Modelling, transient simulations and parametric studies of parabolic trough collectors with thermal energy storage
Isıl enerji depolamalı parabolik oluklu kolektörlerin modellenmesi, zamana bağlı benzetimi ve parametrik çalışması
- Tez No: 383335
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU, DOÇ. DR. DEREK KEITH BAKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Bu tezde, iki tank ergimiş tuzlu ısıl enerji depolamalı parabolik oluklu kollektör tarlasının matematiksel modeli geliştirilmiştir. Model TRNSYS'te oluşturulmuş ve MatLab kullanılarak özgün bir valf ve ısıl enerji depolama kontrol algoritması modele dahil edilmiştir. Model, elemanların içerisindeki zamana bağlı durumlara, hava durumu ve talepteki değişikliklere duyarlıdır. Doğrusal dik ışınım ve kollektör uzunluğu arasındaki ilişkiyi göstermek için farklı güneş ışınımlarında en uygun parabolik oluklu kollektör uzunluğu hesaplanmıştır. Matematiksel model yalnızca parabolik oluklu kollektör tarlası ve ısıl enerji depolamanın ilk yatırım maliyetlerini içeren bir ekonomik modelin içerisinde kullanılmıştır. Ekonomik modele bağlı olarak, matematiksel modelde, sabit ilk yatırım maliyetinde kollektör tarlası alanı ve depo büyüklüğünü değiştirerek farklı büyüklükte santraller oluşturulmuştur. Birçok ilk yatırımı maliyetinde, Türkiye'deki iki farklı şehirde ve dört farklı yük profilinde ekonomik model verilerini ve matematiksel model benzetimlerini kullanarak parametrik bir çalışma yapılmıştır. Parametrik çalışmanın sonucunda, en fazla güneşlenme oranının olduğu durumlar seçilmiş ve genel bir davranış gözlemlenmiştir. Isıl enerji depolamanın kollektör tarlasından üretilen enerjiye olan etkisi tartışılmış ve ısıl enerji depolamanın en uygun santral boyutlarındaki değişimi gözlenmiştir. Uygun bir yatırım limitinden sonra, artan kolektör tarlası ve/veya depolama büyüklüğüne bağlı olarak; güneşlenme oranının doğrusal artışı kaybolur ve asimtotik artar. Bu limitin üstünde, diğer enerji kaynaklarıyla hibritleme tavsiye edilmiştir. Tezin sonraki bölümünde güneş enerjisinde temel tasarım parametrelerinden bir tanesi olan yük profilinin önemi vurgulanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a mathematical model of a parabolic trough collector field with a two-tank molten salt thermal energy storage is developed. The model is built in TRNSYS and by using MatLab, novel valve and thermal energy storage control algorithms are implemented. The model is sensitive to transient states inside the components and variations in weather and demand. Optimum parabolic trough collector length is determined for different insolation values to show the relation between direct normal insolation and collector string length. The mathematical model is used in an economic model, which contains initial investment costs of the parabolic trough collector field and thermal energy storage costs only. Depending on the economic model, different sizes of plants are created at fixed initial investment costs by changing collector field area and storage size in the mathematical model. A parametric study is done by using economic model data and by simulating the mathematical model at various initial investment costs, two different locations in Turkey, and four different load profiles. As result of the parametric study, maximum solar fraction cases are selected and a generalized trend is observed. Effect of thermal energy storage on solar fraction is discussed and the change in thermal energy storage with optimum plant size is investigated. After an optimum investment, linear increment behavior of solar fraction is disappears and increases asymptotically by increasing the plant and/or storage size. Above this limit, hybridizing with other energy sources are advised. Later in the thesis, significance of load profile is emphasized, which should be one of the major design parameters for solar powered energy systems.
Benzer Tezler
- Düşey levhalarda ısı iletkenliği düşük yatay kanatların doğal ısı taşınımına etkisi
Influence of horizontal fins with low thermal conductivity on natural convective heat transfer from vertical surfaces
NEDİM TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ
- Evaporator performance under frosted conditions and evaluation of heat & mass transfer in a domestic refrigerator
Bir buzdolabı buharlaştırıcısının karlanmış şartlar altındaki performansı ve buzdolabında ısı kütle transfer mekanizmalarının modellenmesi
CEMİL İNAN
- Jet motorlarında kullanılan yakıt enjektörlerinin çok fazlı akış karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of multiphase flow characteristics of jet engine fuel nozzles
MUSTAFA BAL
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Aktif ve pasif kontrol yöntemlerinin radyal kompresör performansı üzerindeki etkilerinin sayısal incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of active and passive flow control methods on the performance of centrifugal compressors
SÜLEYMAN EMRE AK
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Cogging torque and performance optimization of an interior permanent magnet synchronous motor used in commercial washing machines
Ticari çamaşır makinelerinde kullanılan gömülü daimi mıknatıslı senkron motorların tutunma momenti ve performans en uygunlaştırması
EGE ÜNLÜTEPE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ