Giriş

Kredi kartınızla online ödeme yapmak istemiyorsanız veya sorun yaşıyorsanız banka havalesi veya eft yolu ile ödeme yapabilirsiniz.

Ödeme Bilgileri

İş Bankası Yenişehir Şubesi (4218) 5110 No‘lu Hesap (IBAN TR490006400000142180005110)

Açıklama kısmına almak istediğiniz yayın/yayınların adını yazınız.

Ödeme yaptıktan sonra dekontu (0312) 417 38 18 No�lu faksa veya emo@emo.org.tr e-posta adresine gönderiniz.

Sunuş

 Günümüzde birçok alanda olduğu gibi meslek alanımızda da kelimenin tam anlamı ile devasa gelişmeler yaşanmaktadır. Mühendislik eğitimi esnasında okullarımızda oldukça kuvvetli teorik dersler alan öğrencilerimiz, bu derslerin günlük hayata ya da sanayiye yansımaları konusundaki pratik uygulamalarda yetersiz kalmaktadırlar. Bu, bir yandan da yeni eğitim düzeni dedikleri sistemin de bir sonucu belki.

Meslek örgütü olarak önemli bir görevimiz, üyelerimiz olan mühendislerin meslek yaşamları boyunca edinmek zorunda kalacakları teorik ve pratik bilgiyi temin etmektir.

Mühendisler mesleklerini meslek yaşamları boyunca öğrenmeye devam ederler. Bu da öğrenme alanında süreklilik demektir. Bu nedenle mühendisçe bir yaşam, öğrenme ve üretim alanında sürekliliğe zorunlu bir yaşam olarak ele alınabilir. Bunun için de mühendislik eğitiminde temel bilgilerin sağlıklı ve tam olarak verilmesi ile sürekli eğitim ve yaşam boyu öğrenime çağdaş bir mühendislik formasyonu kazandırılması önem taşımaktadır.

Örgün eğitim kurumlarının mühendislere kazandırdığı meslek bilgisi ve formasyonu sadece bir başlangıçtır. Eğitimde asıl önemli olan, meslek alanındaki bilgilerin sürekli olarak yenileme ve güncelleme yeteneğidir. Bu yeteneğin verilmesi örgün eğitim kurumlarının asıl görevlerinden biridir. Günümüzde bilim, teknoloji ve mühendislik uygulama alanlarındaki hızlı gelişim, üretim süreçlerinde mevcut bileşenlerin kendilerini sürekli yenilemelerini ve geliştirmelerini zorunlu kılmaktadır. Örgün eğitim kurumlarında verilen eğitim, zaman içinde atıl bilgi haline gelmekte ve yetersiz kalmaktadır. Bu yüzden, artan bilgi birikimine hızlı ulaşma, edinilen bilgi ve deneyimleri paylaşma ve üretim süreçlerinde değerlendirebilme becerisi için sürekli bir meslek içi eğitim şarttır.

Böylesi bir meslek içi eğitim Elektrik, Elektronik ve Biyomedikal Mühendislerinin yasal örgütü Elektrik Mühendisleri Odası`nın temel görevlerinden biridir. Bu görevi MİSEM kapsamında yapmaya çalışan Odamız bu yapılanmanın en önemli yapı taşlarından birisi olan yayın konusunda da gerekeni yapmaya çalışmaktadır. Odamız bu çalışmaları sırasında bu amacına yönelik yayınlarda büyük bir eksiklik olduğunu da fark etmiştir. Yabancı dilde özellikle İngilizce yazılan birçok kaynak olmasına rağmen, Türkçe kaynak sıkıntısı açıktır.

Bu açığı ya da başka bir ifade ile ihtiyacı karşılamak amacı ile tercüme ve telif eserler yazılmasını gündemine alan Odamız, geçtiğimiz dönemde olduğu gibi önümüzde ki dönem de, bir dizi yayın hazırlama gayreti içindedir.

Bu yayınımızın ayrıca telif ya da tercüme eser hazırlamak isteyenlere de açık bir çağrı olduğunu belirterek, bu yayının amacına uygun olmasını ve bir ihtiyacı karşılamasını dileriz. 

Saygılarımızla

Cengiz GÖLTAŞ

TMMOB -Elektrik Mühendisleri Odası

43. Dönem Yönetim Kurulu Başkanı

Mart 2013

İçindekiler

 EMO`nun SUNUŞU.i

ÖNSÖZ ii

BÖLÜM 1

ENERJİ ve UYGARLIK     1

1.1 Giriş   3

1.2 Fosil Yakıt   3

1.3 Enerji Kaynaklarının Kuruması      .4

1.4 Alternatif enerji kaynağı: nükleer enerji    6

1.5 Küresel ısınma  7

1.6 Elektrik güç sistemi çağı  10

1.7 Yeşil ve yenilenebilir enerji kaynakları    12

1.7.1 Hidrojen  12

1.7.2 Güneş ve foto-kimyasal (fotovoltaik)      13

1.7.3 Jeotermal .13

1.7.4 Biyokütle  14

1.7.5 Etanol   14

1.8 Enerji birimleri ve dönüşümleri      14

1.9 Enerji Maliyetinin Tahmini .18

1.10 Sonuç    20

PROBLEMLER   .21

REFERANSLAR   22

BÖLÜM 2

GÜÇ ŞEBEKELERİ      25

2.1 Giriş  27

2.2 Elektrik Güç Şebekeleri 27

2.2.1 Geri plan  27

2.2.2 Güç Şebekesinin İnşası      28

2.3 Güç Şebekelerinin Temel Kavramları    .31

2.3.1 Genel   31

2.3.2 Güç sarfının hesabı 32

2.4 Yük modelleri  47

2.5 Güç şebekelerinde transformatörler     52

2.5.1 Transformatörün kısa tarihi      52

2.5.2 İletim Gerilimi   53

2.5.3 Transformatörler .53

2.6 Mikro şebeke sisteminin modellenmesi     .57

2.6.1 Ünite başına sistemi 58

2.7 Üç-fazlı transformatörlerin modellenmesi      68

2.8 Anahtar değişmeli transformatörler     71

2.9 İletim hatlarının modellenmesi      73

PROBLEMLER   .85

REFERANSLAR   90

BÖLÜM 3

MİKRO GÜÇ SİSTEMLERİNDE KONVERTÖR MODELLEME .91

3.1 Giriş  93

3.2 İki anahtarlı tek-faz DC/AC invertörler    94

3.3 Dört-anahtar bipolar anahtarlama yöntemli tek-faz DC/AC invertörler   .105

3.3.1 Tek-faz tam-köprü invertör için unipolar gerilim anahtarlı PWM   .109

3.4 Üç-faz DC/AC invertörler 111

3.5 Darbe genişliği modülasyonu yöntemleri     112

3.5.1 Üçgen yöntemi  112

3.5.2 Özdeşlik yöntemi  117

3.6 DC/AC üç fazlı invertörlerin analizi     118

3.7 Yenilenebilir enerji sistemlerinde mikro şebekeler     127

3.8 Yeşil enerji sistemlerinde DC/DC konvertörler    129

3.8.1 Yükseltici konvertör 131

3.8.2 Düşürücü konvertör 140

3.8.3 Buck - Boost konvertör      146

3.9 Doğrultucular  151

3.10 PWM doğrultucular  156

3.11 Sinüzoidal PWM anahtarlamasından yararlanılan üç fazlı gerilim kaynağı doğrultucu .157

3.12 Mikro şebeke işleyişi için invertörün boyutlandırılışı    162

3.13 Mikro şebeke işleyişi için doğrultucunun boyutlanması   164

3.14 Mikro şebeke işleyişi için DC/DC konvertörlerin boyutlanması    165

PROBLEMLER   166

REFERANSLAR  .170

BÖLÜM 4

AKILLI GÜÇ ŞEBEKESİ SİSTEMLERİ    .171

4.1 Giriş   .173

4.2 Güç şebekesinin işleyişi .173

4.3 Dikey ve piyasa-yapılı tesis180

4.4 Güç şebekesi operasyonlarının kontrolü     .182

4.5 Yük frekansı kontrolü .183

4.6 Otomatik üretim kontrolü 189

4.7 İşletim rezervi hesabı .193

4.8 Akıllı şebekenin te mel kavramları     .193

4.9 Yük faktörü   200

4.9.1 Yük faktörü ve gerçek zamanlı fiyatlama    202

4.10 Siber kontrollü akıllı şebeke      205

4.11 Akıllı şebeke gelişimi 207

4.12 Akıllı mikro şebeke ile yenilenebilir yeşil enerji sistemleri   209

4.13 Güç şebekesi buhar üreteci      216

4.14 Güç şebekesi modellemesi      226

PROBLEMLER   232

REFERANSLAR  .237

EK KAYNAKLAR  239

BÖLÜM 5

MİKRO ŞEBEKE GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ   .241

5.1 Giriş   .243

5.2 Solar enerji dönüşüm süreci: termal santraller    245

5.3 PV enerji dönüşümü  247

5.4 PV malzemeler 248

5.5 PV özellikleri  249

5.6 PV verimliliği  252

5.7 PV sistemlerin tasarımı  256

5.8 PV modülünün modellenmesi      267

5.9 PV performansının ölçümü.269

5.10 PV matrisinin maksimum güç noktası      269

5.11 Batarya depolama sistemi281

5.12 Tek hücreli pile dayalı depolama sistemi     282

5.13 Varış açısı ve PV modülünün enerji verimi    305

5.14 PV üretim teknolojisinin durumu     .305

5.15 PV modülü model parametrelerinin tahmini     306

PROBLEMLER   308

REFERANSLAR  .314

ADDITIONAL RESOURCES  316

BÖLÜM 6

MİKRO ŞEBEKE RÜZGÂR ENERJİSİ SİSTEMLERİ    319

6.1 Giriş   .321

6.2 Rüzgâr gücü  322

6.3 Rüzgâr türbini üreteçleri .324

6.4 Asenkron motorlarının modellenmesi      329

6.4.1 Kaymanın hesabı  335

6.4.2 Asenkron motorunun eşdeğer devresi     .336

6.5 Asenkron motorunun güç akışı analizi     340

6.6 Endüksiyon üretecinin işleyişi      343

6.7 Dinamik performans  355

6.8 Çift beslemeli endüksiyon üreteci     .361

6.9 Fırçasız çifte beslemeli endüksiyon üreteci sistemleri    363

6.10 Değişken hızlı sürekli mıknatıslı üreteç     .364

6.11 Değişken hızlı senkron üreteç     365

6.12 Konvertörü şebekeden yalıtılmış değişken hızlı üreteç   366

PROBLEMLER   367

REFERANSLAR  .370

BÖLÜM 7

GÜÇ ŞEBEKELERİ İLE MİKRO ŞEBEKELERİN YÜK AKIŞ ANALİZİ  373

7.1 Giriş   .375

7.2 Güç şebekesi analizinde gerilim hesabı      375

7.3 Güç akışı problemi  .379

7.4 Güç sistemi mühendislik aleti olarak yük akışı etüdü    .380

7.5 Düğüm türleri  380

7.6 Güç akışı probleminin genel formülasyonu    .385

7.7 Düğüm admitans modeli 387

7.8 Düğüm empedansı matris modeli     388

7.9 Yük akışı probleminin formülasyonu    390

7.10 Gauss–Seidel YBara algoritması      392

7.11 Gauss – Seidel ZBara algoritması     .397

7.12 YBara ve ZBara güç akışı çözüm yöntemlerinin karşılaştırılması   .402

7.13 Mikro şebekelerin senkron ve asenkron işleyişi   403

7.14 İleri güç akışı çözüm yöntemi: Newton-Ralphson algoritması   .404

7.14.1 Newton – Raphson algoritması     407

7.14.2 Newton – Raphson algoritmasının genel formulasyonu   412

7.14.3 Dekuple Newton – Raphson algoritması   .415

7.15 Hızlı dekuple yük akışı algoritması    .416

7.16 Güç akış probleminin analizi      417

PROBLEMLER   428

REFERANSLAR  .439

EK KAYNAKLAR  440

BÖLÜM 8

GÜÇ ŞEBEKESİ ve MİKRO ŞEBEKE ARIZA ETÜTLERİ   443

8.1 Giriş   .445

8.2 Güç şebekesi arıza akımının hesabı    446

8.3 Simetrik bileşenler   448

8.4 Güç üreteçleri için sekans ağları      453

8.5 PV istasyonunun modellenmesi      456

8.6 Dengeli üç fazlı iletim hatları için sekans ağları    457

8.7 Dengeli üç fazlı trafolarda toprak akımı      460

8.8 Sıfır sekans ağı   461

8.8.1 Trafolar  461

8.8.2 Yük bağlantıları .463

8.8.3 Güç şebekesi  464

8.9 Arıza etütleri  466

8.9.1 Dengeli üç fazlı arıza analizi     469

8.9.2 Dengesiz arızalar  485

8.9.3 Tek hat-toprak arızaları      485

8.9.4 İki hat-toprak arızaları      .487

8.9.5 Hat-hat arızaları 489

PROBLEMLER   502

REFERANSLAR  .506

EK-A KOMPLEKS SAYILAR      507

EK-B İLETİM HATTI ve TİPİK DAĞITIM VERİLERİ   .511

REFERANS   .514

EK-C PV MODÜLÜNÜN ENERJİ VERİMİ ve GELİŞ AÇISI  .515

REFERANSLAR  .526

EK-D RÜZGÂR GÜCÜ     .527

REFERANSLAR  .531