Fotovoltaik sistemlerin mimaride kullanımı
Use of photovoltaic systems in architecture
- Tez No: 971654
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FAZILA DUYAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Doğuş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fosil yakıtlar medeniyetin ve insan yaşamındaki refah düzeyinin gelişmesinde büyük yararlar sağlamış ulaşılabilen ve bilinen en eski enerji kaynaklarıdır. Ancak yaygın ve tek enerji kaynağı olarak üretimde fosil yakıtların kullanımı, sanayinin gelişimine tüm olumlu katkılarının yanında çevre sorunlarını da beraberinde getirmiş, hava ve çevre kirliliğine yol açarak dünyamıza geri dönülemez zararlar vermeye neden olmuştur. Fosil yakıtların olumlu ve olumsuz katkıları dışında diğer bir önemli sorunu da tükenmekte oluşudur. Bu durum, dünya üzerinde farklı yöntemler ile enerji elde edilmesi konusunda çalışmalar yapılmasına neden olmuş, çevreyi gözetmesi nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı araştırmaların odak noktası haline gelmiştir. Bu bağlamda, sonsuz olarak güneş enerjisinin kullanımı öne çıkmakta, güneş enerjisini elektrik enerjine dönüştüren fotovoltaik panellerin kullanım alanları giderek artmaktadır. Bu çalışmada, enerji tüketiminin büyük ölçüde binalardan kaynaklandığı göz önünde tutularak, mimari eleman olarak da kullanılan fotovoltaik sistemlerin, binalarda çatı, cephe ve gölgelik olarak kullanımları incelenmiştir. Tez çalışması 5 bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, konu ile ilgili yapılan çalışmalar araştırılmış ve değerlendirilmiş; tezin amacı anlatılmış, çalışmadan beklenenler ile çalışmanın hedefi kısaca özetlenmiştir. İkinci bölümde, enerji elde edilmesi, kullanımı ve verimliliği kavramları ele alınmıştır. Enerji verimliliği sağlamaktaki en etkin yolun tasarruf olduğuna değinilmiştir. Enerji tasarrufu uygulamaları maliyet odaklı somut önlemler ve doğrudan enerji tasarrufu olarak iki bölümde değerlendirilmiştir. İnsanlığın bilgi toplumunu yaratmasıyla başlayıp hala devam etmekte olan süreçte enerjiye olan ihtiyacın artmasıyla birlikte temiz ve düşük maliyetli olan Güneş Enerjisi konusu ele alınıp bu doğrultuda çalışılmıştır. Sürekli artan enerji ihtiyacımızın karşılanmasında bilinen kaynakların yetersiz kalması ile insanlık farklı arayışlara yönelmiştir. Fosil yakıtlar kullanılarak üretilen enerjinin doğada geri dönülemeyecek hasarlara neden olduğu anlatılarak, küresel çevre sorunlarıyla beraber iklim değişikliğini arttıran fosil yakıt odaklı enerji üretim teknolojileri yerine çevreye olumsuz etkisi en aza indirgenmiş, yenilenebilir, sürdürülebilir enerji kaynaklarını araştırmak ve kullanılır hale getirmek doğrultusundaki yöntemler incelenmiştir. Bu doğrultuda güneş enerjisi kullanımında günümüzde en yaygın uygulama olan güneş hücrelerinin (fotovaltaik) gelişimi ve tarihçesi araştırılmıştır. Çalışmanın üçüncü aşamasında Fotovoltaik Sistemlerin, fotoelektrik etkisiyle güneş ışığından elektrik üreten düzenekler olduğu açıklanmıştır. Fotovoltaik sistemler Fransız Bilim İnsanı Edmond Becquerel tarafından 1839'da araştırılmış“Güneş Pili”veya“Güneş Elektriği (solar electricity)”olarak tanımlanmıştır. 1954 senesinde geliştirilen fotovoltaik hücreler uzay teknolojisinde kullanılmıştır. Fotovoltaik hücreler güneşten gelen ışığı elektrik enerjisine dönüştürerek güneş enerjisi üretirler. Ancak, güneş ışığı kesildiği zaman elektrik enerjisi üretmeyi durdurdukları ve bu durumda enerjiyi depolamak veya aktarmak için akü gibi yedekleyici bir sisteme gereksinme duyulduğundan bu konuda uygulanan yöntemler ele alınıp açıklanmıştır. Dördüncü bölümde binalardaki enerji tüketiminin önemli boyutlarda olduğu vurgulanarak mimar ve tasarımcıların binalarda fosil yakıt tüketimini ve çevresel sorunları minimize etmeye yönelik sorumlulukları olduğundan söz edilerek, yenilebilir enerji kaynakları arasında olan ve temiz bir gelecek oluşturulmasında önemli bir fırsat olduğu saptanan fotovoltaik sistemlerin kullanımına yönelmelerinin önemine değinilmiştir. Bu nedenle araştırmada, yapılarda Fotovoltaik uygulamalarına odaklanarak, dünyanın çeşitli bölgelerindeki uygulamalar karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Beşinci bölümde 1990'lı yılardan itibaren yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının yaygınlaştığına, aktif ve pasif yöntemlerin fiziksel çevre tasarımında önemli rol oynadığına değinilmiştir. Güneşe maruz kalan geleneksel yapı bileşenlerinin kendi işlevleriyle birlikte elektrik üreteci olarak da kullanılabilecekleri açıklanmış, fotovoltaik özellikte çatı kiremitleri, pencere camları, balkon korkulukları, cephe kaplamaları ve gölgeleme elemanları ile kullanımda olmayan çatı dışındaki bina yüzeylerindeki potansiyelden yararlanılarak binaların enerji tüketicisinden, enerji üreticisine dönüştürülebilecekleri vurgulanmıştır. Binalardaki kullanımı yaygın olan fotovoltaik modüllerin özellikleri karşılaştırılarak açıklamaları yapılmıştır. Altıncı bölümde, tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmuştur. Anahtar Sözcükler; Yenilenebilir enerji, güneş enerjisi, fotovoltaik, mimari eleman, enerji etkin bina, ekolojik tasarım.
Özet (Çeviri)
Fossil fuels are the oldest available and known energy resources that have provided great benefits in the development of civilization and the welfare level in human life. However, the use of fossil fuels in production as a common and only energy source has brought environmental problems along with all its positive contributions to the development of the industry, and caused irreversible damage to our world by causing air and environmental pollution. Another important problem of fossil fuels, apart from their positive and negative contributions, is that they are running out. This situation has led to studies on obtaining energy with different methods in the world, and the use of renewable energy resources has become the focus of research due to its environmental care. In this context, the use of solar energy comes to the fore endlessly, and the areas of use of photovoltaic panels that convert solar energy into electrical energy are gradually increasing. In this study, taking into account that energy consumption is largely caused by buildings, the use of photovoltaic systems, which are also used as architectural elements, as roofs, facades and shades in buildings has been investigated. The thesis work consists of 5 parts. In the first part, studies on the subject have been researched and evaluated; The purpose of the thesis has been explained, the expectations from the study and the aim of the study are briefly summarized. In the second chapter, the concepts of energy acquisition, use and efficiency are discussed. It was mentioned that the most effective way to achieve energy efficiency is saving. Energy saving practices are evaluated in two parts as cost-oriented concrete measures and direct energy saving. With the increasing need for energy in the process that started with the creation of the information society of humanity and still continues, the issue of clean and low-cost Solar Energy has been handled and studied in this direction. With the insufficiency of known resources to meet our ever-increasing energy need, humanity has turned to different quests. By explaining that the energy produced using fossil fuels causes irreversible damages in nature, instead of fossil fuel-oriented energy production technologies that increase climate change with global environmental problems, the negative impact on the environment has been minimized, and the methods to research and make use of renewable and sustainable energy resources have been examined. In this direction, the development and history of solar cells (photovaltaic), which is the most common application in solar energy use today, has been investigated. In the third stage of the study, it was explained that Photovoltaic Systems are the mechanisms that generate electricity from sunlight by the photoelectric effect. Photovoltaic systems were defined as“Solar Cell”or“Solar Electricity”, which was researched by the French Scientist Edmond Becquerel in 1839. Photovoltaic cells developed in 1954 were used in space technology. Photovoltaic cells produce solar energy by converting the light from the sun into electrical energy. However, since they stop generating electrical energy when the sunlight is cut off and in this case, a backup system such as a battery is needed to store or transfer energy, the methods applied in this subject are discussed and explained. In the fourth chapter, it is emphasized that the energy consumption in buildings is significant and that architects and designers have responsibilities to minimize fossil fuel consumption and environmental problems in buildings, and the importance of turning to the use of photovoltaic systems, which are among the renewable energy sources and found to be an important opportunity in creating a clean future, is emphasized. For this reason, the research focused on photovoltaic applications in buildings and the applications in various regions of the world were investigated comparatively. In the fifth chapter, it is mentioned that the use of renewable energy resources has become widespread since the 1990s, and that active and passive methods play an important role in physical environment design. It was explained that traditional building components exposed to the sun can also be used as electricity generators with their own functions, and it was emphasized that buildings can be transformed from energy consumers to energy producers by taking advantage of the potential in building surfaces outside the roof with photovoltaic roof tiles, window glasses, balcony railings, facade coverings and shading elements. The features of photovoltaic modules, which are widely used in buildings, are compared and explained. In the sixth chapter, suggestions are presented by evaluating the results obtained within the scope of the thesis study. Key words; Renewable energy, solar energy, photovoltaic, architectural element, energy efficient building, ecological design.
Benzer Tezler
- Sürdürülebilir turizm yapılarında fotovoltaik sistem kullanımının irdelenmesi ve Türkiye koşulları için bir uygulama önerisi
Examination of photovoltaic system use on sustainable tourism buildings and an application proposal for Turkey conditions
ÖZDE SEVİLMİŞ
- Development of polymer based fibers with photovoltaic effect
Fotovoltaik etki oluşturan polimerik liflerin geliştirilmesi
KÜBRA İLGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Mimaride güneş enerjisinden faydalanma bağlamında fotovoltaik sistemlerin yapı cephelerine entegrasyonu ve verimlilikleri
The Integration of photovoltaic systems with ahe facades of buildings in the context of solar energy systems and their productivity analysis
ERDEM TOPAL
- Hava sızdırmalı güneş kolektörlerinin mimaride kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of transpired solar colectors in architecture
FETHİ CAN HALICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLEK DİLHAN ALTINIŞIK
- Güneş enerjili düz toplaçların (Pv) yapı öğesi olarak mimaride kullanım olanakları-bir örnek oluşturma ve değerlendirme
Use of solar collectors (Pv) as an integrated part of building in architecture- creation and evaluation of a sample
BAHAR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. MÜJGAN ŞEREFHANOĞLU SÖZEN