Bir kojenerasyon tesisinde elektrik enerjisi üretiminin tekno-ekonomik analizi ve yapay zeka destekli gün öncesi tahminleri
Techno-economic analysis of electricity generation in a cogeneration plant and day-ahead forecasts supported by artificial intelligence
- Tez No: 926597
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ERDUMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Enerji üretim faaliyetleri, günümüzde hem ulusal hem de küresel ölçekte enerji arz güvenliği, ekonomik uygunluk, enerji verimliliği, enerji kalitesi, enerji tasarrufu, dışa bağımlılığın azaltılması ve çevresel sürdürülebilirlik gibi kritik konularla şekillenmektedir. Bu konular, enerji kaynaklarının verimli kullanımını teşvik ederek, enerji sektöründe sürdürülebilir politikaların geliştirilmesini zorunlu kılmıştır. Yeşil dönüşüm, akıllı sistemler, yenilenebilir enerji ve geri dönüştürülebilir malzemeler gibi kavramlar, toplumsal bilinci artırmanın yanı sıra üretici ve yatırımcıları sürdürülebilir yatırımlara yönlendirmek amacıyla sıklıkla kullanılmaktadır. Fosil yakıt rezervlerinin tükenmesi, nükleer enerjiye yönelik güvensizlik, alternatif enerji kaynaklarının talebi karşılamadaki yetersizliği ve iklim değişikliği gibi küresel sorunlar, enerji verimliliğini daha da önemli hale getirmiştir. Bu bağlamda, yüksek verimlilik oranları ve çevre dostu özellikleriyle kojenerasyon sistemleri, enerji sektöründeki birçok soruna etkili çözümler sunmaktadır. Geleneksel güç santrallerinin %55-70 verimle çalıştığı göz önüne alındığında, kojenerasyon sistemlerinin elektrik ve ısı enerjisini eş zamanlı üreterek %80-90 verim sağlaması ve atık ısının değerlendirilmesi, bu sistemlerin avantajlarını ortaya koymaktadır. Bu çalışmada, doğal gaz yakıtlı bir gaz motorlu kojenerasyon tesisinin 2021, 2022 ve 2023 yıllarına ait saatlik üretim ve tüketim verileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sistemin çalışma sürelerini etkileyen parametreler belirlenmiş ve gelir-gider kalemleri saatlik bazda analiz edilmiştir. Son üç yıl verileri içerisinden mevsimsel etkiler (kış, ilkbahar ve yaz ayları) ve işletmenin yıllara göre aylık maksimum, minimum ve optimum tüketim döngüleri göz önünde bulundurularak Şubat, Mayıs, Haziran, Ağustos ve Kasım aylarına ait seçilen saatlik veri grupları, Çoklu Lineer Regresyon ve Random Forest modelleri kullanılarak enerji talebi tahmininde değerlendirilmiştir. Modellerin başarımını değerlendirmek amacıyla Ortalama Kare Hatası, Ortalama Mutlak Hata, Kök Ortalama Kare Hatası ve Uygunluk Katsayısı gibi performans ölçütleri kullanılmıştır. Tahmin sonuçları, sistemin saatlik enerji talebinin yüksek doğruluk oranlarıyla öngörülebileceğini göstermiştir. Modellerin performansı kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiş ve elde edilen bulguların gün öncesi çalışma zamanı belirlemede etkili olduğu tespit edilmiştir. Yapılan tahminler, kojenerasyon sistemlerinin daha etkin ve verimli bir şekilde yönetilmesine katkıda bulunurken, aynı zamanda maliyetleri düşürücü etkiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
When examining energy production activities, issues such as energy supply security, economic feasibility, energy efficiency, energy quality, energy conservation, reduction of external dependence, and environmental sustainability have become priority agenda items both nationally and globally. These agenda items have heightened the importance of the efficient use of energy and energy resources. Terms such as green transformation, smart systems, renewable energy, and recyclable materials are frequently used to raise public awareness and guide producers and investors toward sustainable investments. The depletion of fossil fuels, distrust in nuclear energy, the inadequacy of alternative energy sources in meeting demand, and climate change have made energy efficiency an even more critical issue. In this context, cogeneration systems, with their high efficiency and environmentally friendly features, offer effective solutions to many problems in the energy sector. When system inputs and outputs are analyzed, it is observed that traditional power plants operate with 55-70% efficiency, whereas cogeneration systems simultaneously produce electricity and thermal energy, achieving 80-90% efficiency while utilizing waste heat. In this study, the hourly production and consumption data of a natural gas-fired gas engine cogeneration plant for the years 2021, 2022 and 2023 are analyzed in detail. The parameters affecting the operating hours of the system were determined and the income and expense items were analyzed on an hourly basis. Taking into account the seasonal effects (winter, spring and summer months) and the monthly maximum, minimum and optimum consumption cycles of the plant over the years, selected hourly data groups for February, May, June, August and November were evaluated for energy demand forecasting using Multiple Linear Regression and Random Forest models. Performance measures such as Mean Square Error, Mean Absolute Error, Root Mean Square Error and Coefficient of Fitness were used to evaluate the performance of the models. The prediction results demonstrated that the system's hourly energy demand could be forecasted with high accuracy rates. The performance of the models was comprehensively assessed, and the findings were found to be effective in determining the day-ahead operating schedule. The predictions contribute to the more effective and efficient management of cogeneration systems while offering cost-reducing benefits.
Benzer Tezler
- Samsun katı atık düzenli depolama sahası deponi gazı enerji verimliliğinin incelenmesi
Investi̇gati̇on of the soli̇d waste storage area a landfi̇ll gas energy effi̇ci̇ency i̇n Samsun.
KASIM ATMACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ ERGUN
- Boya fabrikası kojenerasyon tesisinde enerji analizi
Energy analysis of a cogeneration plant in a paint factory
MUSTAFA UMUR ERDÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ KAYA
- Performance assesment and enhancement of anaerobic digestion of organic wates from a snacks production facility
Bir cips üretim tesisinden kaynaklanan organik atıkların anaerobik ortamda çürütülmesi işleminin performans açısından değerlendirilmesi ve iyileştirilmesi
BEGÜM GÜR ERDOST
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÖKSEL N. DEMİRER
- Şanlıurfa atık su arıtma tesisinde üretilen biyogazın belirlenmesi ve kojenerasyon sisteminde enerji verimliliğinin araştırılması
Determination of biogas production at Şanlıurfa waste water treatment facility and investigation of energy efficiency in the cogeneration system
MUHAMMED ZÜBEYR BOYACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF IŞIKER
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULKADİR AYANOĞLU