Development of a methodology for sizing and assessment of wind integrated advanced adiabatic compressed air energy storage system (AA-CAES)
Basınçlı hava ile rüzgar entegreli gelişmiş adiyabatik enerji depolama sisteminin boyutlandırma ve değerlendirme metodunun geliştirilmesi
- Tez No: 368731
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER TARI, DOÇ. DR. DEREK K. BAKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji depolama, sıkıştırılmış hava ile enerji depoloma, basınçlı hava ile gelişmiş adiyabatik enerji depolama, ısı enerjisi depolama, Renewable energy storage, compressed air energy storage, advanced adiabatic compressed air energy storage, thermal energy storage
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı günden güne bütün dünyada hızlı bir şekilde önem kazanıp yaygınlaşmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından yüksek kaliteli enerji elde etmek için kaynakların kesintili yapısını önleyecek, tampon görevi görecek büyük hacimli enerji depolama sistemi konulması gerekmektedir. Basınçlı hava ile gelişmiş adiyabatik enerji depolama sistemi diğer geleneksel yenilenebilir enerji depolama tekniklerinden farklı olarak sıkıştırma döngüsünde üretilen ısıyı tutarak depo eder ve genleşme döngüsünde geri verir. Bu tezde basitleştirilmiş dolgulu yatak ısı enerjisi depolama yöntemi ile oluşturulmuş basınçlı hava ile gelişmiş adiyabatik enerji depolama sisteminin parçalarının boyutlandırma ve değerlendirme metodu rüzgar enerjisi için geliştirilmiştir. Bu metoda rüzgâr santrallerinin ve büyük mağaraların bulunduğu sistem kurulumu için belirli bir bölge seçilmiştir. Bölgeye ait TMY2 verilerinden elde edilen rüzgar hızları kullanarak bölgede bulunan rüzgar türbinlerinin ürettiği elektrik saatlik bazda hesaplanmıştır. Ayrıca seçilen bölgeye ait elektrik tüketim verileri de alınarak ve elektrik üretim verileri ile karşılaştırılarak enerji depolama ve enerji üretme algoritmaları geliştirilmiştir. Bu sistemde kullanılan kompresör, türbin ve ısı depolama tankı gibi birimler MATLAB yazılım ortamında modellenmiştir. Bu algoritmalara göre termal enerji depolama tankının ve hava depolama mağarasının boyutlandırılmasına basitleştirilmiş dolgulu yatak ısı enerjisi depolama sistemi metodu kullanılarak çalışılmıştır. Dolgulu yatak ısı enerjisi depolama yöntemi literatürde bulunan bir deney düzeneği ile doğrulanmıştır. Ek olarak, boyutlandırma ve sistem parçalarının özellikleri ile ilgili çeşitli parametrik çalışmalar incelenmiş ve bunların sistem performansına olan etkileri değerlendirilmiştir. Son olarak toplam sistem verimliliği hesaplanmış ve literatürde bulunan diğer sistem konseptleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın uygulamasının gösterimi için TMY2 datasını kullanılarak DARES Datça rüzgar santralinin elektrik üretim verileri ve Ege bölgesinin toplam enerji tüketiminden yola çıkılarak hesaplanan Datça enerji tüketimi girdi olarak kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Renewable energy usage has become widespread and gained world-wide importance lately. In order to get high quality power from renewable energy sources to the grid, bulk energy storage system will be required as a buffer, due to the intermittent nature of renewable energy. Advanced adiabatic compressed air energy storage (AA-CAES) technology is uniquely different from conventional energy storage techniques for renewable energy in that it captures and stores the heat generated during the compression cycle and releases this heat in the expansion cycle. In this thesis, a new method is developed for sizing and assessment of adiabatic compressed air energy storage system (AA-CAES) as a buffer for wind energy production taking into consideration the indeterminacy of the wind resource and variations in electrical demand. In this methodology, a specific place in which the wind farms and very large air storage cavern are located is selected for the system construction. For that specific place, the hourly electricity production for the wind farm is calculated according to wind speed taken from TMY2 data by using power output graph for specific wind turbines. Additionally, hourly power consumption of the selected place is taken according to energy consumption data of the selected place. These generation and consumption values are compared and hourly energy storage and energy production algorithms are developed. For this method, components used during the energy production and storage process such as compressor, turbine and thermal energy storage tank are separately examined and modeled in MATLAB software platform. According to the energy production and storage algorithms, sizing of packed bed thermal energy storage tank and air storage cavern are studied by using a simplified packed bed thermal energy storage method, and this method is verified with experimental data in the open literature. In addition, several parametric studies related to the sizing and properties of the system components are performed and the effect of these to the system performance is evaluated. Finally, the total system efficiency is calculated and compared with existing AA-CAES concepts. To demonstrate this method, the power generations of DARES Datça wind farm according to TMY2 data and power consumption of Datça peninsula, which is calculated indirectly from total Aegean Region power consumption data, values are used as input values.
Benzer Tezler
- Natural ventilation of high-rise buildings a methodology for planning with different analysis tools and case-study integration
Çok katlı binalarda doğal havalandırma farklı analiz araçları ve örnek alan entegrasyonu ile planlama için bir yöntem
TOBIAS SCHULZE
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. AYŞE ZERRİN YILMAZ
PROF. DR. MARCO PERINO
- Design of hybrid solar wind system for sustainable energy storage: A case study Rutba city
Sürdürülebilir enerji depolaması için hibrit güneş rüzgar sisteminin tasarımı: Rutba şehiri örnek çalışması
AHMED BASEM MOHAMMD ALDULAEMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK YAVUZ
- A Software tool for personal software process (PSP) based on function point analysis for size masurement
Büyüklük ölçüsünü fonksiyon nokta analizi alan kişisel yazılım süreci için bir yazılım desteği
HAKAN YARAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN KURU
- Standalone photovoltaic energy system designs of rural electrification in Central of Africa: A case study of Kayonza in Rwanda
Orta Afrika'da kırsal elektrikleşmenin bağımsız fotovoltaik enerji sistemi tasarımları: Ruanda'da Kayonza şehrinin bir örnek çalışması
VINCENT NKURANGA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN AKSOY
- Elektronik harp sistemi ile konum belirleme: Deniz gözetleme istasyonları için stratejik yerleşim planları
Position determination with electronic warfare system: Strategic location plans for maritime surveillance stations
CANBERK BERBER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR KABAK