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, Güneş enerjisi, yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi santralleri, güneş enerji kule sistemleri, birinci yasa analizi, ikinci yasa analizi, performans optimizasyonu
- 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: 118
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
- Güneş radyasyon tahmini için bulanık zaman serisi yöntemleri ve fotovoltaik sulama sistemi optimizasyonunda uygulanması
Forecasting solar radiation with fuzzy time series and optimization application in photovoltaic irrigation system
CEYDA OLCAN
Doktora
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELMKHAN MAHMUDOV
- Natural ventilation of high-rise buildings a methodology for planning with different analysis tools and case-study integration
Çok katlı binalarda doğal havalandırma farklı analiz araçları ve örnek alan entegrasyonu ile planlama için bir yöntem
TOBIAS SCHULZE
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. AYŞE ZERRİN YILMAZ
PROF. DR. MARCO PERINO
- Küçük uydular için X bant GaN SiC-HEMT F sınıfı yüksek verimli güç kuvvetlendiricisi tasarımı ve RF güç fetleri için faz ile genlik duyarlığı analizi
X-band high efficiency class-F GaN SiC-HEMT high power amplifier design for small satellites and amplitude&phase sensitivity analysis for RF power fets
OSMAN CEYLAN
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK PAKER
ÖĞR. GÖR. HASAN BÜLENT YAĞCI
- Machine learning in solar energy utilization
Solar enerji kullanımında makine öğrenmesi
BURCU ORAL
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- WSi2N4 ve WSiGeN4 iki boyutlu malzemelerin fotokatalitik hidrojen üretim performansının incelenmesi
Investigation of photocatalytic hydrogen production performance of WSi2N4 and WSiGeN4 two-dimensional materials
FATİH HİMMET
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN SÜRÜCÜ
- An all-vanadium redox flow battery: A comprehensive equivalent circuit model and co-simulation between matlab-simulink and trnsys
Vanadyum temelli bir redoks akiş bataryası: Kapsamlı eşdeğer devre modeli ve matlab-simulink ile trnsys arasında eş zamanlı benzetim
MUHAMMED ŞAMİL YEŞİLYURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMekatronik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN AYHAN YAVAŞOĞLU