Search

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Bu tez kapsamında öncelikle temel güç elektroniği elemanları, devreleri ve bunların sürüşü için gerekli devreler incelenmektedir. Sonrasında bir adet yeni yarı iletken teknolojili elemanın güç elektroniği devrelerindeki kayıplara etkisi gösterilmekte ve verimi artırdığı bilinen paralel anahtarlama yöntemine yeni bir bakış getirilmektedir. Yeni yarı iletken teknolojisi olarak günümüzde yavaş yavaş seri üretimine başlanan Galyum Nitrit tabanlı anahtarlama elemanları kullanılmıştır. Bir motor kontrol devresinde Silikon ve GaN elemanlar kullanılarak karşılaştırılmıştır. Yük olarak bir fan yükü kullanılmıştır. Ortam şartları eşitlenerek şebekeden çekilen güç ölçümü yapılmış ve ölçümler alınmıştır. Sonuç olarak GaN tabanlı anahtarların verim avantajı açıkça görülmüştür. Paralel anahtarlama için ise anahtarlama işaretlerinin değiştirilmesi için bir yöntem geliştirilmiştir. Yapı gereği verimin artması için yavaş anahtar elemanın sonra açılıp önce kapanması gerekmektedir. Dolayısıyla anahtarlama işaretinde bir takım manipülasyonların yapılması gerekmektedir. Konu hakkında detaylı bir literatür taraması yapılmıştır. Literatür taraması sonucu, açma ve kapama işaretini aynı anda değiştiren devrelerin ya oldukça pahalı olduğu ya da fazladan mikorişlemci çıkışı gerektirdiği görülmüştür. Bu sorunun çözümü için, basit yapılı bir devre tasarımı yapılmıştır. Temel olarak RC devresinin zaman sabiti hesabıyla çalışan bir tasarım yapılarak simülasyon ve uygulaması yapılarak sonuçları verilmiştir. Devre ile ilgili hesaplamalar yapılmış ve ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır., Power electronics is one of the most popular topics in electrical engineering. Today's world, power converters, motor drivers, voltage regulators are have a very wide usage. From defence industry to home appliances, from automative to medical electronics, power electronic circuits are everywhere. Since power electronic devices have this popularity, their parameters like lifetime or efficiency become more important. Most of the people working on this field try to focus on improving the lifetime or efficiency of the power electronic circuits rather than inventing a new topology. Especially for home appliances industry, lifetime and efficiency of the system is very important because of the government regulations. For example, compressor motor and motor control circuit for a refridgator should have a very hig efficiency like more than 90% to classify the system as a high-end product. For the reasons above, brushless DC motors or permanent magnet synchronous motors are getting popular everyday. Since they have a good efficiency-torque-speed relationship, their usage in all industries are increasing rapidly. Although this motors are very efficient, they can not work directly with the AC mains. These kind of motors need a motor control circuit to operate and efficiency of this controller is also becomes important. Usually, BLDC or PMSM motors are producted as 3-phase motors and so, they are controlled with a 3-phase inverter circuit. A 3-phase inverter circuit for controlling a motor usually has a harmonic eliminating circuit to obey the regulations. Then an AC to DC converter is used for gathering DC voltage from mains. After that, a six switch inverter is used for controlling the motor. Also there is a low voltage side for the microcontroller, integrated circuits and other peripheral components which is needed to gather the information from the motor and decide the next signal for inverter. It is important to know the basic power electronics circuits topologies to understand how a six switch inverter controlls the motor in terms of speed or torque or both of them. Everything starts with a buck converter, which is used for decreasing the voltage value of the input and gives to the output. Buck circuit is a very simple circuit, just has one switch, one diode, one inductance and one capacitor. Also boost converter is a main converter type, which increases the voltage of the input for the output. Boost converter is again very simple, has the same components with buck, just connected in a different way. In todays power electronics world, most of the circuits derived from buck converter and boost converter. The most obvious example of that is the buc-boost converter. This converter type is used to increase or decrease the voltage, which is needed. Bridge type converters are the basics of motor control circuits. Simply, one can use a buck converter to drive a brushed DC motor, but only operates in one direction since the current flows only one direction. But in a bridge converter, current path can be changed so the direction of the rotation can be changed. That is the reason why the bridge type converters are important in motor control. These converters are based on buck converter, which means they decrease the input voltaage for the output. A half bridge converter includes two switches and two capacitors, whereas a full bridge converter includes four switches to have a perfect control on the current direction. A six switch inverter is based on the half bridge topology. Actually, it is nothing more than three half bridge converters. The middle points of the half brigde converters are connected to the load. In a six switch inverter circuit which is used for a motor control, switches are the most important elements in terms of efficiency. Basicly, one can say that switches decide the efficiency level of the circuit. That is the reason why most of the scientists are working to increase the switching elements performance. There are a few ways to increase the switching performance, like using a new semiconductor technology or parallel switching. Superior semiconductors are the new era for electronics. Silicon Carbide (SiC) and Galium Nitride (GaN) are the most important technologies for today. Most of the semiconductor companies are trying to product a new, cheap and better superior semiconductors. GaN is the main focus point of the companies. SiC technologies are complicated and expensive, but GaN production is easy and cheap. People in the industry says that procedure for production of the GaN may be cheaper than standard Silicone. Many of the market predicters state that by the end of 2010's GaN will replace the Si in semiconductors. A GaN switch has very good switching and conducting performance. To show this in this thesis, a Si based circuit and a GaN based circuit compared in terms of losses in calculation. After that, a motor control circuit is modified for GaN and new switches implemented. Than comparison re-done in the same load conditions, in terms of heating and losses. Results are given. Parallel switching is another way for increasing the efficiency of the circuit. Researchers are working on this technology since the early 90's. Yirming Jiang, Guichao Hua and Fred C. Lee are the founders of the concept with their publication" which shows that it is possible to work with parallel switches. After this work, a lot of researchers worked on this topic and publicated their job. Sakhon Woothipatanapan, Anuwat Jangwanitlert and Phop Cancharoensook, show that a parallel switching method increases the efficiency on motor drives in their publication. This publication is the first in this field for 3-phase implementation of the parallel switching method. Parallel switching needs a very good gate driving circuit in terms of timing. Since a bad gate signal may cause a short circuit, designer must be very careful. For gate driving of parallel switches, there are not many offers. People usually uses two microcontroller outputs for this. Bu it is not an efficient way for gate driving. An ASIC can be a solution for gate drive timing. H.P.Yee, and Dean Liu published "An ASIC to Control the Paralleling of an IGBT with a MOSFET" article and designed an IC for closing time delay. There are some other methods like FPGA based design. But common problem is the high costs of new gate driving circuits. Cheap solutions can not provide opening delay which is important for switching losses. In this thesis, two RC based delay circuits are offered for opening delay and closing delay. Opening delay is for IGBT opening signal and closing delay is for MOSFET closing signal. By this way, IGBT never produces a switching loss ideally since it is under soft switching conditions. Also MOSFET never produces a conduction loss if it is selected correctly. At first, concept design of the circuits are made and explained. After that, switching elements are selected and delay times are desired. Than some calculation for delay times are done and values of the components are given. Simulations are done on these designs via PSpice. It is shown that calculations and simulations are supporting each other. After that, a schematicof the circuit has designded and PCB has drawn. With the real circuit, timing tests are done. A 200 kHz PWM is generated from a microcontroller and given to the delay circuits. Results are measured with a high speed-high resolution ossiloscope. In the end, it can be stated that, future of the power electronics lies in superior semiconductors. But since that time, parallel switching method is a good alternative for increasing the efficiency., Yüksek Lisans, M.Sc.

Ekonomide farklı birimler tarafından verilen tasarruf ve yatırım kararlarını vade, miktar ve faiz oranları açısından uyumlu hale getiren finansal sistem, ekono-minin gelişme sürecinde de önemli işlevler üstlenmektedir. Kaynak aktarımının fon fazlası olan grup ile fon ihtiyacı olan grup arasında işlemlerin düzenli bir şekilde gerçekleşmesini sağlamaktadır. Finansal sistem ekonomik işlemleri kolaylaştırarak, finansal ürünlerin verimli kullanılmasını sağlamakta ve ekonomik büyümeyi teşvik etme konusunda önemli rol oynamaktadır.Finansal gelişme ile ekonomik büyüme arasındaki ilişki dört farklı şekilde meydana gelebilmektedir. ?Arz öncüllü? birinci durumda, finansal gelişme tasarruf-ları artırmak, yatırımların etkinliğini geliştirmek ve kaynakları daha verimli sektörle-re tahsis etmek suretiyle ekonomik büyümeye neden olmaktadır. Bu görüşe göre, ekonomik büyümenin gerçekleşmesi için finansal gelişme ön koşul olarak görülmek-tedir. ?Talep takipli? ikinci durumda, ekonomik büyüme finansal kurum ve hizmetler için talep yaratmaktadır. Bu görüşte nedensellik ekonomik büyümeden finansal ge-lişmeye doğru oluşmaktadır. Bunların haricinde herhangi bir nedensellik ilişkisi ol-mayabileceği gibi, karşılıklı etkileşimin söz konusu olduğu iki yönlü bir ilişki de meydana gelebilmektedir.Genellikle gelişmiş ülkeler açısından ekonomik büyümeden finansal derin-leşmeye doğru bir ilişki mevcut olsa da, az gelişmiş veya gelişmekte olan ülkeler için ilişkinin yönü finansal gelişmeden ekonomik büyümeye doğru olmaktadır. Bu çalış-manın kapsamı da Türkiye ile birlikte Uzak Doğu Asya ülkelerinin 1978-2009 yılları arası dönem için finansal gelişme ile ekonomik büyüme arasındaki nedensellik ilişki-sini araştırmaktır.Araştırma sonucunda Türkiye ve Singapur açısından ekonomik büyüme ve mali derinleşme değişkenlerinin eşbütünleşik olduğu görülmektedir. Öte yandan Kore, Endonezya ve Malezya için ekonomik büyüme ve mali derinleşme değişkenle-rinin eşbütünleşik olmadığı, başka ifadeyle aralarında uzun dönemli bir ilişki söz konusu olmadığı bulgulanmıştır. Granger Nedensellik Testi sonucunda da Türkiye, Kore Cumhuriyeti ve Singapur için nedenselliğin yönünün finansal derinleşmeden ekonomik büyümeye doğru olduğu tespit edilmiştir. Ancak Endonezya ve Malezya için yapılan Granger Nedensellik testi sonuçları her iki değişken arasında bir neden-selliğin olmadığını ifade etmektedir.Gelişmekte olan ülkeler tarafından benimsenen ihracata dayalı büyüme mode-li bu anlamda geçerliliğini koruyamamaktadır. Beşeri sermayenin daha anlam ve önem kazandığı büyüme modelinin uygulanması finansal derinleşmeyi yönlendirerek ekonomik büyümeyi tetikleyecektir. Türkiye'de giderek iyileşme görülen istihdam politikalarının finansal derinleşmeye ve ekonomik büyümeye katkı sağlayacağı bu açıdan önem kazanmaktadır. Financial system, which harmonizes savings and investment decisions made by various economic units in terms of maturity, quantity and interest rates, assumes a significant role during economic growth process. It ensures that resource allocation between the group having fund surplus and the one requiring that be properly realized. Financial system facilitates economic activities, provides productive use of financial assets and plays an important role at encouraging economic growth.The possibility of relationship between financial development and economic growth has beed found in four different manners by many researchers. In the first case, ?supply-leading? approach, financial system results in economic growth by means of increasing savings, improving investment efficiency and allocating the resources into more productive sectors. According to this approach, financial development is deemed prerequisite for realizing economic growth. In the second case, ?demand-following? approach, economic growth creates demand for financial institutions and services. In this approach causality runs from economic growth through financial development. Other than the two approaches, there may not exist any relationship as well as a two-way relationship may occur.Although there generally exists a relationship from economic growth to financial development in the developed countries, for less developed or developing countries relationship is from financial development to economic growth. This study aims at investigating the causality between financial development and economic growth for Turkey and Far East Asian countries between 1978 and 2009.It is observed that economic growth and financial development variables for Turkey and Singapore are conintegrated. On the other hand, the variables for Korea, Indonesia and Malaysia are not cointegrated, in other words, there does not exist a long-term relationship. By employing Granger Causality Test, the way for Turkey, Korea and Singapore is from financial development o economic growth. On the other side, analysis revealed that there is no causality between teh variables for Indonesia and Malaysia.Export based growth model employed by developing countries dose not sustain validity in terms of findings. Implementation of growth model that intellectual capital gains significance will trigger economic growth by directing financial development. It is explicit that increasingly improving employment policies in Turkey will contibute to financial development and economic growth in this sense. 87

ÖZET Gün geçtikçe büyüyen elektrik enerjisinin gelecekteki gereksinimini karşılamak için mevcut üç +0211 enerji iletimi yerine aynı sistemin güç iletim yeteneğini artıran çok-fazlı enerji iletimi bir seçenek olarak görülmektedir. Bu aşamada, çok fazlı sistemler arasında çifte devre uc fazlı hattın güç iletim yeteneğini M 7S.S daha -fazla artıran alti fazlı enerji iletimi en ümit verici olanıdır. Altı-fazlı enerji İletimi gerçekleşirse, en can alıcı sorun bu tip sistemlerin planlamasıdır. Planlamanın en önemli unsuru ise sistemin koruma dizaynıdır. Bu dizayn ise arıza analizini gerektirir. Bu tez çalışmasında altı-fazlı enerji iletim sisteki altı.ayrı iletim devre modelinde ele alınarak seri kompanzasyon etkilerinin incelenmesinde çalışılmıştır. Hesaplamalarda altı faz sisteme Özgü olan arıza tiplerinin analizi bilgisayar ile her modelin baralarında yapılarak' karşılaştırma yapılmıştır. SUMMARY THE LOCALIZATION OF CONDANSATORS IN SERIES ON A 3S0 S:V SIX - PHASE TRANMISSION SYSTEM Increased demand for electrical power, increased cost and restrictions on rights of way, and higher transmission efficiency requirements are some o-f the major reasons -for building high-voltage lines. Continued uprating o-f transmission line voltages seems to have reached the point of saturation. High voltage lines, however, present strong electric -fields at the ground sur-face with possible biological ef-fects, visual pollution, audible noice and increasing difficult problems in acquiring new rights o-f way, etc. A pressing need, there-fore, appears to exist for better transmission alternatives. Multiphase transmissions in the place of a conventional three-phase has been found to utilize rights of way in an efficient manner and offers a very appealing and unique solution to the problem of the increased demand for electric energy. At present, six- phase transmissions is -considered to be the most promising among the multiphase systems for possible realization in the near future. The existing double- circuit three-phase lines may be converted to six-phase lines quite easily with only a change in the secondary connection of the transformes feedin the double-circuit lines to obtain six-phase operation. If these were to become a reality, careful planning of such transmission system is crucial, The most important aspect of the planning is the design of a protective scheme for six-phase systems. Suchs a design requires detailed fault analysis of these systems. viA -few balanced -faults occur on a real power transmissions system and their fault analysis ie easy. On the other hand, line-to-ground faults, which is unsyrometrical in nature, are more likely to occur and their analysis requires an important tool, namely, thE theory of symmetrical components. Though Fortescue postulated that a symmetrical component theory could be developed for any n-phase system. Accoring to Fortescue 'e Theorem, six ur.Dalanced (voltage or current) phasors of a six-phase system can be resolved into six balanced systems of phasors. The balanced sets of components are : i) First -(or positive ) sequence components, ii) Second-sequence components, iii) Third-sequence components, iv) Fourth-sequence compnents, v) Fifth- (or negative ) sequence components end vi) Sixth- (or zero ) sequence components. Each of the ith sequence components (i-0,1,2,3,4,5! consist of six phasors equal in magnitude and displaced from each other by i (60) in phase. Let the six phases of the original system be a, b, c, d, e, f with phase sequence 'abcdef. The six sets of sequence components for an unbalanced phase voltages V, a V,. V, V, V and V are depicted in Figure 1. One b c d e f can observe easily that the first - (orpositive) sequence components have the original phase sequence. The other sets of components shown in the Figure 1 are self- explanatory. viiV al 'bl Pozitive-Sequence Components V V c2' f2 V V a2* d2 vb2« ve2 Second-Sequence Components Va3' Vc3 V V V vb3' vd3 Third-Sequence Components e3 a4l ve4 c4 ' f 4 Vb4' Ve4 Fourth-Sequence Components rc5 'd5' Negative-Sequence Components Zero-Sequence Components Figure 1 - Six balanced sets of symmetrical components of six unbalanced? phasors.The original unbalance phsors can be expressed in terms of their symmetrical components by the fd lowing equation. V = V + V +V + V + V + V a al aS a3 a4 a5 aO V = v +v +v + v + v +v b bl b£ b3 b4 b5 bO V = V + V + V + V +V +V c cl c2 c3 c4 c5 cO V =v +V +V +V + V +V d di de d3 d4 d5 dO V = V + V +V +V +V +V e el e2 e3 e4 e5 eO V == V +V + V + V + V + V f fi fS f3 f4 f5 fO Knowing the sequence component sets, the unbalanced voltage phasors can synthesized graphically cr analytically using uquation (1). i Let the six-phase operator be b=e /3=u.5+j O.Eofa This operator b is related to the three-phase operator a by : b = -a Figure E shows the phasor diagram of the various powers of operator b. Equation (2) summerises sone of the functions of operator b and its relation to operators a and j. 2 *. i Figure E. Phasor diagram of the various powers of operator b. ix2 5 * b - 0.5 + j 0.866 = -a b = -0.5 + j 0.E66 = a = (b ) o bM= -1 + j 0.0 4 e b s -0.5 - j 0.B66 b a 5 b = 0.5 - j 0.866 « -a S 3 4 5 1+b + b + b + b + b =0 o 1 + bw= 0 sı e l+b+b = l + a + a = 0 ' b + b`+ b`= 0 Referring to Figure 1, the following relationships between the sequence components of b phase and a phase (reference) could be easily verified. Similar relationship could be written for other phases. 5 V = b V bl al 4 V = b V bE aE V = bWV b3 a3 E V = b V b4 a4 V = b V b5 a5 V - b V bO aO Now, equation (i) can be written -using these various relationships as î f11111 5 4 3 2 1 b b b b b S 3 4 S b b b b b (4) or V » E T 3 V p 6 £ (5) where T s ET 3 « ET 3 T 5 6 p (3) XIThe neutral current 1=1 +1 +1 +1 +I+I n a b c d e f will be non-zero zero if the current phasors are balanced and is also equal to 61 / aO To determine the effects of condansators in series on a six-phase transmission system, 380 kV three-phase double circuit Keban - Bolbasi is converted to 3BÛ kV six-phase line. The total magnitude of the condansatar in series is distributed to the different places of the line. Then the fault currents of all buses are calculated to compare each other. Xll 371

oz GÜNEŞLİ SU ISITICILARININ GEOMETRİSİNİN VE KULLANILAN MALZEMESİNİN OPTİMİZASYONU ZİLAN, Ruken Yüksek Lisans, Fizik Bölümü Danışman: Prof. Dr. Ahmet ECEVİT Eylül 2001, 168 sayfa Bu çalışma üç bölümden oluşmaktadır; güneş toplaçları için yutucu plakanın geometrik optimizasyonu, yeni bir yutucu plaka üretilmesi ve verim testleri. Ekonomik ve piyasadaki toplaçlara yakın verimli, yeni yutucu plaka, demirin daldırma galvanizlenmesi ve punta kaynak kullanımı ile yapılmıştır. Plaka planlama aşamasında verimi etkileyen önemli geometrik parametreler verimsel ve fıyatsal açıdan optimize edilmiştir. Üretilen toplacın verim ve zaman sabitleri ölçülmüştür. Bu toplacın verimi, İSTEK firmasının bakır ve alüminyum ve DAĞSAN firmasının bakır yutucu plakalı toplaçların verimleri test edilmiş ve birbirleri ile fiyat ve verim açısından kıyaslanmıştır.Test edilen toplaçların tespit edilen zaman sabitleri İSTEK Al için 137 saniye, İSTEK bakır için 75 saniye, DAĞSAN bakır için 95 saniye, galvaniz kaplamalı demir yutucu plâkalı toplaç için 198 saniye olarak bulunmuştur. Toplaçlar için verim grafiklerindeki y-ekseninin kesim noktaları, İSTEK alüminyum için 0.90, İSTEK bakır için 0.66, DAĞSAN bakır için 0.81, ve yeni üretilen toplaç için 0.82 ve yapılan son optimizasyondan sonra 0.83'e çıkmıştır. Üretilen yutucu plâkanın mal oluş fiyatı 43 Alman Markı, son optimizasyondan sonra 53 Alman Markı, DAĞSAN bakır için 100 Alman Markı, İSTEK alüminyum toplaç için 100 Alman Markı ve İSTEK bakır toplaç için 60 Alman Markı' dır. Anahtar Kelimeler : Optimizasyon, Düzlemsel Toplaçlar, Güneşli Su Isıtıcıları, Galvanizli Demirden Yapılan Yutucu Yüzey, Punta Kaynak, Düzlemsel Toplaçların Verimleri, Verim Test Metotları. ABSTRACT OPTIMIZATION OF THE GEOMETRY AND MATERIAL OF SOLAR WATER HEATERS ZİLAN, Ruken M.Sc. Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Ahmet ECEVİT September 2001, 168 pages This study includes three parts; optimization of the geometry of absorber plate for flat plate collectors, construction of new absorber plate and efficiency tests of collectors. The new absorber plate, which is economic and resembling the commercially available absorber plate has been built by hot deep galvanization and by utilization of point welding. Before building the components of the system, some of the geometrical parameters, which influence the performance, have been optimized. Time constant and thermal efficiency of the constructed absorber plate has been measured. A new type of efficient and cheap absorber plate, which is made up of galvanized iron was constructed and its efficiency and price were determined together with that of three commercially available collectors constructed in Turkey, absorber plates of which are made up of aluminum and copper (İSTEKAluminum and Copper, DAGSAN -Copper). Time constants of the tested collectors are determined to be 137 seconds for İSTEK Al, 75 seconds for İSTEK Cu, 95 seconds for DA?SAN and 198 seconds for galvanized iron collector. For İSTEK's aluminum collector the y-axis intercept of the efficiency curve is 0.90, for İSTEK's copper collector it is 0.66; for DAGSAN's copper it is 0.81 and for the collector that has galvanized iron absorber plate it is 0.82, which is increased up to 0.83 after new optimization. The price of the constructed absorber plate was DM 43, after new optimization it is increased to DM 53. For İSTEK's aluminum collector it is DM 100, for İSTEK's copper collector it is DM 60 and for DA?SAN's copper collector it is DM 100. Keywords: Optimization, Flat Plate Collectors, Solar Water Heaters, Galvanized Iron Absorber Plate, Point Welding and Efficiency of Flat Plate Collectors, Efficiency Test Methods. 168

Öz TÜRKİYE'DE EKSİK OLAN GÜNIŞI?I AYDINLANMA VERİLERİNİN, MEVCUT GÜNEŞ IŞIMA VERİLERİ KULLANILARAK TAHMİNİ İÇİN YENİ BİR YÖNTEM HASDEMİR, Birol Doktora tezi, Yapı Bilimleri, Mimarlık Ana Bilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ahmet ECEVİT Ocak, 1995, 54 Sayfa. Türkiye'de eksik olan günışığı aydınlanma verilerinin tahmini için, Ankara'nın kapalı, parçalı bulutlu ve açık gökyüzü koşullarında, eş zamanlı saatlik toplam yeryüzü ve atmosfer dışı günışığı aydınlanma oranları ve yeryüzündeki saatlik toplam güneş ışınımının ışık etkinliği, güneşin yükseliş açısı ve saatlik gökyüzü açıklık endeksine ilişkilendirildi. Türetilen ampirik günışığı aydınlanması tahmin denklemlerinin geçerliliği, Gaithersburg-Maryland (ABD) de kapalı, parçalı bulutlu ve açık gökyüzü koşullarında ölçülen günışığı aydınlanma verileri kullanılarak test edildi. Geçerlilik test sonuçları MBE, MABE ve RMSE cinsinden sunuldu. Anahtar sözcükler: Günışığı aydınlanması, güneş ışıması, gökyüzü açıklık endeksi Bilim Dalı Sayısal Kodu: 601.02.07. ABSTRACT A NEW METHOD FOR THE ESTIMATION OF LACKING DAYLIGHT ILLUMINATION DATA BY USING AVAILABLE METEOROLOGICAL DATA IN TURKEY HASDEMIR, Birol Ph.D. in Building Sciences, Architecture Supervisor: Prof. Dr. Ahmet ECEVIT January, 1995, 54 pages. For the prediction of lacking daylight availability data in Turkey, the ratio of hourly variation of terrestrial total illumination to the simultaneous extraterrestrial illumination and hourly luminous efficacy of terrestrial total solar radiation was related to the hourly average clearness index, and solar altitude angle under overcast, partly cloudy and clear sky conditions of Ankara. Empirical daylight illumination prediction equations were constructed, their validity was tested by using overcast, partly cloudy and clear sky daylight illumination data measured at Gaithersburg-Maryland (USA). The validation test results are also presented in terms of mean biased (MBE), mean absolute biased (MABE) and root mean square errors (RMSE). Keywords: Daylight illumination, solar radiation, clearness index. Science Code: 601.02.07. Ill 54

TÜRKİYE'DE CAMLARDAN GEÇEN GÜNEŞ ISI KAZANÇ FAKTÖRLERİNİN BELİRLENMESİ YILDIZ, Mesut Doktora Tesi, Yapı Bilgisi Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Ahmet Ecevit 124 sayfa, Ocak 1990 ÖZET Türkiye'de üç cam fabrikasınca üretilen camların fiziksel özelliklerinden kırılma indisi ve azaltma katsayısı belirlendi. Güneş ısı kazanç faktörü için gerekli olan güneş optik özellikleri hesaplandı. +- 22.5 derece aralıklarla 0 ile + 180 derece arasında değiştirilen azimut açıları için eğimli tek ve çift camlardan geçen güneş ısı kazanç faktörleri hesaplandı ve bu yönlerdeki düşey camlardan geçen güneş ısı kazanç faktörleri ile karşılaştırıldı. Camların eğim açısı 40 ile 140 dereceler arasında değiştirildi. Eğimli camlar için güneş ısı kazanç faktörünün yüzde değişimi belirlendi. Anahtar sözcükler : Optik özellikler, Güneş Radyasyonu, Güneş ısı kazancı, Cam iv i DETERMINATION OF SOLAR HEAT GAIN FACTORS THROUGH GLASSES IN TURKEY YILDIZ, Mesut Ph. D. Thesis in Building Science Supervisor : Prof. Dr. Ahmet Ecevit 124 pages, January 1990 ABSTRACT The physical properties like refractive index and extinction coefficient are determined for glasses produced by three different glass factories in Turkey. The solar optical properties necessitated by the solar heat gain factor are calculated. The solar heat gain factor through single and double glasses are calculated and compared with that of vertical glasses for azimuth angle varying from 0 to + 18 0 with step of + 22.5 degrees. The angles of inclination of glass are varied between 40 to 140 degrees. The percentage variation of the solar heat gain factor for non- vertical glass are determined. Keywords : Optical properties, Solar Radiation, Solar heat gain, Glass iii 124

ÜÇGEN TİPLİ KAPALI HACİM İÇİNDE LAMİNER DO?AL KONVEKSIYONLA ISI TRANSFERİNİN ANALİZİ Al-Sharİah, Adnan M. Fen ve Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü, Doktora Tezi Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ahmet Ecevit 60 sayfa, Temmuz 1990 ÖZET Bu çalışmada, üçgen tipli kapalı hacim içindeki doğal konveksiyonla ısı transferi deney sel olarak incelenmiştir. Hacim damıtık su ile doldurulup iki yüzeyi sıcak ve soğuk su tanklarıyla ısıtılıp soğutulmuştur. Sıcak plakanın yatay ile yaptığı açı üsten ısıtılacak şekilde 35° den başlayarak dik konuma kadar değiştirilmiştir. Sıcak plakanın boyutları 20 X 20 cm2 olup üst plakanın genişliği boyut oranı 2, 2.86 ve 5 olacak şekilde değiştirilmiştir. Herhangi bir boyut oranı ve eğim açısında Rayleigh sayısının etkisi incelenmiş ve Nusselt sayısının Rayleigh sayısına olan bağımlılığı 1 x 106 ile 4 X 108 arasında korelasyonlarla bulunmuştur. Nusselt sayısının Rayleigh sayısı ve boyut oranı ile olan korelasyonları da elde edilmiştir. Sabit boyut oranlarında eğim açısının etkisi uygun korelasyonlar elde edilerek incelenmiş ve son olarak bütün boyut oranları için ve bütün eğim açıları için bütün datalar kul anılarak ortalama Nusselt sayısı için bir korelasyon bulunmuştur. ŞekliNu = 0.040{Ra)03*s{H/W)0-2`{am9)lfi6 olan denklemin bütün datayı ortalama olarak yüzde 7 den az bir farkla korele ettiği gözlenmiştir. Anahtar sözcükler: Konveksiyonla ısı transferi, doğal konveksiyon, üçgen tipli kapalı hacim. Anabilin* Dalı Sayısal Kodu : 404.01.01 vı ANALYSIS OF LAMINAR NATURAL CONNECTIVE HEAT TRANSFER IN A TRIANGULAR ENCLOSURE Al-Shariah, Adnan M. Faculty of Arts and Sciences Department of Physics, Ph. D. Thesis Supervisor: Prof. Dr. Ahmet Ecevit 60 pages, July 1990 ABSTRACT In this investigation, heat transfer by natural convection in a triangular enclosure was studied experimentally. The cell was filled with distilled water, then heated and cooled by water tanks on two sides. The angle of inclination of the hot plate was varied from 35 deg (heated from above) to vertical. Dimensions of the hot plate were 20 x 20 cm3 and the width of the top plate was varied such as to yield aspect ratios of 2, 2.86 aid 5. The effect of the Rayleigh number for a given aspect ratio and angle of inclination was studied and the Nusselt number was correlated to the Rayleigh number varying between 1 x 106 to 4x 108. Similar correlations of the Nusselt number with the Rayleigh number and aspect ratio were produced. The effect of the angle of inclination was also studied by producing appropriate correlations for the fixed values of the aspect ratio, and finally an overall correlation equation wis developed for th 3 average Nusselt number over the range of all the test points for all the aspect ratios and all angles of inclination, the form of which is mJVu = 0M0{Ra)°-34a(H/W)°T{Bİn *)XM. This equation is found to correlate all the data points within an average deviation of less than 7 percent. Keywords: Convective heat transfer, natural convection, triangular enclosure. Science Code: 404.01.01 IV 60

GÜNEŞLENME SÜRESİ KULLANAN MODELLERİN KARŞILAŞTIRILMASI VE TOPLAM GÜNEŞ RADYASYONU TAHMİNİNDE YENİ BİR MODEL AKINO?LU, G. Bülent Fen ve Edebiyat Fakültesi Fizik Bolümü, Doktora Tezi Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Ahmet Ecevit 59 sayfa, Şubat 1989 ÖZET Bu çalışmada yatay yüzeydeki aylık ortalama günlük güneş radyasyonu tahminlerinde kullanılabilecek, güneşlenme süresini temel alan, dokuz modelin karşılaştırılması yapılmıştır. Ayrıca dünya üzerindeki 100 istasyonun yayınlanmış Angstrom katsayısı değerleri kul lanılarak yeni bir formül türetilmiştir. Bu formülün tüm dünyadaki geçerliliği tartışılmıştır. Anahtar sözcükler: güneş radyasyonu, güneşlenme süresi, Angstrom katsayısı iv COMPARISON AND DISCUSSION OF SUNSHINE-BASED MODELS AND CONSTRUCTION OP A NEW MODEL TO ESTIMATE THE GLOBAL SOLAR RADIATION AKINOGLU, 6. Bfllent Faculty of Arts and Sciences Department of Physics, Ph. D. Thesis Supervisor Assoc. Prof. Dr. Ahmet Ecevit 59 pages, February 1989 ABSTRACT Comparison and discussion of nine Sunshine-based correlations, to estimate the monthly average daily global solar radiation on horizontal surface, are performed using differ ent comparison techniques. A new model is constructed from the published values of.Angstrom coefficients for 100 localities in different regions of the world. The universal ity of this new formula is discussed. Keywords: Solar radiation, sunshine hours, Angstrom coefficients. Ill 59

ÖZET KENDİNDEN DEPOLU GONES TOPLAÇLARININ ÜZERİNDE KARŞILAŞTIRMALI ÇALIŞMA CHAICK WAIS, Mohamad Adnan Yüksek Lisans Tezi, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Ahmet ECEVÎT Eylül 1988, 87 sayfa Tez düz güneş toplacına giriş ve toplu performans :` denklemleri ile başlar ve özellikle toplaç üstü kaçak katsayısı, toplaç verim faktörü ve boru kaçakları gibi toplacın, verimine etki eden parametrelerin tanımlarına önem verilerek devam eder. Daha sonra dikdörtgen ve üçgen tipli kendinden depolu toplaçların tanıtımı yapıldı ve bu tip toplaçlar üzerinde yapılan çalışmaların sonuçlarını gözlendi. Bu çalışmanın yapım nedenleri sunulduktan sonra dikdörtgen ve üçgen (iç yalıtım plakalı veya plakasız) tipli kendinden depolu toplaçlar genel hatlarıyla tanıtıldı, Radyasyon, soğutulan enerji ve ortalama su sıcaklığı ölçüm ve hesaplama teknikleri anlatıldı. - v -Toplaçların çeşitli noktaları için enerji denklem leri yazıldıktan sonra, matematik modelin sonuçları verildi, tablo ve grafikler yardımı ile sunuldu. Toplaçların yükseklikleri boyunca su sıcaklığının değişimi, geometri ve iç yalıtım plakanın etkisi, soğurgan plaka ile su arasında transfer edilen enerji ve toplaçların verimleri ısınma ve soğuma sürelerinde hesaplandı, ve karşılaştırmalı olarak analiz edildi. - vı - ABSTRACT COMPARATIVE STUDY OF THE BUILT-IN-STORAGE SOLAR WATER HEATERS Chaikh Wais, Mohamad Adnan M. Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Ahmet ECEVÎT September 1988, 87 pages The thesis starts with an introduction of the flat- plate collector and lists the equations relating to the collector performance, concentrates on the factors affecting the performance of the flat-plate collectors, mainly the top heat loss coefficient, the collector efficiency factor and the duct or pipe losses. This is followed by a review study on the built-in-storage and the previous results for the collectors having triangular and rectangular cross-sections. A general description of the rectangular and triangular (with and without baffle plate) built-in-storage types are presented after the purpose of this study has been presented. - lii -This description is followed by measuring of radiation and the mean temperature of the water bulk. The energy balance equations considering the different nodes of the collectors are presented followed by the values and results of the mathematical model. The variation of local temperature with height, the effect of geometry, the effect of baffle plate, the energy transfer between the absorber and the water bulk and the bulk efficiency of the collector have been determined during the heating and the cooling period which are then followed by comparative analyses. - iv - 87