Veri edinim amaçlı, hibrit enerji kullanan bir deniz aracı tasarımı
Design of a marine vehicle using hybrid energy for the purpose of data acquisition
Yazar: ALİ BELDEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET YILANCI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Denizlerden veri edinim faliyetleri çeşitli sektör ve araştırmaların ihtiyacı olan verileri toplama, kayıt altına alma ve bu verileri sağlıklı bir şekilde ilgili hedefe aktarma görevlerini kapsamaktadır. Bu amaç doğrultusunda su altı, su yüzeyi ve hem su altı hem su üstü otonom ve otonom olmayan veri toplama platformaları kullanılmaktadır. 
Otonom su yüzeyi araçları, su üzeri ve su altından veri toplayabildiği ve sürdürülebilir olduklarından bu çalışmanın temel konusu olarak seçilmiştir. Otonom deniz yüzeyi araçları, su altı ve su üzeri uygulamalar için geliştirildiklerinden uygulama çeşitliliği bakımından diğer su altı ve su üzeri otonom sistemlere göre de avantaj sahibidirler.
Dalga planörleri yeni nesil otonom deniz araçlarıdır. Bu araçlar dalga enerjisini ileri gitme kuvvetine çevirerek seyirlerini devam edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Uygulama çeşitleri olarak oşinografik araştırmlar, iklim gözetimi, tusunami algılaması liman güvenliği ve kritik deniz yapıları ve tesisler için tehdit algılama sistemleri olarak sınıflandırılabilmektedir.
Dalga planörleri fiziksel olarak üç bölümden oluşmaktadır. Bunlar enerji depolayıp toplamak için gerekli tüm donanım ve sistemleri üzerinde barındıran yüzen gövde, planör ile yüzen kısmın hareket ve enerji iletimini sağlayan bağlantı kısmı ve son olarak dalga planörü olarak üç kısımda incelenir.
Çalışma kapsamında günümüzde bulunan su altı ve su yüzeyi araçları incelenmiş. Genel yapıları ve özellikleri bakımından değerlendirilmiştir. Tasarlanan sistemin Türkiye'nin Balıkesir ili Ayvalık ilçesi Edremit Körfezinde görev yapacağı varsayılarak tasarım gereksinimleri belirlenmiştir. Tasarımın enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisi verileri için gerekli olan bilgiler, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğünün ilgili verilerinden elde edilmiştir. Balıkesir ili Ayvalık ilçesinin ortalama güneşlenme süresi 8 saat kabul edilmiştir. Yıllık ortalama radyasyon değeri 3.91 kWh/m2-gün olarak belirlenmiştir. Elde edilen bu bilgiler ışığında aracın günlük enerji tüketimi de göz önünde bulundurularak güneş enerjisi toplama ve depolama sistemi tasarlanmıştır. Edremit körfesi ortalama dalga verileri T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğünden ve daha önce yapılmış olan akademik çalışmalardan elde edilmiştir. Edremik körfezinin 15 yıllık ortalam dalga yükseliği 0,80 m olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada Dalga Planörü platformu ve tüm sistem bileşeneleri detaylı olarak incelenmiştir. İncelemeler sonunda tasarım özellikleri göz önünde bulundurularak Solidworks tasarım ortamında üç boyutlu katı model oluşturulmuştur. Oluşturulan katı model haberleşme sistemlerini enerji toplama ve depolama sistemlerini, dalga planör yapılarını bünyesinde bulundaracak şekilde tasarlanmıştır. Çalışma sonucunda matematiksel modeller ışığında oluşturulmuş fiziksel değerlerin simüle edilip raporlanabildiği tam bir benzetim ortamı Unity 3D ortamında kodlanarak oluşturulmuştur.

Abstract:
Data acquisition activities from the seas include the tasks of collecting, recording and transferring the data needed by various sectors and researches to the relevant target in a healthy way. For this purpose, underwater, surface and both underwater and surface autonomous and non-autonomous data collection platforms are used.
Autonomous water surface vehicles have been chosen as the main subject of this study since they can collect data from above and below water and are sustainable. Since autonomous marine surface vehicles are developed for underwater and overwater applications, they have an advantage over other underwater and overwater autonomous systems in terms of application variety.
Wave gliders are new generation autonomous boats. These vehicles are designed to continue their travels by converting wave energy to forward force. Oceanographic surveys, climate surveillance, tusunami detection, port security and threat detection systems for critical marine structures and facilities can be classified as application types.
Wave gliders are physically composed of three parts. These are examined in three parts as a floating body, which includes all the equipment and systems necessary for storing and collecting energy, the connection part providing the movement and energy transmission of the glider and the floating part and finally the wave glider.
Within the scope of the study, the underwater and surface tools available today. It was evaluated in terms of its general structure and properties. The designed system of Turkey Ayvalik district of Balikesir province Assuming that served in the Gulf of Edremit design requirements are determined. The information required for solar energy data, which is one of the energy sources of the design, was obtained from the relevant data of the General Directorate of Renewable Energy. The average sunshine duration of Ayvalık district of Balıkesir Province was accepted as 8 hours. The average annual radiation value was 3.91 kWh / m2-day. In light of this information, the vehicle's daily energy consumption solar energy collection and storage system was designed. Edremit Bay average wave data T.C. It was obtained from the General Directorate of Meteorology of the Ministry of Agriculture and Forestry and from previous academic studies. The average wave elevation of Edremik Bay for 15 years was determined as 0,80 m. In this study, Wave Glider platform and all system components were examined in detail. At the end of the investigations, a three dimensional solid model was created in the Solidworks design environment by considering the design features. The solid model communication systems are designed to incorporate energy collection and storage systems and wave glider structures.