Geri Dön

Özgün ısıl enerji depolama sistemlerinin analizi ve performans değerlendirmesi

Analysis and performance assessment of novel thermal energy storage systems

PDF İndir

  1. Tez No: 304812
  2. Yazar: HAKAN ÇALIŞKAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI, PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 322

Özet

Bu tezde, Sistem-I, Sistem-II ve Sistem-III olarak adlandırılan üç farklı sistem ele alınmıştır. Bu sistemlere enerji, ekserji, eksergoekonomik, çevresel ve sürdürülebilirlik analizleri uygulanmıştır. Sistem-I, bir bina ısıtması için birleştirilmiş termokimyasal, gizli ve duyulur ısıl enerji depolama (IED) uygulamasını içermektedir. Çevre (ölü durum) sıcaklıkları 8 °C, 9 °C ve 10 °C olarak değişmektedir. IED sistemleri arasında, akifer IED sisteminin sıcak kuyusu 8 °C ölü durum sıcaklığında sırasıyla % 94.12 ve % 88.78 maksimum enerji ve ekserji verimi değerlerine sahiptir. Ayrıca, en çok sürdürülebilir IED sistemi, akifer IED olarak bulunmuştur. Diğer yandan, bu kombine edilmiş IED sistemi 10 °C çevre sıcaklığında maksimum 1864.07 kgCO2/ay emisyona sebep olmaktadır ve eksergoekonomik sonuçları 33.75 W/$ (enerjetik) ve 10.34 W/$ (ekserjetik) olarak hesaplanmıştır.Sistem-II'de, bir eve yerleşik olarak bulunan güneş enerjili-yer destekli ısı pompalı yeraltı IED sistemi çalışılmıştır. Burada ele alınan sistem temelde güneş enerjisi sistemi, yeraltı IED sistemi ve iç ortam havası iklimlendirme sisteminden oluşmaktadır. Ölü durum sıcaklıkları 0 °C, 5 °C, 10 °C, 15 °C, 20 °C ve 25 °C olarak ele alınmıştır. Maksimum ekserji verimi 0 °C ölü durum sıcaklığında % 40.99 olarak elde edilirken, enerji verimi % 42.94 olarak hesaplanmıştır. Sistem 0 °C ölü durum sıcaklığında daha sürdürülebilirdir. Ayrıca, toplam CO2 emisyonu değeri 321.84 kgCO2/ay olarak bulunmuştur ve eksergoekonomik sonuçlar 0.16 W/$ (enerjetik) ve 0.02 W/$ (ekserjetik) olarak belirlenmiştir.Sistem-III'de, hibrit yenilenebilir enerji destekli hidrojen ve elektrik üretim ve depolama sistemi modellenmiş ve analiz edilmiştir. Örnek çalışmada ki cihazlar, hibrit rüzgar türbini-fotovoltaik panel sistemi, invertör, elektrolizör, hidrojen depolama sistemi, proton değişim membranlı yakıt pili (PDMYP), batarya ve yüktür. Ölü durum sıcaklıkları 0 °C, 10 °C, 20 °C ve 30 °C olarak ele alınmıştır. Maksimum enerji verimi % 53.55 olarak elektrolizör için hesaplanırken, maksimum enerji verimi % 71.70 olarak rüzgar türbini için bulunmuştur. Ayrıca, sistem 135 kgCO2/ay emisyona sebep olmaktadır ve eksergoekonomik sonuçları 0.41 W/$ (enerjetik) ve 0.26 W/$ (ekserjetik) olarak elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, three different systems, which are named as System-I, System-II and System-III, are undertaken. Energy, exergy, exergoeconomic, environmental and sustainability analyses are applied to these systems. System-I includes a combined thermochemical, latent and sensible thermal energy storage (TES) application for a building heating. The environment (dead state) temperatures vary to be 8°C, 9°C and 10°C. Among the TES systems, the hot well of the aquifer TES has maximum energy and exergy efficiency values of 94.12% and 88.78% at 8°C dead state temperature, respectively. Furthermore, the most sustainable TES system is found to be the aquifer TES. On the other hand, this combined TES system causes maximum 1864.07 kgCO2/month emissions at 10°C environment temperature and its exergoeconomic results are calculated as 33.75 W/$ (energetic) and 10.34 W/$ (exergetic).In System-II, an underground TES system with a solar-ground coupled heat pump installed in a house is studied. The system considered here mainly consists of a solar energy system, an underground TES system and an indoor air conditioning system. The dead state temperatures are considered as 0°C, 5°C, 10°C, 15°C, 20°C and 25°C. The energy efficiency is calculated to be 42.94%, while the maximum exergy efficiency is obtained as 40.99% at 0 °C dead state temperature. The system is more sustainable at 0 °C dead state temperature. Also, the total CO2 emissions value is found as 321.84 kgCO2/month and the exergoeconomic results are determined as 0.16 W/$ (energetic) and 0.02 W/$ (exergetic).In System-III, a hybrid renewable energy based hydrogen and electricity production and storage system is modeled and analyzed. The devices in the case study are a hybrid wind türbine-photovoltaic panel system, an inverter, an electrolyzer, a hydrogen storage system, a proton exchange membrane fuel cell, a battery and a load. The dead state temperatures are considered as 0°C, 10°C, 20°C and 30°C. The maximum exergy efficiency is found to be 71.70% for the wind turbine system, while the maximum energy efficiency is calculated as 53.55% for the electrolyzer. Also, the system causes 135 kgCO2/month emissions and its exergoeconomic results are obtained as 0.41 W/$ (energetic) and 0.26 W/$ (exergetic).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467221

    Yenilikçi ısı depolama sistemi faz değiştiren malzemelerin bina enerji verimliliği üzerindeki etkisinin analizine yönelik yaklaşım: Diyarbakır ve Erzurum örnekleri

    The approach of the analysis of the effect of phase change materials as the innovative heat storage system on the building energy efficiency: Diyarbakir and Erzurum samples

    DAMLA DEPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞE ZERRİN YILMAZ

  2. Tez No

    733156

    Energy, exergy, economic and environmental-based design, analysis and multi objective optimization of novel solar tower-based gas turbine cycle multi-generation systems with new performance criteria

    Özgün güneş kuleli gaz türbini çevrimli çoklu-üretim sistemlerinin yeni performans kriterleri ile enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel tasarımı, performans analizi ve çok amaçlı optimizasyonu

    MERT ÇOLAKOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET DURMAYAZ

  3. Tez No

    553329

    Design and structural finite element analysis of an artificial neural network based optimized alpha type stirling engine

    Yapay sinir ağı bazlı optimize edilmiş bir stırlıng motorunun tasarımı ve yapısal sonlu elemanlar analizi

    CENGİZ YILDIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATA MUGAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA BAYATA

  4. Tez No

    605493

    Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi

    Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures

    ÜNAL DEĞİRMENCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  5. Tez No

    815944

    Experimental and numerical analysis of the thermoelectric cooling of photovoltaic panels

    Fotovoltaik panellerin termoelektrik ile soğutulmasının deneysel ve sayısal analizi

    ALI TALIB DAKHAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    EnerjiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KENAN YAKUT

Geri Dön