Energy and exergy analysis and performance optimization of a solar power tower system
Bir güneş kulesi sisteminin enerji ve ekserji analizi ve performans optimizasyonu
- Tez No: 471223
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜNAL ÇAMDALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Solar energy, concentrated solar systems, solar power tower systems, first law analysis, second law analysis, performance optimization, Alternatif enerji, Güneş enerjisi, Güneş enerjisi santrali, Parametre optimizasyonu, Radyatif ısı geçişi, Sonlu zamanlı termodinamik, Yenilenebilir enerji, Yenilenebilir enerji kaynakları, Güneş enerjisi, yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi santralleri, güneş enerji kule sistemleri, birinci yasa analizi, ikinci yasa analizi, performans optimizasyonu, Alternative energy, Solar energy, Solar energy plant, Parameter optimization, Radiative heat transfer, Finite time thermodynamic, Renewable energy, Renewable energy resources
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yenilenebilir enerji doğal olarak yenilenen ve insan ömrü açısından neredeyse sonsuz gibi gözüken kaynaklardan elde edilir. Elektrik ve ısıl enerji üretilebilen yenilenebilir enerjilerin çoğu güneş enerjisine bağlıdır. Güneş enerjisinden ısıl enerji ve elektrik üretmenin yollarından biri de güneş enerji kulesi santralleridir. Güneş enerji kulesi santralleri, güneş ışığını önce ısıya daha sonrasında mekanik enerjiye ve son olarak da elektrik enerjisine çevirir. Söz konusu teknoloji heliostat denen güneşi takip eden yüzlerce hatta binlerce aynayı kullanmaktadır. Bu aynalar güneş ışığını genellikle bir kulenin tepesinde bulunan alıcıya yönlendirir. Alıcının içinde bulunan eriyik tuz almış olduğu ısıyı çalışma akışkanına aktararak buhar üretilmesini sağlar. Buhar ise Rankine çevriminde kullanılarak elektrik üretir. Bu çalışmada taşıyıcı akışkan olarak eriyik tuz kullanan çukur alıcılı bir güneş kulesi sisteminin literatürden alınan parametreleri kullanılarak enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Daha sonra sistemin heliostat alanı, alıcının yayma katsayısı, alıcının yansıtma katsayısı, alıcı boru çapı, görüş faktörü ve konsantrasyon faktörünün değişiminin enerji ve ekserji verimi, alıcının yüzey sıcaklığı ve alıcının toplam ısı kaybı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu çalışmada ayrıca sistemin performans optimizasyonu da sistemin Carnot benzeri bir makinasının modellenmesi ile gerçekleştirilmiştir. Analiz için gerekli olan denklemler MATHEMATICA programı yardımı ile elde edilmiş ve elde edilen denklemler de MATLAB programında yazılan bir program yardımıyla çözülmüştür. Çözüm sonucunda sistemin ürettiği maksimum güç ve maksimum güç yoğunluğuna dayalı olarak optimum parametreler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Renewable energy is collected from resources which are naturally replenished and almost infinite in terms of human timescale. There are many forms of renewable energy which mostly depends on sunlight for producing heat and electricity. One of the methods to produce heat and electricity from solar energy is solar tower power plants. A solar tower power plant converts sunlight first to heat, then mechanical and ultimately electrical energy. The technology utilizes hundreds even thousands of sun-tracking mirrors which are called heliostats. They focus sunlight to a receiver which is usually constructed at the top of a tower. A heat transfer fluid that is the molten salt, is heated in the receiver. Then it is used to transfer its heat to the working fluid in the steam generator in order to generate steam. Finally, the steam is used in a conventional Rankine cycle to produce electricity. In this study, a base solar power tower system with a cavity receiver with molten salt is analyzed according to First and Second Laws of Thermodynamics by using parameters which are taken from the literature. Then, the effects of direct normal irradiation, heliostat field area, the emissivity of the receiver, the reflectivity of the receiver, receiver tube diameter, view factor and concentration ratio on the energy and exergy efficiencies of the system, receiver surface temperature and receiver total heat loss are investigated. Furthermore, a performance optimization of the system is carried out by modeling a Carnot-like heat engine of the system. For this purpose, the necessary equations are obtained by means of MATHEMATICA program. Then, these equations are solved by codes written in MATLAB program. Finally, the optimum parameters depending on max power and max power density generated by the system are obtained.
Benzer Tezler
- Energy, exergy, economic and environmental-based design, analysis and multi objective optimization of novel solar tower-based gas turbine cycle multi-generation systems with new performance criteria
Özgün güneş kuleli gaz türbini çevrimli çoklu-üretim sistemlerinin yeni performans kriterleri ile enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel tasarımı, performans analizi ve çok amaçlı optimizasyonu
MERT ÇOLAKOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURMAYAZ
- Merkez alıcılı güneş kulesi sisteminin enerji ve ekserji analizi ve performans optimizasyonu
Energy and exergy analysis and performance optimization of the central receiver solar tower system
MERVE SEVİPTEKİN KIZAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN OKTAY
- Güneş güç kulesi destekli çoklu enerji sisteminin performans analizi ve optimizasyonu
Performance analysis and optimization of a solar power tower assisted multigeneration system
AYŞENUR ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2026
Enerjiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILDIZ KOÇ
DOÇ. DR. HÜSEYİN YAĞLI
- Güneş enerjisi destekli soğurmalı soğutma sisteminin enerji ve ekserji analizi: bir otel işletmesi uygulaması
Energy and exergy analysis of a solar-assisted absorption cooling system: A case study for a hotel facility
ABDULLAH TAHA BOYNUKALIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiHaliç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- Güneş enerjisi destekli hava ısıtıcısı performansının deneysel incelenmesi ve gri ilişkisel analiz yöntemi ile optimizasyonu
Experimental investigation of solar energy supported air heater performance and its optimization with grey relational analysis method
İSMAİL ATA