Raylı ulaşım sistemlerinde elektriksel enerji verimliliğinin artırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET YILDIZ
Danışman: Oktay Arıkan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Enerji verimliliği kavramı, işletmedeki verimi, kaliteyi ve sürekliliği düşürmeden kullanılan enerji miktarının en aza indirilmesi olarak tanımlanabilir. İlk yatırım maliyetleri son derece yüksek olan raylı ulaşım sistemlerinin en önemli giderlerinden birisi de enerji tüketim maliyetleridir. Bundan dolayı, enerjinin etkin şekilde kullanılması büyük önem arz etmektedir. Raylı sistemlerde elektrik güç talebi ve enerji tüketimi sabit olmayıp; zamana, ağ içinde çalışan trenlere, yolcu sayısına ve işletim sistemlerine bağlı olarak sürekli değişmektedir. Raylı sistemi oluşturan tüm alt sistemlerin etkileşimleri karmaşık olduğundan enerji tüketimlerini öngörmek ve değerlendirmek zordur. Bu nedenle enerji verimliliğini iyileştirmek, detaylı çalışmaların yapılması, uygun yöntemlerin kullanılması ve elde edilen sonuçların hassas analizlerinin gerçekleştirilmesi ile mümkün olabilmektedir. Dünya üzerindeki büyük kentlerde önemli problem oluşturan ve yaşam kalitesini düşüren trafik kriterleri, fosil yakıtlardan kaynaklanan çevre kirliliği ve ekonomik sorunlar raylı ulaşım sistemlerinin toplu taşımacılıktaki payının giderek artmasına yol açmaktadır. Ancak, raylı sistem ağlarının enerji tüketimlerinin büyüklüğü ve bunun olabildiğince verimli kullanılması ihtiyacı ayrı bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Ülkemiz açısından değerlendirildiğinde İstanbul, nüfus, kentiçi raylı ulaşım sistemi ve enerji tüketimi açısından önemli bir merkez olarak karşımıza çıkmaktadır. Şuan 149 kilometre uzunluğa sahip İstanbul raylı toplu taşıma sistemi, yılda yaklaşık 300 milyon kWh enerji tüketmektedir. Tüketilen enerji dağılımları tramvay ve metro hatlarında farklılık göstermektedir. Örneğin, metro hatlarında tüketilen enerjinin %45'i trenlerin hareket etmesi için kullanılırken %55'i iç ihtiyaç için kullanılmaktadır. Tramvay gibi yer üstünde giden raylı ulaşım sistemleri için ise bu oran %95'i trenler, %5 iç ihtiyaç olarak kullanılır. Hızla inşaatı devam eden raylı sistemlerle birlikte İstanbul, 2023 sonrası nihai hedefte pek çok yeni hattı bitirmeyi planlamaktadır. Bunlarla birlikte, hat uzunluğunun 1000 kilometreye yaklaşması beklenmektedir. Bu nedenle, raylı sistemlerde enerji tasarrufu çalışmaları çok büyük önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında kent içi raylı sistemlerde cer ve sabit tesisler enerji tüketimine etki eden genel hususlar verilecektir. Ardından model olarak seçilen M1 hattı, RAILSIM programı üzerinde modellenerek DC yük akış analizleri gerçekleştirilecektir. Bu hat için enerji verimliliğinin artırılması üzerine simülasyon çalışmaları yapılacaktır. Devamında ise M5 hattı, ETAP (Electrical Power System Analysis & Operation Software) üzerinde modellenerek OG (Orta Gerilim) ve AG (Alçak Gerilim) tarafı yük akışları, trafo ve kablo yüklenmeleri ile kayıpları incelenecektir. Çeşitli işletme senaryoları simülasyon üzerinde tekrarlanarak hattın optimum çalışma senaryosu belirlenecektir.