Proje Kısa Özeti
Güneş panelleri, yüzeyleri temiz olduğunda nominal güçlerini üretebilirler. Kirli paneller, fotovoltaik hücrelere iletilen güneş enerjisinin azalmasına yol açar ve bu da üretilen enerjinin az olmasına sebep olur. Yapılacak çalışmada, güneş panelleri yüzeyine geliştirilen bir solüsyon püskürtülerek gerekli temizliğin yapılması amaçlanmaktadır. Püskürtme işlemi, bir İnsansız Hava Aracı-Quadcopter (İHA-Q) ile gerçekleştirilecektir. Ayrıca İHA-Q aracılığıyla alınan görüntüler, görüntü işleme tekniği ile incelenerek yapay zekâ destekli olarak karar destek sistemi oluşturulacaktır.Proje Açıklaması
Enerji günümüzde dünyanın önemli temel ihtiyaçlarından biri olarak karşımıza çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları ise sürekli kendini yenileyen, yaşam içerisindeki doğal süreçlerden meydana gelen ve bu doğrultuda doğal yaşama zarar vermeyen enerji kaynakları olarak tanımlanmaktadır. Enerji tüketiminin her geçen gün arttığı dünyamızda, fosil kökenli yakıtların limitli rezervleri ve çevreye verdiği zararlar sebebiyle, yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanma oranı hızlı bir şekilde artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, birçok açıdan önemlidir ve geleceğimizi şekillendiren faktörlerden biridir. Yenilenebilir enerji (rüzgâr, güneş ve su) kaynakları, tükenmez bir kaynağa sahiptir.
Fosil yakıtların aksine, yenilenebilir enerji sürekli olarak yenilenir ve enerji ihtiyaçlarımızı sürdürebilir. Fosil yakıtlar genellikle ithal edilir ancak yenilenebilir enerji, yerel kaynakları kullanarak temiz enerji üretme ve iş imkanları yaratma fırsatı sunar. Yenilenebilir enerji bileşenleri ücretsiz ve ekonomiktir. Yenilenebilir enerji, temiz ve çevre dostu bir kaynaktır. Fosil yakıtların aksine sera gazı emisyonlarına yol açmaz ve kirletici atıklar üretmez. Yenilenebilir enerji, enerji güvenliği ve karbon salınımının azaltılması açısından önemlidir. Fosil yakıt kullanımını azaltarak enerji ithalatını ve karbon salınımını düşmesini sağlar. Güneş enerjisi pek çok önemli özelliği ile birlikte diğer yenilenebilir enerji kaynakları arasında ön plana çıkmaktadır. Yenilebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisi kullanarak elektrik elde etmek için güneş panelleri kullanılır. Güneş panelleri, güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren, son yıllarda enerji ve çevre alanlarında büyük önem taşıyan teknolojik cihazlardır. Artan enerji ihtiyacı ve küresel ısınma gibi problemlere karşı güneş panelleri, sürdürülebilir ve temiz bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Özellikle son on yıllık süreçteki hızlı teknolojik gelişmelerle doğru orantılı olarak güneş enerjisi alanı da gelişmiştir. Sanayi bölgelerinde bulunan işletmelerin arazileri ve fabrikaların çatılarının üzerine kurulan güneş enerjisi sistemleri artık çok sık rastlanan santrallerdir. Aynı şekilde elektrik enerjisinin hatlar ile taşınamadığı yerlere kurulan güneş enerjisi sistemleri ile enerji üretimi oldukça yaygınlaşmıştır. Güneş enerjisi, Dünya'da ve özellikle de ülkemizin hemen her yerinde rahatlıkla ulaşılabilen bir kaynaktır. Güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan paneller fotovoltaik etki prensibine göre çalışmaktadır. Bu sistemlerin bakım onarımı genel olarak, planlı ve planlanmamış olmak üzere iki şekilde sınıflandırılmaktadır. Planlı bakım onarımda, önceden planlanmış ve arıza önlemeyi hedeflemenin yanı sıra tesisin optimum seviyede çalışmasını sağlamak amaçlanmaktadır. Planlanmamış bakım onarım ise arızalara yanıt olarak gerçekleştirilir. Güneş enerjisi sistemlerinin sürdürülebilirliği için bakım onarım prosedürleri önem arz etmektedir. Planlı ve planlanmamış bakım onarım faaliyetlerine ek olarak günümüzde yenilikçi ve akıllı bakım onarım teknikleriyle bu sistemlerin performansları artırılabilir ve böylece verimliliklerine katkı sağlanabilir. Yapay zekâ teknolojileri bu konuda önemli fırsatlar sunmaktadır. Özellikle algoritmalar sayesinde veri analizi yapılarak öngörücü ve önleyici bakım onarım faaliyetleri, güneş enerjisi sistemlerinde verimlilik, performans ve maliyet olarak önemli katkılar sağlayacaktır. Güneş panelleri, güneş enerji santralleri (GES) işletme bakımı düzenli yapıldığında, ortam koşullarının elverişli ve yüzeyinin temiz olması durumunda nominal güçlerini üretebilirler. Bu bakımdan bir güneş enerjisi santralinde temizlik performansı etkileyen önemli bir unsurdur. Güneş panellerinin üretim kabiliyeti panellerin üzerinde toz, kir, polen, kuş dışkısı ve çeşitli partiküllerin birikip yapışmasıyla azalır. Güneş panellerinin üzerinde kuş pisliği gibi cama yapışan kalıntıların varlığı, güneş panellerinde “hot-spot” olarak adlandırılan yanıklara neden olur ve solar panel bir müddet sonra arızalanır. Büyük hacimli ticari elektrik enerjisi üretimi yapılan GES ve özellikle fabrika çatılarında temizlik bakımı oldukça zor olmaktadır. Yapılacak projede ilk olarak geliştirilecek bir solüsyon, güneş panelleri üzerindeki toz, yağ veya kuş pisliklerinin temizlenmesini sağlayacaktır. Yapılan araştırmalarımızda piyasada bazı solüsyonlar olduğunu ve bu solüsyonlar genellikle fırça veya temas aracılığı ile temizleme yapmaya yardımcı olmaktadır. Ancak geliştirilen solüsyon yüzeye püskürtüldüğünde güneş ışınları yardımı ile temizliği yapması planlanmaktadır. Solüsyon biyolojik olarak parçalanma özelliğine sahip olacaktır. Bu sayede güneş panellerini çizilmeden yumuşak ve kırıntı bırakmayacak bir şekilde temizlenmesini sağlayacak, içerisinde özel koruyucu inhibitörler bulunan solüsyon uygulandığı ortamlara ve alüminyuma zarar vermeyecektir. Püskürtme ile temizleme konusunda yapılan araştırmalarda Avustralya’da bir firma (https://www.naandanjain.com.au/) yüzeye kurulan boru sistemi ile püskürtme yaparak temizleme yapan sistemleri dünya çapında pazarlamaktadır. Geliştirilecek solüsyon çalışmaları ile birlikte projemizde bir İHA-Q geliştirilmesi gerçekleştirilecektir. İHA-Q tamamen ekibimiz tarafından dizayn edilip prototipi geliştirilecek. İHA’nın görevleri güneş panellerinin üzerinden aldığı görüntüleri sistem merkezine iletmesi, gelecek komutlara göre temizlik yapılması gereken panellere solüsyonu püskürtmesi olacaktır. Ekibimiz otomasyon sistemimizde geliştireceği bir “Güneş Paneli Bakım Otomasyonu Yazılımı” ile gelen görüntülerin yapay zekâ yönetimi ile kontrol edilmesi ve değerlendirilmesi, değerlendirme sonrası gerekli işlemlerin komutlarını İHA-Q’ya yollaması görevini yapacaktır. Proje yönetiminde MS Project kullanılacaktır. MS Project üzerinde iş planları çıkarılmıştır. Çalışma takvimi, kaynaklar (Malzeme dahil), kısıtlar, kilometre taşları, sorumluluk matrisleri ve çalışma oranları belirlenmiştir. Çalışma grubu proje yönetimi sırasında Azure DevOps üzerinden iş takibi ve yazılım sürümü kontrollerini yapacaklardır. Tüm proje dahilinde gerekli standartlar kullanılacaktır. Yazılım geliştirmede IEEE 12207 standardı kullanılacaktır. Yaptığımız GES Otomasyon Projesinde geliştirilen İHA-Q, görüntü-işleme teknikleri ve yapay zekâ çalışmaları bizlere gelecek yıllarda yapacağımız birçok projede destek sağlayan çalışmalar olacaktır. Bu çalışmada döner kanatlı insansız hava aracı tasarımı ve aerodinamik hesaplamaları yapılacaktır. Sivil havacılık gereği İHA 1 kategorisine girmemesi için 4 kg geçmemesi gerekir. Bizde bu şartlara uygun bir prototip tasarlayacağız. Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü İHA kayıt talimatı gereğince ağırlığı 500 gram üstü İHA sahibi bireysel kişi veya ticari kuruluşların bu sistem üzerinden İHA’larını ve sistem üzerinden izin alarak uçuş yapmaları gerekmektedir. Çalışılmalarımızda göçmen kuşların göç yollarına ve şehirlerimizdeki elektrik geçiş güzergahlarına dikkat edeceğiz bunların haricinde 20km/saat hızı aşan rüzgârlı havalarda ve yüksek yağışlı günlerde kullanmayacağız. Projemiz bu ve bunun gibi kısıtlara uyularak gerçekleştirilecektir.