Geri Dön

Optimization of operation temperatures and durations during solar thermal water splitting towards greater energy efficiencies

Güneş enerjisi kullanılarak suyun bileşenlerine ayrıştırılmasında yüksek enerji verimliliğine yönelik proses sıcaklık ve sürelerinin optimizasyonu

  1. Tez No: 442297
  2. Yazar: EZGİ YAVUZYILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER, DOÇ. DR. SERKAN KINCAL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Enerji, Kimya Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

Güneş enerjisi kullanılarak hidrojen üretimi, kimyasal bağlarda enerji depolanmasının çevreci, alternatif bir yoludur. Bu teknolojinin günümüzde yaygın bir biçimde kullanılmasını engelleyen en önemli problemler, buhar reformasyonu, kömürün gazlaştırılması ve suyun hidrolizi gibi geleneksel hidrojen üretim yöntemleri ile kıyaslandığında, bu teknolojinin düşük enerji verimliliği ve yüksek üretim maliyetlerine sahip olmasıdır. Güneş enerjisi kullanarak suyun bileşenlerine ayrıştırılması önemli bir alternatif yöntemdir. Bu yöntemde, termokimyasal çevrim birbirini takip eden iki aşamadan oluşur. İlk aşamada, yüksek sıcaklıklarda redoks maddesi güneş enerjisinin yardımıyla ayrışır. İkinci aşamada ise görece düşük sıcaklıklarda su buharının reaktörden geçirilmesi ile redoks maddesinin yükseltgenmesi gerçekleşir. Ancak, çalışma sıcaklıkları ve sürelerindeki değişimler reaktörün birçok performans kriterleri arasında kar-zarar ilişkisine neden olmaktadır. Bu sebeple, çalışma sıcaklıkları ve sürelerinin optimum değerlerini bulma sorunu, reaktörde yüksek enerji verimliliğini sağlamak açısından büyük öneme sahiptir. Bu tezde, problemin çözümü için birden fazla çözüm yaklaşımı sunulmuştur. Hem parametrik ve istatiksel analiz yöntemi hem de matematiksel optimizasyon metodu yerel optimum çalışma ve sıcaklık değerlerinin bulunması amacıyla benimsenmiştir. Özel reaktör şartları ve alternatif vakalar için farklı yerel optimum değerler hesaplanmıştır.

Özet (Çeviri)

Hydrogen production by solar thermal water splitting is an eco-friendly way of storing solar energy in chemical bonds. The most important obstacles for the viability and the commercialization of this technology are lower energy efficiencies and higher production costs compared to conventional hydrogen production ways such as steam reforming, coal gasification, and electrolysis of water. Two-step thermochemical hydrogen production by using solar energy is an alternative method to conventional hydrogen production. In this method, the thermochemical cycle consists of two sequential steps: a high temperature step where the decomposition of the redox material is driven by solar energy and a relatively moderate temperature step where oxidation of the redox material is achieved by steam fed to the reactor. However, the changes in operation temperatures and process durations lead to trade-offs between performance criteria of the reactor. Therefore, the problem of evaluating optimum values for the operation temperatures and durations have extreme significance in terms of achieving high energy efficiencies in the reactor. In this thesis, more than one solution approach is presented for the solution of the problem. Both parametric statistical analysis approach and mathematical optimization methods are adopted to find local optima for operation temperatures and durations. Several local optimum values are presented for the studied specific reactor conditions and alternative cases.

Benzer Tezler

  1. Alçak yörünge koşullarında güç yedeklilik mimarisi

    Power redundancy architecture for low orbit conditions

    YAREN EMRE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPTEKİN YILDIZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN AKÇA

  2. Experimental analysis and modeling of photovoltaic panels

    Fotovoltaik panellerin deneysel analizi ve modellenmesi

    ERHAN KAYABAŞI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KURT

  3. Membran biyoreaktörü (MBR) ile evsel atıksu arıtımı

    Domestic wastewater treatment with membrane bioreactor (MBR)

    NEVZAT ÖZGÜ YİĞİT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. MEHMET KİTİŞ

    DOÇ.DR. ÖZER ÇINAR

  4. Reinforcement learning based battery thermal management controller for electric vehicle charge time optimization using horizon data

    Ufuk verileri kullanılarak takviyeli öğrenme tabanlı batarya termal yönetim kontrolü ile elektrikli araçlarda şarj süresinin iyileştirilmesi

    YUNUS TURHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT YILMAZ

  5. Sıvı ham demirdeki silisyum miktarının torpido içerisinde azaltılmasına yönelik çalışmalar

    The study about decrease of hot metal silicon content in torpedo car

    KEREM DOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN