Yazar "Mebounou, Lionel Landry" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim
    Öğe
    Benin Cumhuriyetinde fotovoltaik (PV) etki ile çalışan pompa sistemi tasarımı ve modellenmesi
    (Karabük Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025) Mebounou, Lionel Landry
    Su, canlıların temel ihtiyaç maddelerinden birisidir. İnsanlar yaşamlarında ve gıda üretiminde su ihtiyaçlarını karşılamak için farklı su kaynaklarını ve bu kaynaklardan suyun temin edilmesinde farklı yöntemleri kullanmaktadırlar. Suyun temininde ister doğal kaynaklar kullanılsın ister geri dönüşüm (arıtma) sistemleri bunların kullanım yerlerine iletilmesinde enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun içinde kaynak ve yöntem olarak insan ve hayvan gücü, rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi ve fosil yakıtlar gibi oldukça farklı güç kaynaklarından yararlanılmaktadır. Son yıllardaki hızlı nüfus artışı enerjinin mevcut enerji kaynaklarından yeterli miktarda temin edilememesi ve tüm dünya ülkelerinin enerjide dışa bağımlılıktan kurtulmak ve enerji ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde yenilenebilir enerji kaynakları kullanımını incelemek için yeni stratejilere yönelmişlerdir. Bu çalışmada; Benin Cumhuriyetinde, kırsal topluluk bölgelerinde ve bunlardan da birisi olan Bessassi köyünde tarımsal sulama için fotovoltaik enerji ile çalışan bir su pompalama sisteminin tasarımı ve modellenmesi farklı yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu yapılan uygulama ile özellikle kırsal alanlardaki suya erişim konusundaki kritik sorunları sürdürülebilir ve ekonomik bir şekilde çözmeyi amaçlanmaktadır. Sistem elemanlarının boyutlandırılmasın ve seçiminde gelişmiş hesap ve tasarım modelleri kullanılmıştır. Bu tasarım ve seçimlerde, güneş ışınım değerleri, yerel iklim koşulları, su tablasının (kuyunun) özellikleri ve Benin bölgesinin özel su ihtiyaçları dikkate alınarak optimize edilmeye çalışılarak, sistemden yıl boyunca elde edilen performansları değerlendirilmiştir. Analitik analize göre; günlük 100 m3/saat su ihtiyacı ve toplam manometrik yüksekliği 85 m iken, pompa gücü (P) 10,3 kW’tır ve pompanın debisi 20 m3/saat olarak bulunmuştur. Pompadaki ihtiyaç duyulan elektrik enerjisi (Ee) 81,4 kWh ve fotovoltaik panel tepe gücünün (Pc), 18,772 kW ve toplam panel sayısı (Nt) 34 Panel bulunmuştur. Simülasyon analizi sonuçlar karşılaşmada maksimum manometrik yüksekliği 77 m iken pompanın debisi 20 m3 /saat olarak önerilen pompa gücü (P) 10,2 kW’dır; simülasyon programında bu değere en uygun 9,5 kW pompa gücü seçilmiştir. Pompanın harcadığı elektrik enerjisi 14137 kWh ve fotovoltaik alandan üretilen elektrik enerjisi 32.046 kWh iken toplam 28 panel (14 seri bağlanması) kullanılmaktadır. Programdan alınan veriler değerlendirildiğinde, mart ve nisan aylarda depo dolu iken kullanılamayan enerji miktarı düşük görülürken, eylül, ekim, kasım, aralık, ocak aylarda ise kullanılamayan enerji miktarları yüksek olduğunda, sıfır metre küp eksik su elde etmiştik. Sistemimizden, pompadaki ortalama toplam manometrik yüksekliğin 78 m olduğu durumda, pompalanan yıllık su hacminin 35905 m3 olduğunu, bunun da 573 m3/yıl kayıp su için sulama kullanımıyla 35927 m3/yıl su tüketildiğini elde ettik ve sistemindeki, pompaya gelen efektif enerji verimliliği 2,52 kWh/kWp/Gün ile referans gelen enerji verimliliği 5,818 kWh/m2/Gün oranı ile tanımlanan yıllık performans endeksi (PR) %43 (Sistemdeki tüm kayıpları, yani nominal doğru akım gücünden alternatif akım gücüne geçen enerjiyi ifade olarak) olduğunda ancak mart ve nisan aylarında 0,4 oranda altında bulunmuştur. Bu sayede sistemimiz %98,4 oranında ihtiyaç memnuniyetini garanti altına alırken, çalışmalarımızda kullanılan bileşenlerin seçiminden dolayı iyi bir performans gösterildiğinde sistemin kurulum maliyeti ise 43.451 euro ve toplam amortisman 18.900 euro üretim kapsamında su maliyeti 0.05euro/m3 yıllık ücretler karşılamaktadır. Water is one of the basic needs of living beings. People use different water sources and different methods to obtain water from these sources to meet their water needs in their lives and food production. Whether natural sources are used in the supply of water or recycling (purification) systems, energy is needed to transport them to the places of use. For this, quite different power sources such as human and animal power, wind energy, solar energy and fossil fuels are used as sources and methods. The rapid population growth in recent years has caused the inability to provide sufficient amounts of energy from existing energy sources and all countries in the world have turned to new strategies to get rid of external dependency in energy and to examine the use of renewable energy sources in order to meet their energy needs. In this study; The design and modeling of a water pumping system operating with photovoltaic energy for agricultural irrigation in rural community areas and one of them, Bessassi village, in the Republic of Benin was carried out using different methods. With this application, it is aimed to solve the critical problems of access to water, especially in rural areas, in a sustainable and economical way. Advanced calculation and design models were used in the dimensioning and selection of system elements. In these designs and selections, solar radiation values, local climatic conditions, water table (well) characteristics and the special water needs of the Benin region were taken into account and the performances obtained from the system throughout the year were evaluated. According to the analytical analysis; while the daily water requirement is 100 m3/hour and the total manometric height is 85 m, the pump power (P) is 10,3 kW and the pump flow rate is 20 m3/hour. The required electrical energy (Ee) in the pump is 81,4 kWh and the peak power of the photovoltaic panel (Pc) is 18,772 kW, while the total number of panels (Nt) is 34 Panels. Simulation analysis results show that the maximum manometric height is 77 m, the pump flow rate is 20 m3 / hour, and the recommended pump power (P) is 10.2 kW; the most suitable pump power for this value is 9.5 kW in the simulation program. The electrical energy consumed by the pump is 14137 kWh and the electrical energy produced from the photovoltaic field is 32.046 kWh, while a total of 28 panels (14 series connection) are used. When the data obtained from the program is evaluated, while the amount of unused energy is low when the tank is full in March and April, we obtained zero cubic meters of deficient water when the amount of unused energy is high in September, October, November, December and January. From our system, we obtained that when the average total manometric head in the pump is 78 m, the annual pumped water volume is 35905 m3, which means 35927 m3/year of water is consumed by irrigation use for 573 m3/year of lost water, and the annual performance index (PR) defined by the effective energy efficiency of the pump at 2.52 kWh/kWp/day and the reference energy efficiency at 5.818 kWh/m2/day rate in the system is 43% (expressing all losses in the system, i.e. the energy transferred from nominal direct current power to alternating current power) is found to be below 0.4 only in March and April. In this way, our system guarantees 98.4% need satisfaction, and when a good performance is shown due to the selection of components used in our work, the installation cost of the system is 43,451 euros and the total depreciation is 18,900 euros, while the water cost is covered by annual fees of 0.05 euros / m3 within the scope of production.