Hayvan barınaklarından çıkan gazların emisyon değerlerinin tahmin edilmesi ve izlenmesi
Estimating and monitoring emission values of gases emitted from animal shelters
- Tez No: 997157
- Danışmanlar: PROF. DR. SEFA TARHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Küresel iklim değişikliği ile mücadele kapsamında, tarım ve hayvancılık sektöründen kaynaklanan sera gazı emisyonlarının yerinde ve doğru izlenmesi büyük önem taşımaktadır. Mevcut elektronik izleme sistemlerin yüksek maliyeti, özellikle küçük ve orta ölçekli işletmelerde veriye dayalı çevre yönetimini kısıtlamaktadır. Bu tez çalışmasında, doğal havalandırmalı süt sığırı barınaklarında iç ortam hava kalitesini ve gaz emisyonlarını (CO₂, CH₄, NH₃) takip etmek amacıyla düşük maliyetli, taşınabilir ve Nesnelerin İnterneti (IoT) tabanlı bir izleme sistemi geliştirilmiştir. Elektronik izleme sistem donanımını; çift çekirdekli ESP32-S mikrodenetleyici kontrolünde çalışan SHT35 (sıcaklık-nem), CDM7162 (karbondioksit), NGM2611 (metan) ve MQ137 (amonyak) sensörleri oluşturmaktadır. Saha çalışması Tokat ilinde faaliyet gösteren ve ortalama 200 baş sağmal sığır bulunan yarı açık bir işletmede gerçekleştirilmiştir. Projenin ilk aşamasında LoRa (Long Range) modülü üzerinden iç ve dış ünite arasında kablosuz veri transferi hedeflenmiş; ancak saha çalışmalarında metal konstrüksiyonlu ahır yapısının sinyal zayıflamasına yol açması ve veri paketlerinde yaşanan kararsızlıklar nedeniyle sistem mimarisi revize edilmiştir. Bu kapsamda dış ortam referans ölçümleri için meteorolojik istasyon verileri ve atmosferik sabit değerler (450 ppm CO₂) kullanılarak analizler iç ortam sensör ağı üzerinden sürdürülmüştür. Elde edilen veriler, Karbondioksit (CO2) Denge Metodu kullanılarak işlenmiş ve havalandırma debisi üzerinden emisyon tahminleri yapılmıştır. Bulgular, ahır içi sıcaklık ve nem değerlerinin dış ortamla paralel ancak tamponlanmış bir seyir izlediğini göstermiştir. Gaz konsantrasyonları incelendiğinde; Metan (CH₄) seviyelerinin 0–7 ppm aralığında değiştiği ve akşam saatlerinde tepe noktasına ulaştığı; Amonyak (NH₃) seviyelerinin ise 0–23 ppm bandında seyrederek işletme içi aktivitelere bağlı dinamik bir profil çizdiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen sistemin anlık havalandırma performansını ve emisyon trendlerini başarıyla izlediği, literatürdeki sabit emisyon katsayılarına (Tier 1) kıyasla işletmeye özgü daha hassas veriler sunduğu belirlenmiştir. Çalışma ayrıca, kırsal alanlardaki benzer IoT uygulamalarında karşılaşılabilecek haberleşme kısıtlarına yönelik çözüm önerileri sunması bakımından özgün bir değer taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
In the context of combating global climate change, the accurate and timely monitoring of greenhouse gas emissions from the agriculture and livestock sectors is of great importance. The high cost of current electronic monitoring systems limits data-driven environmental management, especially in small and medium-sized enterprises. In this thesis study, a low-cost, portable, and Internet of Things (IoT) based monitoring system was developed to track indoor air quality and gas emissions (CO₂, CH₄, NH₃) in naturally ventilated dairy cattle barns. The electronic monitoring system hardware consists of SHT35 (temperature-humidity), CDM7162 (carbon dioxide), NGM2611 (methane), and MQ137 (ammonia) sensors operating under the control of a dual-core ESP32-S microcontroller. The field study was conducted at a semi-open facility operating in Tokat province with an average of 200 dairy cows. In the first phase of the project, wireless data transfer between the indoor and outdoor units via the LoRa (Long Range) module was targeted; however, due to signal attenuation caused by the metal construction of the barn and instability in the data packets during field studies, the system architecture was revised. In this context, analyses were continued through the indoor sensor network using meteorological station data and atmospheric constant values (450 ppm CO₂) for outdoor reference measurements. The data obtained were processed using the Carbon Dioxide (CO₂) Balance Method, and emission estimates were made based on ventilation flow rates. The findings showed that the temperature and humidity values inside the barn followed a parallel but buffered trend with the external environment. When gas concentrations were examined, it was determined that methane (CH₄) levels fluctuated between 0–7 ppm and peaked in the evening hours, while ammonia (NH₃) levels ranged between 0–23 ppm, exhibiting a dynamic profile dependent on operational activities. As a result, it was determined that the developed system successfully monitored real-time ventilation performance and emission trends, providing more accurate, operation-specific data compared to fixed emission factors (Tier 1) in the literature. The study also offers unique value in that it proposes solutions to communication constraints that may be encountered in similar IoT applications in rural areas.
Benzer Tezler
- Hayvan barınaklarından salınan kirletici gazların fotobiyoreaktör sistemleri ile azaltılması
Mitigation of pollutant gases released from animal barns by photobioreactor systems
SEYİT UĞUZ
Doktora
Türkçe
2023
ZiraatBursa Uludağ ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN ŞİMŞEK
- Antalya'da ev sineğinde (Musca domestica L.) pyriproxyfen ve diflubenzuron'a karşı direnç seviyelerinin araştırılması
Research on resistance levels of housefly (Musca domestica L.) to pyriproxyfen and diflubenzuron in Antalya
MEHMET ÇİVRİL
- Adana ili büyükbaş hayvancılık işletmelerinde elde edilen gübrenin taban suyuna etkileri
Effects of livestock manure obtained from cattle breeding enterprises on shallow ground water in Adana province
MÜGE ERKAN CAN
Doktora
Türkçe
2011
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANER ALAGÖZ
- Türkiye'de yerli olarak yapılan elektriksel ışık kaynaklarının tarımsal amaçlarla ilgili aydınlatma karakteristikleri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ BAŞÇETİÇELİK
- Anadolu'da insan topluluklarının hareketleri, kültürel etkileşimi ve mekansal etkileri: Tarihsel bir okuma
The movement of human communities, cultural interaction and spatial impact in Anatolia: A reading through history
ATİLLA ŞAHLANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEN ERKUT