Geri Dön

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

  1. Tez No: 383335
  2. Yazar: TUFAN AKBA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALMILA GÜVENÇ YAZICIOĞLU, DOÇ. DR. DEREK KEITH BAKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    1997

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ

  2. 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

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. A. NİLÜFER EĞRİCAN

  3. Jet motorlarında kullanılan yakıt enjektörlerinin çok fazlı akış karakteristiklerinin incelenmesi

    Investigation of multiphase flow characteristics of jet engine fuel nozzles

    MUSTAFA BAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE

    DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ

  4. 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

    Türkçe

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI

  5. 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

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ