Operational and emission improvements in the power distribution grid and multi-energy network connected data center with alternative energy systems
Alternatif enerji sistemleri ile güç dağıtım şebekesi ve çoklu enerji ağına bağlı veri merkezinde operasyonel ve emisyon ı̇yileştirmeleri
- Tez No: 815149
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRKAN SOYKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Veri merkezlerinin sayısı dünya çapında arttıkça, elektrik şebekeleri üzerindeki elektrik talebi ve bunun çevresel etkisi konusunda endişeler ortaya çıkmaktadır. Bu enerji ve emisyon endişeleri, bölgesel ölçekte çoklu enerji bağlantılı, birleşik soğutma, ısı ve güç sistemleri kullanımı, yenilenebilir enerji kaynakli elektrik üretimi ve atık ısı geri kazanımı sistemleri yoluyla azaltılabilir. Bu tezin temel amacı, alternatif enerji sistemlerinin veri merkezlerinde kullanımının, elektrik dağıtım sebekesinde ve veri merkezindeki operasyonel ve emisyon açısından etkisinin kapsamlı bir analizini sunmaktır. Bu tezde, veri merkezinin kritik elektrik ve soğutma taleplerini karşılayan, veri merkezinde oluşan atık ısıyı kullanan, bölgedeki konutlarda oluşan elektrik, ısınma ve soğutma taleplerine destek olan ve veri merkezinin enerji maliyet optimizasyonunu da içeren matematiksel bir model geliştirilmiştir. Birleşik soğutma ısı ve güç sistemleri, güneş enerji sistemleri ve bölgesel enerji ağı bağlantılarının bireysel etkisini anlamak için farklı senaryolar oluşturulmuştur. Ayrıca, yatırım ve yaşam döngüsü maliyeti (LCC) analizi sunulmuştur. Sonuç olarak, bu tez, veri merkezlerinin daha temiz, daha sürdürülebilir, daha esnek ve daha çevre dostu veri merkezi operasyonları gerçekleştirmesi ve topluma katkı sunması için alternatif enerji sistemlerinin ve bölgesel enerji bağlantılarının kullanılmasını önermektedir. Önerilen sistemler, enerji tasarrufu, puant talebin azaltılması, güç kayıplarının azaltılması, gerilim regülasyonu ve emisyon azaltımı ile elektrik dağıtım şebekesine ve bölgeye katkı sağlar.
Özet (Çeviri)
As the number of data centers is increasing worldwide, there are concerns about their growing electricity demand on power grids and their environmental impact. These demand and emission concerns can be mitigated at the urban scale by multi-energy hub integration with the regions, utilizing a combined cooling heating and power (CCHP), renewable-based electricity generation, and waste heat recovery systems. The main objective of this thesis is to perform a comprehensive analysis of these proposed alternative systems for application in data centers to asses operational and emission impacts on the power distribution grid and the data center. In this study, a cost-optimization model for the data center has been used to satisfy the critical electricity and cooling demand of the data center, utilizing waste heat from the data center and addressing residential electricity, heating and cooling demands. Different cases were created to understand the individual effect of CCHP, PV, and district energy network connections. Furthermore, investment and life-cycle cost (LCC) analysis has been presented. In conclusion, the thesis suggests the use of alternative energy systems and district energy connections for the data centers to achieve cleaner, more sustainable, more resilient, more flexible, and more environmentally friendly data center operations. The proposed systems contribute to the power distribution grid and region with energy saving, peak demand reduction, power losses decrease, voltage regulation, and emission reductions.
Benzer Tezler
- 2018-2023 yılları arasında Türkiye'nin yenilenebilir enerji yatırım portföyünün kurgulanması: Çok amaçlı doğrusal programlama metodu önerisi
Construction of a renewable energy investment portfolio in Turkey (2017-2023): A multi-objective linear programing model proposal
BERKER BAYAZIT
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU
- Mesken elektrik aboneleri için enerji yönetimi sistemi kullanımı
Utilization of energy management systems for residential electricity consumers
HÜSNÜ ALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Transformatör üretiminde yaşam döngüsü analizi (LCA): sürdürülebilirlik perspektifiyle çevresel etkilerin değerlendirilmesi
Life cycle assessment (LCA) in transformer production: evaluating environmental impacts from a sustainability perspective
YAĞMUR BİLGİN PİLCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Elektrikli araçların kullanımına yönelik yük tahmini ve karar destek sistemi
Load forecasting and decision support system for electric vehicles use
HATİCE MENEKŞE KÖSEMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSakarya ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ORHAN TORKUL
- Impact of agricultural sources on NH3 and PM levels in the South-Central Anatolia
Güney İç Anadoludaki tarımsal kaynakların NH3 ve PM üzerindeki etkilerinin incelenmesi
AYKUT MEHMET ALBAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL