ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( ME 457 )


   Temel bilgiler
Ders adı: Yenilenebilir ve Sürdürülebilir Enerji Teknolojileri
Ders kodu: ME 457
Öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Recep ÖNLER
AKTS kredisi: 5
GTÜ kredisi: 3 ()
Yılı, Dönemi: 4, Güz ve Bahar
Dersin düzeyi: Lisans
Dersin tipi: Bölüm seçmeli
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze
Ön koşullar: yok
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Bu ders yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji teknolojilerini anlatır.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji teknolojilerine odaklanarak çeşitli enerji sistemlerine genel bir bakış elde edinme.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve makine mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinin çözümünde kullanabilme becerisi.
    2. Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği konusunda farkındalık; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi.
    3. Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Seminer/sunum
    3. Dönem projesi
  2. Enerji kullanımını ve dönüşümünü tanımlama.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Matematik, fen bilimleri ve makine mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinin çözümünde kullanabilme becerisi.
    2. Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.
    3. Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
    4. Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Seminer/sunum
    3. Dönem projesi
  3. Yenilenebilir enerji teknolojilerinin sistem tasarımını, yük tahminlerini ve performans analizini kavrama

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Karmaşık mühendislik problemlerini tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    2. Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi.
    3. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
    4. Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi.
    5. Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi.
    6. Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık.
    7. Mekanik, termal sistemler veya otomatik kontrol alanlarında projeler hazırlayıp, yöneterek bu alanlarda profesyonel olarak çalışabilme yeteneği

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Seminer/sunum
    3. Dönem projesi
   İçerik Yukarı
1. hafta: Enerjiye giriş, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji tanımları, enerjinin kullanımı, enerji kaynakları, küresel ısınma ve yenilenebilir enerji sistemlerinin çevresel etkileri. Yenilenebilir enerjinin önemi ve ekonomimize katkıları.
2. hafta: Termodinamik, ısı transferi ve akışkanlar mekaniği temellerinin gözden geçirilmesi. Isı, güç, iş ve enerji sistemleriyle ilgili diğer tüm temel kavramların tanımı. Elektrik enerjisi ve elektrik üretimi ile ilgili kavramların tanımı ve analizi.
3. hafta: Hidro enerji; Hidro kaynağın kullanımı ve büyüklüğü. Hidroelektrik ve hidroelektrik denklemleri. Türbin çeşitleri, sistem tasarımı, saha değerlendirmesi, hesaplamalar, büyük ve küçük ölçekli sistemler. Hidroelektrik santral çeşitleri ve önemi.
4. hafta: Hidrojen Enerjisi. Hidrojen ve Yakıt Pili teknolojisinin temelleri, yakıt hücresi çeşitleri, yakıt hücresi için temel hesaplamalar (verimlilik, voltaj düşümü, akım, güç vb.) ve yakıt hücresinin verimini etkileyen parametreler.
5. hafta: Jeotermal enerji. Jeotermal enerji tanımı ve kullanımı. Jeotermal enerjinin kaynağı ve enerji dönüşüm çeşitleri. Jeotermal enerjinin doğrudan ısı uygulamalarında ve enerji üretiminde kullanımı ve yöntemleri. Sistemlerin termodinamiği, kaya ve akışkan özellikleri. Toprak kaynaklı ısı pompaları. Maliyet ve yaşam döngüsü değerlendirmesi
6. hafta: Güneş enerjisi: Güneş kaynağının büyüklüğü. Güneşten veri toplama yöntemleri, güneş ışınımının ölçümü, pasif ve aktif ısıtma. Güneş termal dönüşüm teknolojileri, ekipman işleme, üretim ve seçim, sistem tasarımı ve dağıtımı.
7. hafta: Güneş enerjisi: Fotovoltaik: Fotovoltaik hücreler ve çalışma prensipleri ve elektriksel özellikleri, modül performansı, hücre bağlantıları, sistem tasarımı, simülasyon teknikleri, saha fizibilite değerlendirmesi. Modül verimliliği ve ömrü.
8. hafta: Ara Sınav
Rüzgar Enerjisi
9. hafta: Rüzgar enerjisi (dev.). Rüzgarın kaynağı, rüzgar özellikleri, rüzgar veri analizi, rüzgar türbinlerinin aerodinamiği, kaldırma ve sürükleme. Rüzgar enerjisi için temel denklem, momentum teorisi, güç katsayısı ve Betz Limiti.
10. hafta: Rüzgar enerjisi. Sistem mekaniği ve dinamiği. Güvenlik ve güvenilirlik, rüzgar türbini yerleşimi, sistem tasarımı ve entegrasyonu, elektriksel hususlar ve kontrol sistemleri, Rüzgar türbinlerinin kurulumu ve işletimi.
11. hafta: Dalga enerjisi. Dalgaların kaynağı. Dalganın ölçeği. Temel dalga gücü denklemleri; karada ve denizde dalga enerjisi çıkarma sistemleri. Gelgit enerjisi. Kökeni ve büyüklüğü. Gelgit aralığı ve gelgit akışı. Gelgit menzili ve akıntısından yararlanmaya yönelik teknolojiler; artıları ve eksileri ve çevresel faktörler. Cihaz tasarımları, yer seçimi ve performans tahmini çeşitleri.
12. hafta: Biyokütle enerjisi. Biyokütle kaynakları, fotosentez. Kaynakların büyüklüğü. Biyokütle yakıt çeşitleri. Yanma, gazlaştırma, piroliz. Fermantasyon, anaerobik sindirim. Esterifikasyon ve biyodizel.
13. hafta: Yenilenebilir enerji teknolojilerinin çevresel etkileri
14. hafta: Enerji Ekonomisi: Enerji ekonomisi açısından belirsizlikler, yatırım kriterleri, fizibilite, makroekonomi ve mikroekonomi, PP, DPP, NPV, B/C değerlendirme yöntemleri ile sistemlerin ekonomik analizi
Proje Sunumları
15. hafta*: --
16. hafta*: Final Sınavı
Ders kitapları ve materyaller: Fundamentals of Renewable Energy Processes, 3e, Aldo Vieira da Rosa, Academic Press, 2013
Önerilen kaynaklar: Principles of Sustainable Energy Systems, 2e, Frank Kreith, CRC Press, 2014
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 30
Dönem içi diğer çalışmalar: 0
Proje: 14 35
Ödev: 0
Kısa sınav (Quiz): 0
Final sınavı: 16 35
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 3 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 0 0
Ödev: 0 0
Dönem projesi: 5 5
Dönem projesi sunumu: 0 0
Kısa sınav (Quiz): 0 0
Ara sınav için bireysel çalışma: 5 1
Ara sınav (Vize): 2 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 6 1
Final sınavı: 3 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->