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
- Tez No: 442297
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER, DOÇ. DR. SERKAN KINCAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Enerji, Kimya Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Lityum iyon bataryaların forklift uygulamalarında kullanımının optimizasyonu
Optimization of the use of lithium-ion batteries in electric forklift applications
FATİH BAĞMANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN YUCA DOĞDU
- Alçak yörünge koşullarında güç yedeklilik mimarisi
Power redundancy architecture for low orbit conditions
YAREN EMRE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPTEKİN YILDIZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN AKÇA
- Experimental analysis and modeling of photovoltaic panels
Fotovoltaik panellerin deneysel analizi ve modellenmesi
ERHAN KAYABAŞI
Doktora
İngilizce
2018
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KURT
- Membran biyoreaktörü (MBR) ile evsel atıksu arıtımı
Domestic wastewater treatment with membrane bioreactor (MBR)
NEVZAT ÖZGÜ YİĞİT
Doktora
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MEHMET KİTİŞ
DOÇ.DR. ÖZER ÇINAR
- Çift darbe testi ile güç MOSFETlerinde, parazitik etki ve anahtarlama kayıplarının uygulamalı tespiti ve Monte Carlo yöntemi ile güvenilirlik analizi
Practical detection of parasitic effects and switching losses in power MOSFETs by double pulse test and reliability analysis by Monte Carlo method
ABDULKERİM ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ