Mikroalgler kullanılarak tasarlanan fotobiyoreaktör sistemlerinin mimari tasarım disiplinine aktarılmasındaki sorunlar
The problems in integration of microalgae photobioreactor systems to architectural design discipline
- Tez No: 599881
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERVER FUNDA ÖZTÜRK KERESTECİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Mimarlık, Şehircilik ve Bölge Planlama, Energy, Architecture, Urban and Regional Planning
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bina Araştırma ve Planlama Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Konvansiyonel enerji kaynaklaklarının kullanımı sonucu havayı kirletmeleri ve doğada sınırlı olmaları sebebiyle yenilenebilir enerji kaynaklarının mimaride kullanımı önem kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından fotovoltaik güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve biyokütlenin mimaride kullanımının yaygın olmasının yanında, enerji potansiyeli yüksek biyokütle kaynağı olan mikroalglerin mimariye entegrasyonu sınırlıdır. Tezin birinci bölümünde belirtilen, fotobiyoreaktör sistemlerinin mimariye entegrasyonundaki sorunların tespitini yapmak tez çalışmasının esas amacıdır. Sorunların alg mimarisi örnekleri üzerinden incelendiği kısım çalışmanın omurgasını oluşturmaktadır. Mikroalg yetiştiriciliği için kullanılan fotobiyoreaktör sistemlerinin çalışma prensiplerinin ve enerji eldesinin ifade edilip mimarlık disiplini arasındaki ilişkinin irdelendiği kısımlar ise bütünü tamamlayan parçalardır. Tez çalışmasının ikinci bölümünde mikroalglerin yenilenebilir enerji kaynakları arasındaki önemi ifade edilmiştir. Mikroalg yetiştirme yöntemlerini ifade etmek için fotobiyoreaktör sistemleri incelenmiştir. Fotobiyoreaktör kavramı tanımlanmış, mikroalg yetiştiriciliğinde yaygın kullanılan fotobiyoreaktör çeşitleri ve çalışma prensipleri anlatılmıştır. Fotobiyoreaktör sistemlerinde mikroalg yetişticiliğini etkileyen parametreler belirlenmiştir. Fotobiyoreaktörler kullanılarak mikroalglerden nasıl enerji elde edildiği açıklanmış ve mimaride kullanılabilirliği inelenmiştir. Üçüncü bölümde, mikroalgler kullanılarak tasarlanan fotobiyoreaktör sistemlerinin mimariye entegrasyonundaki sorunları tespit etmek amacıyla toplam 10 adet alg mimarisi örneği incelenmiştir. Çalışma kapsamında, bina ölçeğinde 4 proje, kentsel ölçekte 3 proje ve tekil enstalasyon örneği 3 proje seçilmiştir. İrdelenen alg mimarisi örnekleri üzerinden, kullanılan fotobiyoreaktör çeşidinin teknik özellikleri, projenin uygulandığı lokasyon ve tercih edilen işletme modeli olmak üzere fotobiyoreaktör sistemlerinin mimaride kullanımında dikkat edilmesi gereken değerlendirme kriterleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, fotobiyoreaktör sistemlerinin mimaride kullanımının enerji tasarrufu sağlaması, CO2 emisyonlarını azaltması, O2 salınımıyla havayı temizlemesi, atıksu arıtım, uygulandığı yapının kendi elektirik ve ısınma gereksinimlerini karşılaması, şehirlerde ve iç mekanlarda aydınlatma eleman olarak kullanılabilmesi ve biyoenerji üretebilmesi gibi faydalarının yanı sıra, taşıyıcı sisteme yüklenen ekstra taşıma yükü, kullanıcı görüşünün kısıtlanması, temizlik, bakım ve onarım zorlukları, fotobiyoreaktörlerin güneşten ve hava şartlarından olumsuz etkilenebilmesi, kurulum ve operasyon maliyetlerinin fazlalığı, depolama ve mekanik sistem için ekstra alan ihtiyacı, mevcut altyapıya entegrasyonda yaşanan güçlükler olmak üzere farklılaşan sorunlar tespit edilmiştir. Fotobiyoreaktör sistemlerinin mimariye entegrasyonunda dikkat edilmesi gereken hususların teknolojik ilerlemelerle birlikte geliştirilerek enerji verimliliği daha yüksek fotobiyoreaktörler üretilmesi ile tez çalışmasında sorun olarak nitelendirilen problemlerin aşılabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
As a result of the conventional energy sources will be exhausted in the future and they contamine the air, the use of renewable energy sources in architecture has gained importance. Besides the common use of photovoltaics, wind turbines and biomass as a renewable energy sources, the integration of microalgae with high energy potential as a biomass source is limited. As the mentioned in the first section of the thesis, the main purpose of the thesis is to determine the problems in the integration of algae photobiorector systems into architecture. The part where is examined the problems over algae architecture examples forms the backbone of the study. The parts which explains the working principles of photobioreactor systems used for microalgae cultivation and energy production and relationships between the architecture discipline are the parts that complements the whole. In the second part of the thesis, the importance of microalgae among renewable energy soruces has been expressed. Photobioreactor systems are examined to describe microalgae cultivation methods. The concept of photobioreactor is defined. The types of photobioreactors used in microalgae cultivation and their working principles are explained. The parameters affecting microalgae cultivation in photobioreactor systems were determined. How to obtain energy from microalgae by using photobioreactors and their usage in architecture was investigated. In the third part, totally 10 algae architecture projects were examined in order to explore the problems of photobioreactor systems which are integrated in architectonics. In the scope of study, 4 projects in building scale, 3 projects in urban scale and 3 projects as a singular installation are selected. Evaluation criterias such as photobioreactor type, project location and selected operational model are determined when the photobioreactor sytems are applied in architecture by using algae architecture examples. As a result of the study, beside the using algae in architecture has brought many benefits like energy saving, CO2 emission reductions, O2 release, biofuel production, wastewater treatment from micro scale by using building facades and macro scale by integrating to the cities, the thesis has concluded that the integration of algae to the architecture encounters some challenges, including the additional load to the structural system, limitation of view for the residents, cleaning, maintenance and repair problems, accordance and solidity to the weather conditions, compatibility to the local climate, high initilal and operating costs, need for high space requirements for storage and operating systems and supplying limitations to the common infrastructure of the zone. It is thought that the problems that should be considered in the integration of photobioreactor systems to architecture by developing with the technological advances and producing photobioreactors with higher energy efficiency can be overcome the problems which are described in the thesis.
Benzer Tezler
- Siyanobakteri/mikroalg üretimi için uygun fotobiyoreaktör tasarımı
Photobioreactor design for microalgae/cyanobacteria production
SUPHİ ÖNCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. OĞUZ AKPOLAT
- Microalgal biomass and oil production using leachate
Sızıntı suyu kullanılarak mikroalg biyokütlesi ve yağ/lipid üretimi
ZAREEN TAJ KHANZADA
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ
- Marmara Denizi Ceramiales (rhodophyta= kırımızı algler) türleri
Species of Ceramiales (rhodophyta= red algae) from the Sea of Marmara
MURAT ÇAKIR
Doktora
Türkçe
2020
BiyolojiManisa Celal Bayar ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜN TAŞKIN
- Design of an alternative glaucoma drainage device using CFD tools
HAD (Hesaplamalı akışkanlar dinamiği) araçları kullanarak alternatif bir glokom drenaj cihazı tasarımı
EMRE KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. A. İHSAN KUTLAR
- Alglerle karbondioksitin biyolojik olarak tutulması
Algal biofixation of carbondioxide
BERÇEM ELDELEKLİOĞLU DÜZOL
Doktora
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE BAYRAKTAR