Numerical investigations on renewable-aided integrated compressed air storage systems
Yenilenebilir-destekli entegre sıkıştırılmış hava depolama sistemleri üzerine sayısal incelemeler
- Tez No: 1016816
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Enerji depolama sistemi, Yenilenebilir enerji, Yenilenebilir enerji kaynakları, Energy storage, Energy storage system, Renewable energy, Renewable energy resources
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan küresel enerji talebi ve çevresel kaygılar, fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi zorunlu kılmıştır. Ancak yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintili ve öngörülemez doğası, güvenilirliğin sağlanması ve dolayısıyla bu kaynakların depolanması ve etkin kullanımı açısından önemli bir zorluk oluşturmaktadır. Çeşitli enerji depolama teknolojileri arasında Sıkıştırılmış Hava Enerji Depolama (SHED) sistemleri, bu probleme yönelik en umut verici çözümlerden biri olarak kabul edilmektedir. Genel olarak SHED sistemleri, düşük talep dönemlerinde kompresör üniteleri aracılığıyla havayı sıkıştırarak depolamakta ve talebin yüksek olduğu dönemlerde depolanan havayı türbinlerden geçirerek elektrik üretmektedir. Bu sayede yenilenebilir enerji kaynaklarının daha kararlı ve uzun süreli kullanımına olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada, günlük kütlesel debi verileri ve temel termodinamik prensipler kullanılarak bir rüzgâr türbini ile entegre dinamik bir SHED sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Mağara içerisindeki şarj ve deşarj süreçleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Simülasyon sonuçları gerçek test verileri ile karşılaştırılmış ve iki farklı vaka çalışması üzerinden doğrulanmış olup, referans verilerle güçlü bir uyum sergilediği görülmüştür. Bu durum, sistemin termodinamik davranışının değerlendirilmesine olanak sağlamış ve SHED sistemlerinin çalışma prensiplerinin termodinamik bakış açısıyla daha iyi anlaşılmasına katkı sunmuştur. Ayrıca rüzgâr türbini, kompresör ve depolama alt sistemleri Simscape kütüphanesi kullanılarak ayrıntılı biçimde modellenmiş; farklı rüzgâr hızı profilleri ve depolama tankı hacimlerini içeren çeşitli senaryolar altında sistemin genel termodinamik davranışı kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The increasing global energy demand and environmental concerns have necessitated the shift from fossil fuels to renewable energy sources. However, the intermittent and unpredictable nature of renewables poses a significant challenge to ensuring reliability and, therefore, to their storage and utilization. Among the various energy storage technologies, Compressed Air Energy Storage (CAES) is considered one of the most promising solutions for this problem. In general terms, CAES systems store compressed air during off-peak periods using compressor units and subsequently generate electricity by expanding the stored air through turbines during peak demand. In this way, they enable more stable, long-term use of renewable energy sources. In this study, a dynamic CAES system integrated with a wind turbine was modeled in MATLAB/Simulink using daily mass flow rate data and fundamental thermodynamic principles. The charging and discharging processes in the cavern were analyzed in detail. The simulation results were compared with real test data and validated through two case studies, demonstrating strong agreement with the reference data. This allowed for an assessment of the system's thermodynamic behavior and contributed to a deeper understanding of CAES system operation from a thermodynamic perspective. In addition, the wind turbine, compressor, and storage subsystems were comprehensively modeled using the Simscape library, and the overall thermodynamic behavior of the system was thoroughly analyzed under various scenarios involving different wind speed profiles and storage tank volumes.
Benzer Tezler
- Numerical modeling of wave overtopping in nearshore structures
Kıyıya yakın yapılarda dalga aşmasının sayısal modellenmesi
HAMZA CHEIKH ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ BAYRAKTAR BURAL
- İlkokul, açık ve yeşil alan donatılarının yeterlilik ve erişilebilirlik açısından coğrafi bilgi sistemleri ile incelenmesi: Beşiktaş ve Sarıyer örnekleri
Investigation in terms of sufficiency and accessibility with geographical information systems for primary schools and green spaces: Besiktas and Sariyer
GÜLNUR DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRİ HAKAN DENLİ
- Toprak ısı değiştiricilerinde yeni bir ısıl tepki yöntemi ve performansın parametrik incelenmesi
A new thermal response method for ground heat exchangers and parametric investigation of their performance
MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU
- Esnek üretim sistemleri için bir etkin üretim denetleme modeli
An Effective supervisory control model for flexible manufacturing systems
BAHAR KORKUSUZ
Doktora
Türkçe
1989
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÖNÜL YENERSOY
- Güneş enerjili sıcak su depolama tanklarında kullanılan faz değiştiren maddelerin ısıl enerji depolama performansına etkileri
The effect of phase change materials used in solar hot water storage tanks on thermal energy storage performance
BURAK İZGİ
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEVLÜT ARSLAN