Yeşil Hücresel Ağlarda Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımı



Benzer belgeler
Doç. Dr. Mehmet Azmi AKTACİR HARRAN ÜNİVERSİTESİ GAP-YENEV MERKEZİ OSMANBEY KAMPÜSÜ ŞANLIURFA. Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Yeşil Hücresel Ağlara Hızlı Bir Bakış: Baz İstasyonlarının Enerji Tasarrufundaki Önemi

7.Uluslararası %100 Yenilenebilir Enerji Konferansı 18 Mayıs 2017 de İstanbul da

TV Beyaz Spektrum İletişimi: Temel Bilgiler ve Güncel Gelişmeler

Enerji ve İklim Haritası

Hibrit Yenilenebilir Enerji Sistemlerinin Ekonomik Analizi

Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Düğüm Sayılarının Mobil Baz İstasyonu İyileştirmesi Üzerine Etkisi

Yeşil Veri Merkezlerinde Enerji Verimliliği

Türkiye nin Enerji Teknolojileri Vizyonu

CHAOS TM. Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi

Synergi Gas. Gelişmiş Hidrolik Modelleme. Doğalgaz dağıtım şebekeleri için optimizasyon ve simülasyon yazılımı ARCUMSOFT

İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ İLE MÜCADELEDE DÖNGÜSEL EKONOMİ YENİLENEBİLİR ENERJİNİN ÖNEMİ. Dr. Belma SOYDAŞ SÖZER Biyokütle Enerjisi Grubu Koordinatörü

Biliyor musunuz? Enerji. İklim Değişikliği İle. Mücadelede. En Kritik Alan

AKILLI ŞEBEKELER Smart Grids. Mehmet TÜMAY Taner TOPAL

Onur ELMA TÜRKIYE DE AKILLI ŞEBEKELER ALT YAPISINA UYGUN AKILLI EV LABORATUVARI. Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği

TÜRKIYE NİN MEVCUT ENERJİ DURUMU

Ev Tipi Yenilenebilir Hibrit Sistem İçin Mikro-Genetik Algoritma ile Optimal Yük Planlaması

Daha Yeşil ve Daha Akıllı: Bilgi ve İletişim Teknolojileri, Çevre ve İklim Değişimi

4. Nesil Sonrası (4G+) Gelişmiş Radyo Erişim Ağlarında Hücreler Arası Girişim Koordinasyonu

DĠKGEN FREKANS BÖLMELĠ ÇOKLU ERĠġĠM TABANLI GEZGĠN RÖLELĠ HÜCRESEL AĞLARDA KAYNAK YÖNETĠMĠ

YELİ VE MEVCUT YATIRIMLAR

Yenilenebilir enerji alanında iyi uygulamalar ve yenilikçi yaklaşımlar. a f o l ke c e n t e r. d k

Bursa SYK Ozlem Unsal, BSI Group Eurasia Ülke Müdürü 14 Ekim 2015, Bursa. Copyright 2012 BSI. All rights reserved.

BIM VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK

İÇİNDEKİLER TABLO VE ŞEKİLLER...

Sağlık, Turizm ve Yerleşkelerde Kojenerasyon Uygulamaları

KABLOSUZ MESH AĞLAR, YÖNLENDİRME METRİKLERİ VE PROTOKOLLERİ

Nevzat Melih TÜNEK THK Üniversitesi Bilişim Teknolojileri Bölümünde Yüksek Lisans Öğrencisi, bu sunumda sosyal medyanın e-devlet üzerindeki etkileri

Elektrik tüketimi ve üretiminde yeni ufuklar Yenilenebilir enerji sistemleri

ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ

Türkiye nin Elektrik Üretimi ve Tüketimi

AKILLI KAVŞAK YÖNETİM SİSTEMİ

IP ÇOKLUORTAM AĞLARINA GİRİŞ VE HAREKETLİLİK YÖNETİMİ

KABLOSUZ İLETİŞİM

ELEKTRİKLİ ARAÇLARIN VE YAKIT ETKİNLİK POLİTİKALARININ PETROL FİYATLARINA ETKİSİ

OSPF PROTOKOLÜNÜ KULLANAN ROUTER LARIN MALİYET BİLGİSİNİN BULANIK MANTIKLA BELİRLENMESİ

İÇERİK 1. GİRİŞ 2. RÜZGAR SANTRALLERİNİN GÜÇ SİSTEMLERİNE ETKİLERİ

CHAOS TM Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi

İSTİHDAMA KATKISI. Tülin Keskin TMMOBMakine Mühendisleri Odası

CHAOS TM Dinamik Kavşak Kontrol Sistemi

Temel Alan : Mühendislik Temel Alanı. Bilim Alanı : Elektrik-Elektronik Mühendisliği

ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI

İNŞAAT SEKTÖRÜNDE RADYO FREKANSLI TANIMA (RFID) TEKNOLOJİSİNİN MALZEME YÖNETİMİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

Mühendislik Çevre Danışmanlık Gıda Tarım Turizm Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİ

Enerji Sektörü Yatırımlarında İklim Risklerinin Yönetimi

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

Yenilebilir Enerji Kaynağı Olarak Rüzgar Enerjisi

Kablosuz Sistemlerde İnternet

IEEE g Standardının İncelenmesi

Güneşin Gölgesinde Kalan Türkiye

ULUSLARARASI SCI / SCI-Expanded KAPSAMINDAKİ DERGİLERDEKİ MAKALELER. Yayın NO. Yazarlar Başlık Dergi Adı Yıl

İklim Hareketine Geçmenin Yan Faydaları: Türkiye İklim Taahhüdünün Değerlendirmesi 20 Ekim 2016, Ankara

Mars Enerji Hakkında

Gezgin Etmen Sistemlerinin Başarım Ölçümü: Benzetim Tekniği

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM

Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES

Firma Profili enwi-etec GmbH

ŞEHİR YÖNETİMİ Şubat 2018

Enerji Verimliliği i Destekleri

SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK Yönetimine Giriş Eğitimi

AKILLI BİNALAR VE ENERJİ VERİMLİLİĞİ

Akıllı Şebekelerde Enerji Depolama Çözümleri

Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

ĞİŞİKLİĞİ. Yeni Mücadele ile Yüzleşmek. Kasım 2006

BSBEEP Karadeniz Havzası Binalarda Enerji Verimliliği Planı. Faaliyet GA1.3

mez! atura Gönder Güneş F

Küresel Isınma ile Mücadelede Kentlerin Rolü: Ulaşım ve Yapı Sektöründen Uluslararası Örnekler 12 Eylül 2014

Yrd. Doç. Dr. Kerem OK Işık Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Enformasyon Teknolojileri Bölümü

Sürdürülebilir Yaşam. Hakan Yıldırım 14 Ekim, Bursa. Restricted Siemens AG All rights reserved

Enerjide Oyunun Kuralı Değişiyor

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

Tarım & gıda alanlarında küreselleşme düzeyi. Hareket planları / çözüm önerileri. Uluslararası yatırımlar ve Türkiye

Çekişme Temelli Ortam Erişimi Algoritmaları Dilim Atama İhtimalleri Karşılaştırması

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI

Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü. Enerjinin Önemi? Enerji Sistemleri Mühendisi Kimdir?

GENETİK ALGORİTMA İLE RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT SAYISI SEÇİMİ

ENDÜSTRİYEL. Pazarlara Yönelik Sinyal İletim Çözümleri

Çalışma şeklimiz dramatik bir şekilde değişiyor

ALMANYA KASIM 2012 SONUÇ BİLDİRGESİ RAPORU

NEDEN AKILLI ŞEBEKELER?

2. YARIYIL / SEMESTER 2

DÜNYA ENERJİ SEKTÖRÜNDE 2040 A BAKIŞ

Ar-Ge Projeleri ve Tamamlanan Ar-Ge Projeleri Sonuçları

SOĞUTMANIN GELECEĞİ: ENERJİ-VERİMLİ KLİMALAR İÇİN FIRSATLAR*

SAVIOR SOLAR Güneş Enerjili Sulama Sistemleri

Biliyor musunuz? İklim Değişikliği ile Mücadelede. Başrol Kentlerin.

TÜRKİYE NİN EN BÜYÜK LİSANSSIZ RÜZGAR ELEKTRİK SANTRALİ. M. Burak MALÇOK Proje Yöneticisi

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

EV TİPİ YENİLENEBİLİR HİBRİT SİSTEM İÇİN MİKRO-GENETİK ALGORİTMA İLE OPTİMAL YÜK PLANLAMASI

Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Hibrit Sistemin Fiziksel Olarak Gerçeklenmesi ve Analizi

TMMOB ÇEVRE MÜHENDİSLERİ ODASI ANTALYA ŞUBESİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili

2013 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

05 Kasım Mustafa GÜNİNDİ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Proje sorumlusu. 05 Kasım

Elena Battini SÖNMEZ Önder ÖZBEK N. Özge ÖZBEK. 2 Şubat 2007

Enerji Verimliliğinde Akıllı Şebekelerin Rolü ULUSLARARASI İSTANBUL AKILLI ŞEBEKELER KONGRE VE SERGİSİ

Dünya Enerji Görünümü Dr. Fatih Birol Baş Ekonomist, Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) İstanbul, 20 Aralık 2013

Transkript:

Yeşil Hücresel Ağlarda Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımı Authors Blinded Blinded Blinded Özet: Küresel ısınma ve artan enerji maliyetleri, her alanda olduğu gibi bilişim teknolojileri alanında da enerji tüketimi fazlalığını bir sorun olarak karşımıza çıkarmaktadır. Bu bildiride, bilişim teknolojilerinin bir alt dalı olan hücresel ağlarda, enerji tüketimi probleminin yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması yöntemiyle çözülmesi üzerinde durulmuştur. Bu amaçla kullanılabilen donanımsal tasarımlar anlatılmış, şehir ve kırsal alanlardaki problemler ve bu alanlar için öne sürülen çözümler açıklanmıştır. Son olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının ekonomik boyutu üzerinde durulmuştur. Anahtar Sözcükler: Yeşil Hücresel Ağlar, Yenilenebilir Enerji. Using Renewable Energy Sources in Green Cellular Networks Abstract: Global warming and rising energy costs increases the awareness of energy consumption for information technologies just like other technologies. In this paper, we explain the solutions using renewable energy sources in cellular networks to reduce the energy expenditure, hence the impact on the global warming. First, we present the hardware designs which integrate renewable energy sources with classical base stations. Then we explain the energy problems in urban and rural area and the solutions that are specific for these areas. Finally, we briefly summarize the economic issues of using renewable energy sources in the cellular networks. Keywords: Green Cellular Networks, Renewable Energy. 1. Giriş Küresel ısınmanın yadsınamaz bir gerçek olduğu son yıllardaki iklim değişikliklerinden rahatlıkla anlaşılabilir [1]. Ayrıca bu ısınmanın insan kaynaklı olduğuna dair oldukça önemli kanıtlar bulunmaktadır [2]. Dolayısıyla kamuoyunun ve muktedir kurumların küresel ısınmayla mücadele etme isteği, küresel ısınmayla ilgili sorunlar artmaya başladıkça katlanarak artmaktadır. Bilişim teknolojilerinin bir alt dalı olarak hücresel ağ teknolojileri de bu ilgiye sessiz kalmamaktadır. Öte yandan, küresel ısınmayla mücadeleyi sağlayacak yeni çözümleri hayata geçirecek yegane kurumlar, kar amaçlı kuruluşlar olan mobil operatörlerdir. Dolayısıyla çözümlerin ayrıca ekonomik olarak da uygulanabilir olması gerekmektedir. Böylece mobil operatörler, küresel ısınmayla mücadelede toplumsal sorumluluğun yanında, ekonomik anlamda da fayda sağlayabileceklerdir. Operasyonel enerji maliyetlerinin gittikçe artıyor olması, daha az enerji tüketen tasarımların mobil operatörler tarafından ilgi görmeye başlamasını sağlamıştır. Öte yandan fosil bazlı kaynakların geleceği parlak olmamakta [3], ekonomik fayda yönünden de yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim tüm sektörlerde

artmaktadır. Dolayısıyla hücresel ağ teknolojilerinde de, klasik enerji verimli çözümlerin yanında, yenilenebilir enerji kullanımı çözümlerinin de uygulanabilirliği incelenmelidir. Bu bildiride hücresel ağlarda enerji tüketiminin en yüksek olduğu kısım olan [4] baz istasyonlarında yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı problemleri ve çözüm önerileri sunulmuştur. 2 Donanımsal Tasarım Örnekleri Yenilenebilir enerji kaynaklarının hücresel ağlarda kullanımına yönelik çözümlerde öncelikle yapmamız gereken, güneş paneli, rüzgar türbini ve biyoyakıt gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını klasik baz istasyonlarıyla entegre etmektir. Mevcut uygulamalara baktığımızda özellikle kırsal kesim gibi enerji hattı olmayan yerler için, yenilenebilir enerji kullanan çeşitli baz istasyonu tasarımları ortaya konmuştur. Bunun başlıca sebebi bu baz istasyonları için enerji kaynağı olarak mazot kullanılıyor olmasıdır. Mazot kullanımı hem karbon emisyon oranının ciddi artmasına hem de beşinci bölümde detaylı anlatılacağı üzere ekonomik sorunlara yol açmaktadır. Bu yüzden, GSM ortaklığı (GSMA) 2008 yılında, dünya genelinde 800 mobil operatörünü biraraya getirerek yenilenebilir enerji kaynaklı baz istasyonu kurulumunu arttırıcı bir plan ortaya koyarak, mazot kullanımını 2,5 milyar litre azaltmayı hedeflemiştir. Ayrıca 2000 yılından beri başta Ericsson ve Alcatel olmak üzere baz istasyonu üreten firmaların güneş panelli yüksek kapsama alanına sahip baz istasyonları tasarladığı bilinmektedir [5]. Öte yandan yenilenebilir enerji kaynakları, şebeke ağı gibi sabit, kararlı bir enerji akışı sağlama yeteneğine sahip olamamaktadırlar. Örneğin güneş panelleri gündüz yüksek oranda enerji sağlarken gece bu değer sıfıra kadar düşmektedir. Bu tür kısa zaman aralıklı değişimleri mevcut batarya teknolojileri ile dengelenebilmektedir. Fakat yaz ve kış ayrımı gibi uzun zamanlı değişimleri dengelemek için farklı çözümler gerekmektedir. Bu amaçla Esser elektrolizörlerin, kendi tasarladığı P21 adlı yenilenebilir enerji kaynaklı baz istasyonu ile kullanımı üzerine bir çalışma gerçekleştirmiştir [6]. Bu sistemde klasik batarya yine kısa süreli enerji kaynağı ihtiyacını sağlamakta, elektrolizör ise hidrojeni sudan ayırarak, kış dönemi gibi ciddi enerji açığı olacak zamanlar için enerji depolama görevi görmektedir. Yeh ise farklı yenilenebilir enerji kaynaklarını (güneş, rüzgar vs.) bir arada kullanarak kararlılığın arttırabileceği bir çözüm önermiştir [7]. Özetlemek gerekirse baz istasyonu üreticileri yenilenebilir enerji kaynaklı sistemler oluşturmaya başlamışlardır. Fakat mevcut hücresel ağların ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlamak için ya hibrit çözümler (ikincil enerji kaynağı olarak şebeke ağının veya mazotun kullanılması) ya da oldukça büyük güneş paneli, elektrolizör gibi ekonomik olmayan çözümlere ihtiyaç duyulmaktadır. Dolayısıyla donanımsal çözümler tek başına yenilenebilir enerjilerin hücresel ağlarda kullanımının yaygınlaşmasını sağlamakta yetersiz kalmaktadırlar. 3 Şehiriçi Yenilenebilir Enerji Kullanımı Literatür araştırmamızı yeşil hücresel ağlar üzerine yaptığımızda karşımıza en çok çıkan çözüm yönteminin baz istasyonlarının devingen kullanımı olacağı görülecektir [8]. Bu kullanım biçimi özellikle şehiriçi gibi nüfus yoğunluğunun yüksek olduğu alanlar için yüksek enerji verimliliği sağlamaktadır. Bunun temel sebebi bu alanlarda baz istasyonlarının gündüz yoğun saatler için yerleştirilmiş

olması ve gece gibi hücresel ağın kullanım oranlarının çok düşük olduğu zamanlarda gereksiz olarak aktif kalmalarıdır. Bu problemi çözen klasik devingen yöntemlerin yanında yenilenebilir enerji kaynaklarını da çözüme ekleyen yöntemler son yıllarda karşımıza çıkmaktadır. Han ve arkadaşları, yaptıkları çalışmalarda, baz istasyonlarının biriktirdiği yenilenebilir enerji kaynağı miktarını da baz istasyonlarının iletim gücünün seviyesinin seçiminde bir etken olarak kullanmışlardır. Tanımladıkları problemde enerjisi azalan baz istasyonları iletim gücünü azaltmakta böylece şebeke enerjisine ihtiyacını azaltarak yaşam sürecini devam ettirebilmektedirler. Öte yandan, bu baz istasyonlarının düşük güçte çalışması bazı bölgelerin kapsama alanının dışına çıkmasına, bu bölgelerin kapsanması için diğer baz istasyonlarının gücünü arttırması gerektirmektedir. Ayrıca kullanıcı yoğunlukları da zamana göre değiştiğinden bu problem deterministik olmayan polinom zamanlı zorluk (NPhard) seviyesinde olmaktadır. Bu yüzden bu çalışmayı sağlayacak çeşitli sezgisel algoritmalar ortaya koymuşlardır [9]. Han ve arkadaşlarının çalışmasında yenilenebilir enerji miktarının baz istasyonunda birikmesi verisi, statik veriler üzerinden gerçeklenmektedir. Valerdi ve arkadaşları ise probleme ayrıca meteoroloji verilerini de eklemişlerdir. Örneğin bir gün sonrasında hava bulutlu ise enerji açığı ortaya çıkacağından tasarladıkları sistem transmisyon gücünü düşürmektedir. Elbette ki, güneş panellerini kullanan bu sistemde komşu tüm baz istasyonların hava koşullarından benzer şekilde etkileneceği aşikardır. Dolayısıyla bu tasarım daha çok şebeke enerjisinden beslenen klasik baz istasyonlarının arasına yerleştirilen yenilenebilir enerjili baz istasyonları için daha uygun olacaktır [10]. Şekil 1. Hava Durumu ve Geçmiş Tüketim Verilerinin Kullanılması [10] Zheng ve arkadaşları ise problemin başlangıç noktasına eğilmiş, baz istasyonlarının inşaa edileceği noktaların da yenilenebilir enerji özelliğinin katılarak seçilmesi gerektiğini belirtmişlerdir. Çalışmalarında baz istasyonlarının aralarında, ürettikleri enerjileri dağıtabilecekleri enerji hatları kurulabilmektedir. Problemlerinde bu enerji hatlarının maliyetini de hesaba katan oldukça kapsamlı bir sezgisel algoritma ortaya koyarak, kurulacak yeni baz istasyonlarının yer seçimini belirlemişler ve klasik baz istasyonları ile maliyet karşılaştırması yapmışlardır [11]. Daha önceden de belirtildiği üzere hücresel ağların kullanım miktarı günün belirli saatlerinde düşmekte, belirli saatlerinde ise artmaktadır. Fakat Paul ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışma baz istasyonlarının kendi aralarında kullanım miktarına göre bir korelasyon olmadığını ortaya çıkarmıştır [12]. Örnek vermek gerekirse tüm sistemin kullanım oranı gündüz saatlerinde belirli oranda artsa da baz istasyonlarının en yoğun kullanıldıkları saatler farklı zamanlar olmaktadır. Dolayısıyla birbirine komşu olan baz istasyonlarını, kullanım yoğunlukları farklılıklarına göre dönüşümlü çalıştırılmasını gerçekleştirebiliriz.

Paul ve arkadaşlarının tespitlerinde olduğu gibi, baz istasyonlarının farklı zaman dilimlerinde yoğun olmasından faydalanan bir tasarım, Zheng ve arkadaşlarının çalışması ile paralel zamanda gerçekleştirilmiştir [13]. Bu çalışmada baz istasyonları dönüşümlü olarak çalıştırılmakta, böylece çalışmadıkları zaman dilimlerinde uyku konumunda olup, ihtiyaç duydukları enerjinin yenilenebilir kaynaklardan yeterince temin edilebilmesi sağlanabilmektedir. Problemin deterministik olmayan polinom zamanlı zorluk (NP-hard) seviyesinde olmasından dolayı, üç aşamalı bir sezgisel algoritma gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada baz istasyonlarının konumları, zaman aralıklarına özgü seçilmekte (örneğin 08:00-12:00 ve 12:00-16:00 için farklı yerleştirme örüntüleri), ikinci aşamada bu yerleşimler birleştirilmekte, üçüncü aşamada ise kütle merkezi algoritması ile baz istasyonu sayısı optimize edilmektedir. Çıkan sonuçlardan bu algoritmanın yenilenebilir enerji kullanımı ile şebeke gerilimine ihtiyacı oldukça düşürdüğü görülmüştür. 4 Kırsal Bölgeye Yönelik Çözümler Mobil operatörler için, şehiriçi gibi kullanıcı yoğunluğunun yüksek olduğu bölgelerde öncelikli hizmet veri miktarı kapasitesini arttırmak olurken, kırsal kesim gibi nüfusun oldukça dağınık olduğu bölgelerde kapsama alanının genişletilmesi öncelikli olmaktadır. Bu amaçla yaygın olarak kullanılan yöntem yüksek transmisyon güçlü, kapsama alanı geniş baz istasyonlarının inşaa edilmesidir. Fakat bu baz istasyonları, yüksek güç tüketimlerinden dolayı şebeke gerilimine ya da yüksek miktarda mazota bağımlı olmaları gerekmektedir. Ayrıca geniş kapsama alanı için yüksek bir noktaya kurulmaları bu da kırsal bölgelerde ek kule maliyetlerine yol açmaktadır. Bu problemlerden ötürü çok hoplamalı mimarileri klasik hücresel ağ mimarisi ile tümleştiren tasarımlar ortaya konmaya başlamıştır [14]. Yenilenebilir enerji kullanımı açısından probleme yaklaşacak olursak, çoklu hoplamalı yapıların en önemli özelliği ara hoplama işlemini gerçekleştiren istasyonların haberleşmek için doğrudan merkeze bağlantı ihtiyacı duymamalarıdır. Böylece röle tabir edilen bu ara aktarma istasyonlarını yenilenebilir enerji ile besleyerek şebeke ağı gibi kırsal alanlar için oldukça yüksek maliyete sahip yapıyı kurmadan kapsama alanını genişletebiliriz [15]. Bu konuda Prasad ve arkadaşları Hindistan da bir çalışma gerçekleştirmişlerdir. Yapılarındaki en önemli yeni kavram köy istasyonu dedikleri yenilenebilir enerji ile çalışan düşük güç tüketimli istasyonlar olmaktadır (Şekil 2). Bu istasyonlar kendi aralarında çoklu hoplama ile merkez baz istasyonuna ulaşabilmektedirler [16]. Tabii bu yeni tasarımlarda bu yeni baz istasyonlarının haberleşmesi için seçilecek band aralığı oldukça önem teşkil etmektedir. Operatörün lisanslı olduğu alanın kullanılması frekans planını zorlaştırmakta, lisanssız bandın kullanılması ise CSMA gibi çekişme tabanlı uçtan uca gecikmenin yüksek olduğu MAC tasarımlarına ihtiyaç duyurmaktadır. Ayrıca çok hoplamalı yönlendirme algoritmaları geçtiğimiz yıllarda, ad hoc ve duyarga ağları için detaylı incelenmiş olsa da bu alanlardaki esas üzerinde durulan konu bir merkeze ihtiyacın duyulmadığı bir haberleşme mimarisinin oluşturulmasıydı. Yeni problemde ise yönlendirme algoritmalarının üzerinde durması gerektiği esas problem kapsama alanının en düşük maliyetle sağlanmasıdır. Ayrıca yenilenebilir enerjili baz istasyonlarının kullanılması söz konusu olduğunda yönlendirme algoritmalarında bu baz

6. Sonuç ve Öneriler 5. Ekonomik Uygulanabilirlik Problemi Şekil 2. Çok Hoplamalı Mimari [16] istasyonlarının mevcut enerji miktarlarının da hesaba katılması gerekmektedir. Tüm bunlar bu alandaki yeni araştırma konuları olarak karşımıza çıkmaktadır. Bir baz istasyonu maliyetini kurulum aşaması maliyetleri ve operasyonu için gereken maliyetler olarak ikiye ayırabiliriz [17]. Baz istasyonun imal edilmesi gibi giderler on yıl önce ön planda iken, enerji maliyetleri gibi operasyonel maliyetler gün geçtikçe kendini göstermektedir. Bu da baz istasyonlarında enerji maliyetini düşüren çözümlerin operatörler tarafından değerlendirilmeye başlamasını sağlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının güneş paneli, rüzgar türbini gibi ek kurulum maliyetlerine yol açacağı aşikardır. Bu maliyetlerin operasyonel maliyetleri (şebeke enerjisi tüketimi) ile karşılaştıran bir çalışma Andrae ve arkadaşları tarafından Güney Afrika için gerçekleştirilmiştir [18]. Yenilenebilir enerji kaynaklarının diğer önemli ekonomik faydası da şebeke hattı kurulum maliyetine ihtiyaç duymamasıdır. Bu da kırsal bölgelerde yenilenebilir enerjili baz istasyonlarının artmasını sağlamıştır. 2014 yılında bu yeni baz istasyonlarının %4.5 oranını ulaşacağı ön görülmektedir [19]. Ayrıca biyodizel gibi yenilenebilir kaynakların kullanılması da bölgesel ekonomi açısından oldukça faydalı olabilmektedir [20]. Küresel ısınmanın yavaşlatılmasında her alanda olduğu gibi hücresel ağ teknolojileri geliştiricilerin de sorumluluğu bulunmaktadır. Bu yeni tasarımların ekonomik olarak da verimli olması gerçek hayata geçirilebilmesi için oldukça önemlidir. Ayrıca yenilenilebilir enerjinin küresel ısınma ile mücadelede oldukça önemli bir silah olduğu da aşikardır. Dolayısıyla ağ teknolojilerinde yenilenebilir enerjinin kullanıldığı ekonomik çözümler sunmak gereklidir. Bu yenilikler donanımsal çözümler olacağı gibi, kullanıcı yoğunluğunun zamana ve mekana göre değişken olması, kırsal kesimin kapsama ve şebeke bağlantı eksikliği, yenilenebilir enerjinin kararlı olmaması gibi problemleri hedef alan ağ ve haberleşme mimarisi düzeyinde çözümler de olmalıdır. 7. Kaynaklar 1. J. M. Gregory, P. Huybrechts, and S. C. B. Raper, Climatology: Threatened loss of the Greenland ice-sheet," Nature, vol. 428, no. 6983, p. 616, 2004. 2. R. K. Pachauri and A. Reisinger, Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change," tech. rep., 2007. 3. V. Quaschning, Renewable energy and climate change. Wiley, 2009. 4. E. Oh, B. Krishnamachari, X. Liu, and Z. Niu, Toward dynamic energy-efficient operation of cellular network infrastructure," Communications Magazine, IEEE, vol. 49, no. 6, pp. 56-61, 2011.

5. V. Mancuso and S. Alouf, Reducing costs and pollution in cellular networks," Communications Magazine, IEEE, no. August, pp. 63-71, 2011. 6. T. Esser, Fuel cells enabling renewable off-grid solutions," in Telecommunications Energy Conference, 2008. INTELEC 2008. IEEE 30th International, pp. 1-2, IEEE, 2008. 7. S. Yeh, Green 4G communications: Renewable-energy-based architectures and protocols," in Mobile Congress (GMC), 2010 Global, pp. 1-5, IEEE, 2010. 8. M. A. Yiğitel, O. D. Incel, and C. Ersoy, Yeşil Hücresel Ağlara Hızlı Bir Bakış: Baz İstasyonlarının Enerji Tasarrufundaki Önemi," in Akademik Bilisim'13, 2013. 9. T. Han and N. Ansari, Optimizing cell size for energy saving in cellular networks with hybrid energy supplies," in Global Communications Conference (GLOBE- COM), 2012 IEEE, pp. 5189-5193, IEEE, 2012. 10. D. Valerdi, Q. Zhu, K. Exadaktylos, S. Xia, M. Arranz, R. Liu, and D. Xu, Intelligent energy managed service for green base stations," in GLOBECOM Workshops (GC Workshops), 2010 IEEE, pp. 1453-1457, IEEE, 2010. 11. M. Zheng, P. Pawenlczak, S. Staninczak, and H. Yu, Planning of Cellular Networks Enhanced by Energy Harvesting," arxiv preprint arxiv:1304.5088, 2013. 12. U. Paul, A. P. Subramanian, M. M. Buddhikot, and S. R. Das, Understanding traffic dynamics in cellular data networks, in INFOCOM, pp. 882 890, IEEE, 2011. 13. T. Pamuklu, and C. Ersoy, Optimization of Renewable Green Base Station Deployment," in GreenCom, Beijing, IEEE 2013. 14. X. J. Li, B.-C. Seet, and P. H. J. Chong, Multihop cellular networks: Technology and economics," Computer Networks, vol. 52, no. 9, pp. 1825-1837, 2008. 15. R. Pabst, B. H. Walke, D. C. Schultz, P. Herhold, H. Yanikomeroglu, S. Mukherjee, H. Viswanathan, M. Lott, W. Zirwas, M. Dohler, and Others, Relaybased deployment concepts for wireless and mobile broadband radio," Communications magazine, IEEE, vol. 42, no. 9, pp. 80-89, 2004. 16. R. Prasad and R. Mehrotra, A solar powered telecom architecture for off-grid locations," in Telecom World (ITU WT), 2011 Technical Symposium at ITU, pp. 205-210, IEEE, 2011. 17. K. Johansson, Cost Effective Deployment Strategies for Heterogenous Wireless Networks., PhD thesis, KTH, 2007. 18. A. S. G. Andrae, H. Dong, L. Shudong, M. Belfqih, and E. Gerber, Added value of life cycle assessment to a business case analysis of a photovoltaicwind radio base site solution in South Africa," in Telecommunications Energy Conference (INTELEC), pp. 1-7, IEEE, 2012. 19. L.-C. Wang and S. Rangapillai, A survey on green 5G cellular networks," in SPCOM, pp. 1-5, IEEE, 2012. 20. B. I. Katembo and P. S. Gray, Africa, seeds, and biofuel," J. Multidisciplinary Res, vol. 1, no. 1-6, p. 22, 2007.