A two-stage feasibility approach for solar chimney power plant design
Güneş bacası santral tasarımı için iki aşamalı fizibilite yaklaşımı
- Tez No: 423326
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ONUR TAYLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Energy, Physics and Physics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Teknolojik olarak az gelişmiş ülkelerde erişilebilir durumdaki çeşitli yenilenebilir enerji sistemleri; enerji güvenliğini sağlamak, üretim portföyünü zenginleştirmek ve temiz kalkınma konularını ele almak açılarından acilen gereklidir. Güneş bacası santralleri (SCPP) bu fırsatı sunan ve güneş enerjisi kullanımı için umut verici teknolojilerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu tezde, SCPP için doğrusal olmayan yeni bir programlama modeli temel alınarak iki aşamalı bir fizibilite yaklaşımı önerilmektedir. İlk aşamada, sadece santral kurulum maliyeti ile periyodik işletme ve bakım maliyetlerinin bugünkü değerini en aza indiren değil, aynı zamanda enerji talebini belirli bir sistem güvenilirliği içerisinde karşılayan en uygun SCPP boyutları belirlenmektedir. İkinci aşamada, santralin kullanımda kaldığı süre boyunca SCPP tarafından üretilen elektrik satışından elde edilen gelirlerin bugünkü değerinin ilk aşamada bulunan yaşam döngüsü maliyetlerinin bugünkü değerinden düşülmesi suretiyle santralin net bugünkü değeri (NPV) hesaplanmaktadır. Önerilen modelin getirdiği yenilik, santralin kurulduğu yere özgü güneş ışınımı, hava sıcaklığı, mevcut arazi alanı, elektrik fiyatını, elektrik talebini, faiz oranlarını ve bina inşaat ve işletim maliyetlerini göz önünde bulundurarak kurulması planlanan santralin ekonomik olarak uygulanabilir olup olmadığını belirleyebilmesidir. Önerilen yaklaşım, Nijerya'nın Potiskum yöresi için örnek olarak uygulanmış ve %3'lük *Türkçe özet getiri oranına göre kolektör çapı 1128 m ve baca yüksekliği 715 m olan bir SCPP'nin yatırımcılar için karlı olacağı hesaplanmıştır. Bahsedilen test koşullarındaki bir SCPP'nin yüksek bir güvenilirlik düzeyinde yaklaşık 7500 kişiye elektrik sağlayacağı öngörülmüştür. Kolektör ve türbin verimleri ile elektrik birim fiyatı, elektrik ihtiyacı, meteorolojik girdi değişkenleri ve iskonto oranının santralin en uygun boyutları ve santralin net bugünkü değeri üzerindeki etkileri için detaylı bir hassasiyet analizi yapılmıştır. Ayrıca, detaylı sürdürülebilirlik etki değerlendirmesi yoluyla yapılan analizler, önerilen SCPP'nin yerel sosyal, ekonomik ve çevresel kalkınmayı geliştireceğini göstermektedir. Genel olarak, bu çalışma SCPP'nin net bugünkü değerini mümkün olan en yüksek değer çıkararak santralin boyutlarını bulan yeni bir fizibilite çalışması sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Diverse renewable energy systems accessible to technologically less developed countries are urgently needed to ensure energy security, enrich the generation portfolio, and tackle clean development issues. Solar chimney power plants (SCPP) offer this opportunity and have been accepted as one of the promising technologies for solar energy utilization. In this thesis, a two-stage feasibility approach for SCPP is proposed based on a new nonlinear programming model. In the first stage, we solve the proposed optimization model which determines the optimal SCPP dimensions that not only minimize the capital cost of building the plant and the present value of the periodic operation and maintenance costs, but also satisfy the energy demand within a specified reliability. In the second stage, we compute the net present value (NPV) of building the SCPP by deducting the present value of life-cycle costs found in the first stage, from the present value of revenues obtained due to selling the electricity generated by the SCPP. The novelty of the proposed model is due to the fact that it identifies whether building the plant is feasible or not, by taking into account the site-specific data of solar radiation, ambient temperature, available land area, the price of electricity, electricity demand, discount rate, and cost of building and operating the plant. The proposed approach is tested on a case study in Potiskum, Nigeria, which reveals that building a SCPP with a collector diameter of 1,128 m and chimney height of 715 m would be profitable for investors at an annual rate of return of 3% and would provide electrification to about 7,500 people with a high level of reliability. Managerial insights on the impact of the efficiency of the collector, the efficiency of the turbine, electricity price, electricity demand, meteorological input variables, and discount rate on the size of the plant and the net present value are analyzed through a detailed sensitivity analysis. Moreover, the analysis suggests that the proposed SCPP would improve the social, economic and environmental development in the region through the detailed sustainable impact assessment. Overall, this study shows a new feasibility approach to find optimum SCPP dimensions by maximizing net present value.
Benzer Tezler
- Experimental and theoretical investigations of magnesium-chlorine cycle and its integrated systems
Başlık çevirisi yok
HASAN ÖZCAN
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiUniversity of Ontario Institute of TechnologyPROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Körfezlerdeki su kalitesinin uydu görüntü verileri yardımıyla incelenmesi
The Evaluation of water-quality in the bays by satellite images
FİLİZ SUNAR
- Enerji depolamada yenilikçi karbon yapılı esnek yüzeylerin üretimi ve analizi
Production and analysis of novel carbon structured flexible surfaces for energy storage applications
ESRA ŞERİFE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Nanostructuring using metal assisted etching
Başlık çevirisi yok
MEHMET UMUT KÜÇÜKBAYRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
BiyomühendislikAlbert-Ludwigs-Universität Freiburg im BreisgauDR. FIRAT GÜDER
- Agrivoltaik sistemler ile elektrikli traktörleri şarj etmek için doğru arazilerin saptanması
Determining the right lands to charge electric tractors with agrivoltaics
SAMED PEKDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN