Search

Today, the fact that non-ionizing THz and mm wave can be used in many areas reveals the necessity of devices that can efficiently detect these waves. Compared to existing commercial detectors, cost-effective neon indicator lamps acting as glow discharge detectors (GDDs) are known to be better in speed and responsivity. In GDDs, detection occurs as a result of the interaction between radiation and plasma. Although there are many studies in the literature trying to explain this interaction, these studies are limited to qualitative explanations made as a result of the experiments and the analytical models. Since GDDs are low pressure, non-local thermal equilibrium (non-LTE) plasma lamps, the plasma in these detectors has been simulated by using the parallel 1d3v Particle in Cell/Monte Carlo Collision (PIC/MCC) code, which can be used to study the kinetic behavior of particles. The interaction between plasma and THz/mm wave have also been included to the simulation code in order to examine the effect of this interaction. The results show that not only the electrical but also the optical detection mechanism that has been recently shown using GDDs could be analyzed with this code. Therefore, in this study, the reason for the brighter glow observed as a result of plasma-THz/mm wave interaction is investigated. In this context, the effect of THz/mm wave on one of excited states responsible for the light emitted by GDD is simulated and the results are discussed.

Yenilenebilir enerji, dünyenın her yerindeki ülkelerin temel hedefidir. Küresel ısınma sorunu düyada her geçen gün büyüyor. Şirketler, zararlı emisyonları sınırlandırmak ve mümkün olduğunca azaltmak için yenilenebilir enerji yatırımlarına hız veriyorlar.Bu tez Türkiye'deki yenilenebilir enerji ve yenilenebilir enerji kaynaklarına odaklanmıştır. Bu çalımada güneş ve rüzgar enerjisinin verimli kullanımını sağlayacak bir sistem tasarlanmıştır. Bazı durumlarda, elektrik şebekesine bağlı olmayan tesislerin elektrik enerjisi talebi karşılanmalıır. Bu amaçla, çift yönlü dönüştürücü, piller ve yedek dizel jeneratörlerinin yanı sıra, güneş (PV) panellerinden ve rüzgar türbini jeneratörlerinden oluşan hibrit bir enerji sistemi kullanılabilir. Araştırma için Ankara Çubuk ve İzmir Urla bölgeleri seçildi. Elektrik Yenilenebilir Hibrit Optimizasyon Modeli (HOMER) programı bölgenin boylam ve enlem değerlerini girdikten sonra NASA yüzey meteorolojisi ve güneş enerjisi veri tabanınından aldığı güneş radyasyonu ve rüzgar hızı değerlerini kullanabilmektedir. Yazılım önerilen hibrit enerji sistemini bütün imkan ve bileşenlerle birlikte simüle etmekte ve en iyi sonucu önermektedir. En iyi sonuç, hibrit enerji sisteminde kullanılacak rüzgar türbini jeneratörlerinin özellikleri yanında, PV panellerinin enerji değeri ile gösterilmektedir.Simülasyon sonuçlarına göre, Çubuk / Ankara ve Urla / İzmir için iki hibrit enerji sistemi ele alındı. Urla için, ilk sistem 800 kW'lık PV paneller, 250 kW'lık bir rüzgar türbini ve bir dizel jeneratör içerirken, ikinci sistem, PV panelleri için 1,300 kW'lık PV paneller ile her biri 250 kW'lık üç rüzgar türbininden oluşmaktadır. İkinci sistem daha pahalı olmasına ragmen dizel jeneratör içermediğinden çevreye zararı daha azdır. The renewable energy is being the main aim for the countries all over the world. The global warming issue is getting more dangerous on our earth. The companies are aiming now to use the renewable energy to limit the harmful emissions and reduce it as much as possible.This thesis focused on the renewable energy and its resources in Turkey. The infinite value of solar radiation and wind speed are the purpose of this study because it can produce a clean energy by using a hybrid energy system which consists of PhotoVoltaic (PV) panels and wind turbine generators, besides the use of bidirectional converter, batteries and a back-up diesel generator, in some cases, to cover the electrical load demand. The selected areas were Cubuk in Ankara and Urla in Izmir. According to the known Hybrid Optimization Model for Electrical Renewable (HOMER) program, the solar radiation and wind speed values will be taken by using the tool of NASA surface meteorology and solar energy database after entering the longitude and latitude values of the areas. The software will implement the proposed hybrid energy system, with all the possibilities and components, and will suggest the top result. The top result will be shown according to the PV panels, besides the quantity of the wind turbine generators which will being used in the hybrid energy system.The simulation results of HOMER software suggested two hybrid energy systems for Cubuk / Ankara and Urla / Izmir. For Urla, the first hybrid system includes 800 kW PV panels, one 250 kW wind turbine generator and one diesel generator. The second hybrid system consists of 1,300 kW PV panels and three wind turbine generators of 250 kW each, without the needy of using the diesel generator, which means that the second hybrid system is producing a clean energy 100%. 108

Bu tezin amacı, yüksek frekanslı radyo dalgası ile üretilen azot plazmasının, epoksi ile kaplanmamış PAN-tabanlı karbon elyaf yüzeylere etkilerini incelemektir. Elyaflar, tek `40.68 MHz` ve çift `40.68 / 2.1 MHz` olmak üzere iki moda sahip olan, ev yapımı bir RF-PECVD reaktör içinde, farklı plazma koşullarında `maruz kalma süresi, RF güçleri ve gaz basınçları` işlendi. Daha sonra, Raman ve FT-IR spektrometreleri, sırasıyla elyafların yapılarını ve içindeki fonksiyonel grupları analiz etmek için kullanıldı. Ayrıca, örneklerin çekme gerilimleri ise mikromekanik analizörü ile test edildi. Ek olarak, plazma parametreleri, tek ve çift Langmuir sonda tekniği kullanılarak saptandı.Bu tezde, elyafların birinci dereceden Raman-bant zirveleri, düzen/düzensizlik yapıları, kristallilik ve gerginliklerdeki değişimleri fark etmek için incelendi. Tek RF modunda, düşük basınçlarda, düzensizlik yapısının derecesi, HF-RF güç ve işleme zamanı ile artar. Fakat yüksek basınçlarda, 84.51 % derecesinde çok yüksek düzenlilik yapısı `kristallilik` gözlenir. Çift RF modunda, yapısal düzenlilik etkileri her basınç, güç ve işleme zamanında açıkça görülür. Ayrıca, Raman zirve konumları, her RF mod işlemesinden sonra kaydı. Buna ek olarak, plazma tanı sonuçları, tek RF modunun iki tane geçiş noktasına sahip olduğunu açığa çıkardı. İlk geçiş `-`, 0.3 Torr'da görülürken, diğeri ise 0.3 Torr-150 Watt'da gözlendi. Ve, gerilme analizlerine göre, elyaflar, genellikle -mod plazma işlemesinden sonra daha güçlenirken; -mod plazma işlemesi ile daha zayıfladı. Son olarak, FT-IR sonuçları, işlenen fiberlerin kimyasal yapılarının plazma koşullarından dolayı değiştiğini göstermektedir.Anahtar Kelimeler: PAN-tabanlı Karbon Elyaf Radyo Frekanslı Kapasitif Etkileşmesiyle Azot Plazma İşlemi, Raman Spektrometresi, FT-IR Spektrometre, Gerginlik Ölçümü, Plazma Tanısı The aim of this thesis is to examine the effects of HF-RF nitrogen plasma treatment on unsized PAN-based carbon fiber surfaces. The fibers were treated under different plasma processing conditions; exposure times, RF powers and gas pressures in a homemade RF-PECVD reactor having two modes; single `40.68 MHz` and dual `40.68 /2.1 MHz`. Then, Raman and FT-IR spectroscopies were used to analyze the structure and functional groups of the fibers, respectively. Also, tensile strain of the samples was tested with micromechanical analyzer. In addition, the plasma parameters were diagnosed by using single and double Langmuir probes. In this thesis, the first-order Raman-band peaks `D and G` of the fibers were investigated to be aware of changes in order/disorder structure, crystallinity and strain. In single RF mode, at low pressures, the degree of disordered structure increases with HF-RF power and process time. However, at high pressures, 84.51 % - very high order structure `crystallinity` is observed. In dual RF mode, structural ordering effects are explicitly observed at all pressures, powers and treatment times. Moreover, plasma diagnostic results revealed that single RF mode has two transition points. The first transition `-` was seen at 0.3 Torr whereas the other one `-` was observed at 0.3 Torr-150 Watt. And, according to strain analysis, the fibers were generally more strengthened after -mode plasma treatments while they were more weakened with -mode plasma treatments. Lastly, FT-IR spectroscopy results showed that the chemical structure of the treated carbon fibers was changed due to plasma treatment conditions.Keywords: PAN-based Carbon Fiber Nitrogen RF-CCP Treatment, Raman Spectroscopy, FT-IR Spectroscopy, Strain Measurement, Plasma Diagnostic 138