Yaklaşık sıfır enerjili binalarda kullanılan enerji üretim yöntemleri ve sistem tasarımı
Energy generation methods and system design in nearly zero energy buildings
- Tez No: 960871
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TOLGA URAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: TS 825, yaklaşık sıfır enerjili bina, yerinde üretim oranı, hibrit enerji sistemleri, ısıtma enerjisi ihtiyacı, fotovoltaik, rüzgâr enerjisi, biyokütle, Çanakkale, TS 825, nearly zero-energy building, on-site energy generation, hybrid renewable systems, heating energy demand, photovoltaic, wind energy, biomass, Çanakkale
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Bu tez çalışmasında, Türkiye'nin kuzeybatısında yer alan Çanakkale ili Dardanos bölgesindeki tek katlı bir konut tipi yapının yıllık enerji performansı, TS 825:2013“Binalarda Isı Yalıtım Kuralları”standardı doğrultusunda değerlendirilmiş ve yaklaşık sıfır enerjili bina (nZEB) kriterlerine uyumu analiz edilmiştir. Yapıya ait mimari ve fiziksel özellikler dikkate alınarak; yapı kabuğundaki ısı iletim katsayıları, yüzey alanları ve iç hacim verileri üzerinden iletim (HT) ve havalandırma (HV) kaynaklı toplam ısı kayıpları hesaplanmıştır. Ayrıca, Çanakkale iline özgü iklim verileri temel alınarak güneş kazançları ve iç ısı kazançları da değerlendirilmiş ve yapı için yıllık net ısıtma enerjisi gereksinimi belirlenmiştir. Sıcak kullanım suyu ihtiyacı ve hava kaynaklı ısı pompasının (ASHP) SCOP değerine göre yıllık elektrik tüketimi hesaplanmış; buna evsel cihazlar ve aydınlatma yükleri de eklenerek binanın toplam elektrik ihtiyacı ortaya konmuştur. Elde edilen enerji tüketim verileri, üç farklı yenilenebilir enerji senaryosu kapsamında yerinde karşılanabilirlik yönüyle analiz edilmiştir. Bu bağlamda geliştirilen üç sistem senaryosu şunlardır: • Senaryo 1: Yalnızca güneş enerjisine dayalı, şebekeye bağlı fotovoltaik (PV) sistem. • Senaryo 2: PV sistemi ve mikro rüzgâr türbini entegrasyonunu içeren hibrit sistem. • Senaryo 3: PV sistemi, mikro rüzgâr türbini ve biyokütle kazanı içeren, şebekeye bağlı çok kaynaklı sistem. Her senaryoda yıllık elektrik üretimi, tüketim dengesi ve şebekeye bağımlılık oranı değerlendirilmiştir. PV sistemin üretimi GEPA (2024) verileri ve PR katsayısı esas alınarak; rüzgâr türbininin üretimi ise Dardanos bölgesine ait ortalama rüzgâr hızı ve kapasite faktörü ile hesaplanmıştır. Biyokütle kazanı ise yalnızca ısıtma ve sıcak kullanım suyu ihtiyacını karşılamak üzere Senaryo 3'te kullanılmıştır. Sonuçlara göre, yerinde üretim oranı Senaryo 1'de %57,6, Senaryo 2'de %74,9 ve Senaryo 3'te %98,2 olarak hesaplanmıştır. Bu veriler doğrultusunda Senaryo 3'ün nZEB hedeflerine en yüksek düzeyde teknik uyum sağladığı belirlenmiştir. Ayrıca, yapı kabuğuna ait tüm U-değerlerinin TS 825'in sınır değerlerinin altında olduğu ve ısıl performans açısından mevzuata tam uygunluk gösterdiği tespit edilmiştir. Bu tez çalışması, Türkiye'de konut ölçeğinde uygulanabilir düşük karbonlu, yenilenebilir enerjiye dayalı ve sürdürülebilir sistemlerin teknik fizibilitesini ortaya koymakta; nZEB hedeflerine ulaşmak isteyen yerleşimlerde bölgesel kaynaklara dayalı çözümlerin önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the annual energy performance of a single-story residential building located in Dardanos, Çanakkale—situated in the northwestern region of Türkiye—was evaluated in accordance with the TS 825:2013“Thermal Insulation Requirements for Buildings”standard. The compliance of the structure with nearly zero energy building (nZEB) criteria was technically analyzed. Based on the architectural and physical characteristics of the building, total heat losses through transmission (HT) and ventilation (HV) were calculated using thermal transmittance coefficients (U-values), surface areas, and internal volume data. Solar gains and internal heat gains were also evaluated using climate-specific data for Çanakkale, and the net annual heating energy requirement was determined. Subsequently, the annual electricity consumption was calculated based on the hot water demand and the Seasonal Coefficient of Performance (SCOP) of the selected air-source heat pump (ASHP). Additionally, the electricity loads from household appliances and lighting were included to estimate the building's total electricity demand. These consumption values were analyzed in the context of three alternative renewable energy system scenarios in terms of on-site energy generation and self-sufficiency. The following three system scenarios were developed: •Scenario 1: Grid-connected photovoltaic (PV) system based solely on solar energy. •Scenario 2: Hybrid system integrating PV and a micro wind turbine. • Scenario 3: Multi-source grid-connected system including PV, a micro wind turbine, and a biomass boiler. For each scenario, annual electricity production, energy balance, and grid dependency were evaluated. PV system output was estimated based on GEPA (2024) solar radiation data and the system performance ratio (PR), while wind turbine output was calculated using the average wind speed and capacity factor for the Dardanos region. The biomass boiler in Scenario 3 was used only to meet heating and domestic hot water (DHW) demands. The findings revealed on-site production ratios of 57.6% in Scenario 1, 74.9% in Scenario 2, and 98.2% in Scenario 3. Scenario 3 was determined to be the most compatible with nZEB goals, achieving near-complete energy self-sufficiency. Furthermore, the calculated U-values for all building envelope components were below the TS 825 regional limit values, demonstrating full regulatory compliance and high thermal performance. This study highlights the technical feasibility of applying low-carbon, renewable energy-based, and sustainable systems in residential buildings in Türkiye. It emphasizes the strategic importance of region-specific hybrid energy solutions for communities aiming to meet nZEB objectives.
Benzer Tezler
- An alternative fuel assessment model for ships and experiments on the effect of methanol on diesel engines
Gemiler için bir alternatif yakıt değerlendirme modeli ve metanolün dizel motorlarda etkileri üzerine deneysel çalışma
BURAK ZİNCİR
Doktora
İngilizce
2019
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Çok kaynaklı mikroşebekelerde aşırı akım koruma rölesi performans analizi
Performance analysis of overcurrent protection relay in multi source microgrids
HABİP YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Türkiye'de binalarda ısıtma enerjisi korunumu yönetmeliğinin sıcak kuru iklim bölgesi için değerlendirilmesi
The evaluation of heating energy conservation standart for buildings for hot and dry climate zone of Turkey
İPEK OSANMAZ
- A new approach to evaluate the nearly zero energy concept of EPBD recast at district scale
EPBD recast'ın belirlediği yaklaşık sıfır enerji konseptinin yerleşim ölçeğinde değerlendirilmesi için yeni bir yaklaşım önerisi
ECE KALAYCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ZERRİN YILMAZ
- Architectural retrofit of educational buildings towards nearly zero energy and cost optimal levels considering the life cycle and occupant comfort
Yaşam döngüsü ve kullanıcı konforuna göre yaklaşık sıfır enerji ve optimal maliyet seviyelerine yönelik eğitim binalarının mimari yönden iyileştirilmesi
NAZANIN MOAZZEN FERDOS
Doktora
İngilizce
2020
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA TANAÇAN
PROF. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER