Geri Dön

200 kW gücünde yoğunlaştırıcılı güneş ısıl santralinin tasarımı

Design of the 200 kW concentrated solar power system

  1. Tez No: 405303
  2. Yazar: EMRAH GÜNGÖR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA GÜNEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 169

Özet

Güneş enerjisi; temiz ve çevre dostu bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Türkiye'nin güneş kuşağı içerisinde yer alması dolayısıyla güneş enerjisi potansiyelinin ve güneşlenme süresinin yüksek olmasına rağmen bu kaynak çoğunlukla sıcak su üretimi gibi düşük sıcaklık uygulamalarında kullanılmaktadır. Ancak güneş enerjisi; elektrik üretimi, soğutma, endüstriyel proses ısısı üretme gibi bir çok uygulama alanına sahiptir. Sanayide kullanılan enerji, sektörel enerji tüketimimizin ilk sırasında yer almaktadır. Buna rağmen sanayinin toplam enerji ihtiyacının çok küçük bir kısmında güneş enerjisinden faydalanılmaktadır. Özellikle kağıt, tekstil ve gıda sanayinde çeşitli üretim aşamalarında endüstriyel proses ısısına ihtiyaç duyulmaktadır. Proses ısısının güneş enerjisi kullanılarak üretilmesiyle sanayinin enerji için harcadığı maliyetin düşeceği açıktır. Bu çalışmada, İzmir şartlarında 200 kW kapasitesi olan parabolik oluk tipli yoğunlaştırıcılı bir güneş ısıl santralinin tasarımı yapılmıştır. Santral, endüstride üretimin ihtiyaç duyulan aşamalarında kullanılmak üzere proses ısısı üretecektir. Tasarım hesaplamalarında kullanmak için, genel amaçlı bir matematik yazılımında küçük programlar yazıldı. Programlardan elde edilen değerler yardımıyla santral elemanları boyutlandırıldı ve seçim işlemi yapıldı. Santral tesisat şeması için 3-boyutlu bir katı modelleme yazılımı kullanıldı. Sistemin basit bir ekonomik analiz modeli oluşturuldu ve başabaş noktası hesaplandı. Tasarımı yapılan sistemin temel bileşenleri, parabolik-oluk toplayıcılar, ısı değiştiricisi, boru devresi, pompalar, bağlantı elemanları ve otomatik kontrol sistemidir. Hesaplamalara göre, parabolik oluk kollektörlere 170oC'de girip yaklaşık 240oC'ye ısınan ısı transfer akışkanının ısı enerjisinin, ısı değiştiricisi aracılığıyla 25oC sıcaklığındaki suya aktarılmasıyla, 4 bar basınç, 143,61oC sıcaklık ve 280 kg/saat kapasitede doymuş su buharı üretilebilecektir. 2015 Mart ayı rakamlarına göre, sistemin ilk yatırım maliyeti 639140 TL olarak hesaplanmıştır. Ekonomik değerlendirmede ömür boyu maliyet analizi kullanılmış ve santralin geri ödeme süresi 10,54 yıl olarak bulunmuştur. Ayrıca santralin ekonomik olarak uygulanabilir olduğu tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Solar energy is a clean and environmentally friendly renewable energy source. Turkey is located in the sunbelt, therefore; its solar energy potential is high but this potential is used in the low temperature applications such as water heating. Beyond the low temperature applications there are several potential fields of application for solar energy such as electricity generation, solar cooling and heat production for industrial processes. The energy used in the industry is the first place of sectoral energy consumption. Nevertheless solar energy supplies a small portion of the total energy requirement of industry. The most promising industrial sectors for the application of solar process heat are paper, textile and food. Total cost of energy consumption of the industry will be reduced if industrial process heat is provided with solar energy. In this study, 200 kW concentrated solar power system was designed in Izmir meteorological conditions. System was designed for providing industrial process heat using in any process of industrial applications. Programs were developed by using mathematical programming language for design calculations. System components were sized and selected via the values obtained from the programs. In the system design, a 3D drawing program was used. A simple cost analysis of the system was modeled and break-even point was calculated. The main components of the system are parabolic trough collectors, heat exchanger, piping, pump, expansion tank, and control system. Heat transfer fluid was operated between 170-240oC and the gained heat energy from solar energy was transferred to water at 25oC. As a result, it was determined that the water steam at 280 kg/h capacity, 143.61oC temperature and 4 bar pressure could be produced. According to the March 2015 figures, total cost of the system was found 639140 TL (Turkish Lira). Life cycle cost analysis was used in economical assessment and the payback period was found 10.54 years. Additionally, it was determined that system was economically feasible.

Benzer Tezler

  1. Seri hibrit uçaklarda bulanık mantık tabanlı elektrik enerjisi yönetiminin incelenmesi

    An investigation of fuzzy logic based electric energy management in series hybrid aircraft

    MURAT KESKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK

  2. 200 amper, yüksek frekans anahtarlamalı, DA ve AA/DA kaynak makinalarının geliştirilmesi

    Implementation of 200 ampere, high frequency switching DC and AC/DC arc welding machines

    ARZU KOPARAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TİMUR AYDEMİR

  3. Güneş enerji santrallerinin verimlerine etki eden faktörlerin değerlendirilmesi.

    Evaluation of factors affecting the efficiency of solar power plants

    SUAT ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiAmasya Üniversitesi

    Yenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÜNAL KURT

  4. Bulanık mantık kontrollü otonom ve şebeke bağlantılı rüzgâr-güneş hibrid güç sisteminin optimizasyonu ve Adnan Menderes Üniversitesi kampüs alanında uygulanması

    Optimization of fuzzy logic controlled autonomous and grid connected wind-pv hybrid power system and application in Adnan Menderes University's campus

    KIVANÇ BAŞARAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NUMAN SABİT ÇETİN

  5. Induction plasma synthesis of Mg-Ni nanoparticles

    Mg-Ni nanoparçacıkların endüksiyon plazma ile sentezi

    BURAK AKTEKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TAYFUR ÖZTÜRK