Hakkari şartlarında sıcaklık ve bağıl nemin PLC ile denetlendiği güneş enerjili sera sistemi
Solar energy greenhouse system in which temperature and relative humidity in Hakkari conditions are monitored by the PLC
Yazar: ADEM YILMAZ
Danışman: PROF. DR. HİKMET DOĞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Mevcut sera sistemlerinde otomasyon sistemlerinin yetersiz olması sebebiyle, enerji maliyetleri yüksek olmaktadır. Tarımsal faaliyetlerde sıcaklık ve bağıl nem kontrolü önemli role sahiptir. Sıcaklığın ve bağıl nemin istenen değerler aralığında tutulamaması da maliyetin artmasında ve ürün kalitesinde çok önemli bir role sahiptir. Bu nedenle bu çalışmanın esası ortamın bağıl nem ve sıcaklığını istenilen değerlerde tutabilmeyi teşkil etmektedir. Ayrıca güneş enerjisi kullanarak, bağıl nem ve sıcaklığı daha da az maliyetle otomatik olarak sağlamak bu çalışmanın ana hedefidir. Tasarlanan sistemdeki otomasyon sayesinde daha az enerji ile bağıl nem ve ısı ihtiyacının istenilen değerlerde tutulmasını mümkün kılmak için bir tasarım gerçekleştirilmek istenmiştir. Buna göre bu tasarım; gündüzleri ihtiyaç duyduğu enerjiyi güneş kolektörlerinden, sağlarken ihtiyaç fazlası enerjiyi de ihtiyaç duyulduğunda (güneş enerjisini olmadığı zamanlarda) kullanılmak üzere depolayacaktır. Tasarıma, deneyler sırasında elde edilen bütün verilerin izlenmesi, kontrolü ve kaydının tutulması amacıyla özel bir sera yazılımı eklenmiştir. Hakkâri ili şartlarında yapılan deneysel çalışma ile seranın bağıl nemi ve sıcaklığı belirlenen değerlerde tutulması başarıyla gerçekleştirilmiştir. Deneysel olarak bağıl nem; %30–40,  %40–50, %50–60, %60–70, %70–80, %80–90, değerlerinde tutularak deneysel sonuçlara kaydedildi. Sıcaklık değerleri de 15-20oC, 20-25oC ve 25-30oC arasında istenilen değerlerde tutularak kaydedildi. Dolayısıyla tasarım,  farklı sıcaklık ve bağıl nemlerde kontrol edilmiş olup, enerji analizleri yapılmıştır. Ayrıca verilerin kaydedildiği bilgisayarın internet bağlantısının yapılması halinde sera sisteminin internet ulaşımının bulunduğu her yerden sıcaklık, bağıl nem, damla sulama ve havalandırma gibi özelliklerinin kontrolü de test edilmiştir. Otomasyonsuz bir sera ile tarafımızdan tasarlanıp uygulaması yapılan bu otomasyonlu modern sera, bilimsel verilerin yanında yetiştirilen bitkilerin özellikleri de görsel olarak izlenerek karşılaştırılmıştır. Her iki serada da sebzelerin büyümesi, çiçeklenmesi, ürün vermesi, ürün kalitesi gibi bilgiler de gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre otomasyonlu modern seranın nem ve sıcaklığı istenilen değerlerde tutulduğunda; salatalıkların yetişme süresinin 10 gün kısaldığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Due to the lack of automation systems in existing greenhouse systems, energy costs are high. The control of temperature and relative humidity has an important role in agricultural activities. Not being able to retain the temperature and relative humidity at the desired range of values also plays a very important role in the increase of the cost and the product quality. Therefore, the base of this study constitutes retaining the relative humidity and temperature of the medium at the desired values. In addition, to automatically provide the relative humidity and temperature with less cost by using solar energy is the main goal of this study. Therefore, in this thesis, it is intended to provide relative humidity control of a closed medium (greenhouse) by using alternative energy sources and automatic control elements along with it. Accordingly, the present design will store the surplus energy to be used when needed (when there is no solar energy), while generating the energy needed during the day from solar collectors. A special greenhouse software was added to the design in order to track, control and record all the data obtained during the experiments. Under the conditions of Hakkari, retaining the relative humidity and temperature of the greenhouse was conducted successfully through experimental study. Experimental daily relative humidity was kept at the values of %30–40, %40–50, %50–60, %60–70, %70–80, and % 80–90 and was recorded to the experimental results. The temperature was retained and recorded at the desired values between 15-20oC, 20-25oC and 25-30oC. So, the design was tested at different temperatures and relative humidity, and the energy analysis was performed. In addition, in case of supplying the internet connection of the computer in which the data was saved, the control of the characteristics such as temperature, relative humidity,  drip irrigation and ventilation was also tested from anywhere with the internet access of the greenhouse system. In this automated modern greenhouse which was designed with a greenhouse without automation and applied by us, the characteristics of the plants grown as well as the scientific data were observed and compared visually. In both greenhouses, the information such as vegetable growth, flowering, fruiting, product quality was observed. According to the results obtained, it was observed that the rise time of cucumber shortened 10 days when the relative humidity and temperature of the automated modern greenhouse were kept at the desired values.