğin yenilenebilir enerji kaynağı olarak güneşten elde edilebilmesi konusu araştırılmıştır. Tüketim miktarı yıl bazında bilinen enerji, oluşturulan iki farklı senaryodan yola çıkarak üretilebilecek enerji hesaplanmıştır. Bu senaryolardan 144 kWp nominal güce sahip 1.senaryo çalışmasında yıllık toplam 233,5 GWh elektrik enerjisi şebekeye verebilecek şekilde üretilebilecektir. Bu üretim miktarı belediye hizmet binasının yıllık toplam elektrik tüketimi olan 1.226.578,50 kWh enerji ihtiyacının ilk yıl %19'unu karşılayabilecek olduğu görülmektedir. Ekonomik ömrü en az 20 yıl olan bu sistemin yatırım maliyeti 134.000 $ olarak hesaplanmış ve geri ödeme süresi 4 yıl olarak bulunmuştur. 576 kWp nominal güce sahip 2.senaryo çalışmasında yıllık toplam 884,7 GWh elektrik enerjisi şebekeye verilebilecektir. Bu üretim miktarı tez çalışmasında ele alınan birimlerin yıllık toplam elektrik tüketimi olan 1.638.693,76 kWh enerjinin ilk yıl %54'ünü karşılayabilecektir. Yatırım maliyeti 529.000$ olarak hesaplanan bu senaryo için de geri ödeme süresi 4 yıl olarak bulunmuştur.  Senaryo sonuçlarına göre uygun yenilenebilir sistemin avantajı ve getireceği fayda üzerine değerlendirme yapılmıştır. Ayrıca uygulama biçimleri örnek çizim ve fotoğraflarla açıklanmaya çalışılmıştır. Meram ilçesi için mikro ölçekte yapılmış olan bu tez çalışması herhangi bir kamu kurumu için de uygulanabilir sonuçlar ortaya çıkarmıştır.
Son olarak, yenilenebilir enerji çeşidi bakımından zengin olan ülkemizdeki kamu binaları kendi bulunduğu bölgenin yenilenebilir kaynağıyla enerji ihtiyacını karşılayabilecek potansiyele sahiptir. Yenilenebilir enerjinin kamu binalarında kullanılması, hazırlanacak kanun ve yönetmeliklerle, zorunlu hale getirilmelidir. Bu dönüşüm hareketiyle hem enerji ithalatımız azaltılacak hem de gelecek nesillere daha temiz bir çevre bırakılabilecektir. Kamusal yapıların çevreci olmaları hususunda taşıdıkları misyonu uygulamaları açısından bu tez çalışması önemli bir sonuç ortaya çıkarmaktadır.

Abstract:
The economic development race, which started with the industrial revolution of the countries, has been increasing rapidly especially in the last century. The main reasons for this are; rapid progress of technological developments, population growth, people's desire for a comfortable life can be shown. Nearly 90% of the energies consumed today are fossil sources such as coal, oil and natural gas. The reserves of these resources are limited. They form harmful gas emissions.  Global warming creates acid rain and is harmful to the environment and human health. Due to economic reasons such as the oil crisis in 1973, countries in the world have started to work on clean and renewable energy resources which may be an alternative to these resources. These sources are solar, wind, hydraulic, geothermal and biomass energies.
Energy consumption is effective not only in industry or transportation but also in residential, commercial and public buildings. These structures are effective in environmental pollution and depletion of energy reserves. Therefore, structures should be designed to benefit from renewable energy sources. Structures must be transformed into systems that both consume energy and produce their own energy. According to the location of the structure, the most efficient renewable energy sources should be examined and applied to the structure. Within the scope of this study, photovoltaic energy application examples from public institutions in municipal area were examined. It is seen that many municipalities attach importance to this issue and obtain their energy needs from renewable energy.
In terms of energy generation, hydroelectric or thermal power plants are not available in Konya. However, it is very convenient to use solar energy in Konya in terms of geopolitical position. Within the scope of this thesis, it was investigated that the Municipality of Konya Meram Municipality can obtain electricity from renewable energy sources. Two different scenarios were created for the known energy consumption. From these scenarios, a total of 233,5 GWh of electrical energy will be generated in the first-ever survey with a rated power of 144 kWp. It is seen that this amount of production can meet 19% of the first year of energy demand of 1.226.578,50 kWh, which is the annual total electricity consumption of the municipal service building. The investment cost of this system, which has a minimum economic life of at least 20 years, is calculated as $ 134,000 and the repayment period is 4 years. In the 2nd survey with a rated power of 576 kWp, an annual total of 884,7 GWh of electricity will be supplied to the grid. This production amount will cover 54% of total annual electricity consumption (1.638.693.76 kWh) of the units discussed in the thesis study. The repayment period for this scenario, which was calculated as $ 529,000, was found to be 4 years. According to the results of the scenario, the advantages and benefits of the appropriate renewable system were evaluated. In addition, applications have been tried to be explained with sample drawings and photographs. This thesis study, which was conducted on a micro scale for the district of Meram, has produced practical results for any public institution.
Lastly, our country is rich in renewable energy sources and public buildings in the country should be able to meet their energy needs with this energy. The use of renewable energy in public buildings should be made compulsory by the laws and regulations to be prepared. With this transformation process, our energy imports will be reduced and a cleaner nature can be left to future generations. An important result in terms of the implementation of the mission of the public buildings to be environmentalist is presented as a result of this thesis.