Güneş panellerinde kullanılan helisel kazıkların  tasarımında sayısal yaklaşımların etkisi
The effect of numerical approaches design of helical piles used for solar panels
Yazar: BURCU DIŞKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KUBİLAY KELEŞOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Güneş paneli = Solar panel ; SAP2000 = SAP2000 ; Yatak katsayısı = Subgrade modulus ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Bugün güneş, rüzgâr ve su gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı hem mevcut enerji kaynaklarına alternatif olması hem de doğanın korunması hususunda artan toplumsal bilinç sayesinde önem kazanmaktadır. Bu kaynakların içinde güneş enerjisi tamamen sınırsız olması sebebiyle diğer doğal enerji kaynaklarından bir adım önde yer alır. Günümüzde güneş enerjisi üretim tesislerinin birçok uygulaması bulunmakta olup, sayıları her geçen gün artmaya devam etmektedir. 
Güneş paneli sistemlerine etki eden yapısal yükler diğer yapılara kıyasla çok küçük olsa da bu yüklerin zemine aktarılması ve uygun temel tasarımı hususunun geoteknik mühendisliği açısından incelenmesi önemlidir.  Ülkemizde bu sistemlerin statik davranışının incelenmesi hususunda yapılmış birçok detaylı çalışma mevcuttur. Bu çalışmada güneş paneli sistemlerinin bağlandığı temel elemanı olarak çalışan çelik ayakların zemine soketlendiği kısmının çekme ve basınç etkileri altındaki davranışı incelenmiştir. Bu doğrultuda öncelikle ilgili yönetmelikler incelenmiş ve gerekli literatür araştırması yapılmıştır. Güneş panellerinin aldığı yükler ve maruz kalacağı yük kombinasyonları belirlenip örnek bir proje üzerinde hesaplamalar yapıldıktan sonra yapısal analiz programı SAP2000 (Structural Software for Analysis and Design) kullanılarak soket bölgesindeki düz ve plakalı çelik profiller ile zemin arasındaki sürtünme davranışı ile kazık sisteminde meydana gelen deplasmanlar incelenmiştir. Çalışmada dört tip kazık türü modellenmiştir (C tipi profil, C tipi plakalı profil, boru tipi, plakalı boru tipi). Kazık-zemin ara yüzü ilişkisi düşey ve yatay doğrultuda çalışan elastik yaylarla tanımlanmıştır. Yay sabitleri Vesic (1961)'in teorisine göre hesaplanmıştır. Vesic (1961)'e göre yay sabiti hesaplanırken zemine ait gereken parametreler sadece Elastisite Modülüsü (Es) ve Poisson Oranıdır (ν). Güneş paneli sisteminin modellendiği analizlerde sistemin doğruluğunu kontrol edebilmek için yatak katsayıları Çıkılı, (2017)'nın referans analizlerinde kullandığı 20 MPa Elastisite modülü ve 0,3 Poisson oranı kullanılarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçları kıyaslandığında sonuçların çok yakın olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca tek plakalı kazıkların çekme yükleri altındaki davranışını anlayabilmek için Lutenegger, (2016) tarafından gerçekleştirilen deneyler modellenmiş ve küçük yüklemelerde yakın deplasmanlar elde edilmiştir.

Abstract:
Today, use of renewable energy sources such as sun, wind or water is increasing depending on the social awareness about environment and they have started to be assumed as the first alternatives for the traditional energy sources. Among these sources, sun is the most important one with its limitless energy and also solar energy systems have been preferred more than others thanks to its low installation and maintenance costs. A great number of solar systems are available today to generate energy and the amounts of these facilities are increasing depending on the demand of energy.
Although solar panel systems are exposed to structural loads less than the other engineering structures, it is necessary to analyse the panel systems not only for basic design but also in terms of geotechnical aspect. In Turkey, there are so many detailed researches about the static behaviour of these types of structures. In this study, the behaviour of steel piles which are connected to the panel systems which are exposed to compression and tension were investigated. For this purpose, relevant specifications have been investigated and necessary literature research has been completed. After the possible load combinations had been determined, a sample solar panel project was modelled and analysed in SAP2000 (Structural Software for Analysis and Design) to observe the friction behaviour between the plain and single plate pile surface in the socket depth. Four types of piles (plain C-profile, C-profile with plate, pipe and single plate pipe) were used for the models. The soil-pile interaction behaviour was modelled with elastic vertical and horizontal springs. The coefficient of springs were determined based on the Vesic (1961)'s theory. The only soil parameters to evaluate subgrade reaction modulus according to Vesic (1961) are Young Modulus (Es) and Poisson's ratio (ν) were assumed as 20 MPa and 0.3 respectively. The results for C-profile pipes were compared to Çıkılı, (2017)'s reference analysis which had done with the same parameters and nearly the same deformation values were obtained for frictionless condition. In addition, to understand the behaviour of piles with single helical plate the tests had done by Lutenegger (2016) were modelled in SAP2000. For the small load values nearly the same displacement values obtained.