Optimization of ship diesel generators to improve the energy efficiency and power management


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ONUR YÜKSEL

Danışman: BURAK KÖSEOĞLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gemilerden kaynaklı hava kirletici gazların kademeli olarak azaltılarak en az seviyeye indirilmesi, Uluslararası denizcilik örgütü başta olmak üzere, denizcilik sektörünün odak noktasıdır. Bu bağlamda, gemiler üzerinde zararlı gazların üretilmesini sağlayan itki ve elektrik üretim tesisleri üzerinde çeşitli iyileştirmeler ve yenilikler üzerinde yoğun olarak çalışılmaktadır. Özellikle gemi güç dağıtım sisteminin alternatif enerji sistemleri ile desteklenmesi ve bu sistemlerin optimizasyonu tesisten kaynaklı kirletici gazların azaltmasına katkı sağlama potansiyeline sahiptir. Bu tezde gemi elektrik üretim tesisine hızlı bir şekilde uygulanabilecek bir sistem önerisi üzerinde çalışılmıştır. Sisteme eklenecek batarya setinin jeneratörler veya atık ısı sistemi kullanılarak şarj edildiği durumlarda ne kadar yakıt tüketimi tasarrufu sağlanacağının analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analizi gerçekleştirmek için gemiden alınmış operasyon verileri ve jeneratörlerin teknik özellikleri kullanılarak, gemi dizel jeneratör sisteminin matematik modeli Python ve MATLAB kullanılarak oluşturulmuştur. Simülasyon, dizel jeneratörlerin değişen elektrik ihtiyacına göre yük dağılımlarını modellemekte ve jeneratör yüklerine bağlı olarak yakıt tüketimlerini belirlemektedir. Bu modelin doğrulaması gemiden alınan veriler ve üretici firmanın gerçekleştirdiği testlerin çıktıları ile gerçekleştirilmiştir. En uygun batarya sisteminin seçiminde çeşitli çok kriterli karar verme yöntemleri kullanılmıştır. Sistemlerin ekonomik performansları da karşılaştırılmış ve gelecekteki yakıt tasarrufu miktarları regresyon algoritmalar kullanılarak tahmin edilmiştir. Jeneratörlerin şarj ettiği durumda %8,618'e kadar, atık sistemi kullanıldığında %18,145 oranına kadar yakıt tasarrufu sağlama potansiyeli bulunmaktadır. Önerilen sistemin kullanılması, 20 yıllık periyotta 6888,969 t yakıt tasarrufu sağlamaktadır.