Binalar için yenilenebilir enerjili hibrit sistemlerin ekserji ve eksergoekonomik analizleri
Exergy and exergoeconomic analyses of hybrid renewable energy systems for residential buildings
Yazar: HALİL TUZCU
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN GÜNERHAN ; PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekonomik verimlilik = Economic efficiency ; Termal verimlilik = Thermal efficiency ; Toprak kaynaklı ısı pompası = Ground source heat pump ; Yakıt maliyeti = Fuel cost ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Tez kapsamında, konut tipi binalarda mahal ısıtması ve soğutmasının belirlenebilmesi için ısı kaybı yöntemi kullanılarak gerekli enerji ihtiyacı hesaplamaları teorik olarak gerçekleştirilmiştir. Toprak kaynaklı bir ısı pompası sistemi ve yenilenebilir enerji sistemlerinden rüzgar ve güneş enerjili sistemler değerlendirilmeye alınmıştır. Kullanılan enerji sistemlerinin enerji ve ekserji kıyaslamaları gerçekleştirilmiştir. Konutlarda kullanılabilecek örnek bir rüzgar türbini ele alınarak, İzmir ili için farklı kanat çaplarındaki rüzgar türbinlerinden elde edilebilecek en fazla teorik güç değerleri belirlenmiştir. S1210 kanat profili kullanıldığı durumda, rotor yarıçapı 2m olan bir rüzgar türbininde, rüzgar hızı 6m/s, 7m/s ve 8m/s olduğu durumda elde edilebilecek en fazla teorik güç değerleri sırasıyla 1770W, 2810W ve 4200W olarak elde edilmiştir.
Bu tez çalışmasında, literatür araştırmaları sonucunda elde edilen enerji ve ekserji bağıntılarından yararlanılarak özgün örnek hesaplamalar oluşturulmuştur. Oluşturulan yenilenebilir enerji sistemi hesaplama rehberi sayesinde yenilenebilir enerji sistemlerinin kolay analiz edilebileceği ve bu sistemlerin konutlardaki kullanımının yaygınlaştırılabileceği beklenmektedir. Yenilenebilir enerji sistemlerini konutlara fiziksel olarak uygulayacak olan işletmelere ve ülke ekonomisine maddi olarak önemli katkılar sağlanabilecektir. Yenilenebilir enerji sistemlerinin konutlarda yaygınlaşması ile çevresel zararların en düşük seviyede tutulması mümkün olabilecektir.

Abstract:
In the scope of the thesis, necessary energy demand calculations were performed theoretically by using the heat loss method to determine the room heating and cooling in residential buildings. Wind and solar energy systems from the renewable energy systems and a ground source heat pump system were evaluated. Energy and exergy comparisons of the energy systems were made. Considering a wind turbine sample that can be used in a residential building, the maximum theoretical power values for different blade sizes of wind turbines in in the city of Izmir were obtained. In the case of a wind turbine with a rotor radius of 2m, the maximum theoretical power values were obtained at wind speeds of 6m/s, 7m/s and 8m/s as 1770W, 2810W and 4200W respectively, when a blade airfoil with the type of S1210 was used.
In this thesis, energy and exergy relations obtained from the literature survey and sample calculations were performed using the arranged equations. The main objective of the thesis is to prepare an efficient renewable energy system calculation guide. It is expected that renewable energy systems will be easily analyzed within the framework of the objective, and the use of these systems in residential areas will be widespread. Important contributions can be provided to the companies that will apply the systems to the residential buildings and to the country's economy. Use of renewable energy systems in residential buildings, environmental damage will be kept possible at a minimum level.