Güneş enerjili hidrojen üretim tesisinin ekserji analizi
Exergy analysis of solar energy driven hydrogen production plant
- Tez No: 507177
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Ekserji analizi, Enerji analizi, Güneş enerjisi, Hidrojen üretimi, Exergy analysis, Energy analysis, Solar energy, Hydrogen production
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında termokimyasal metotlarla hidrojen (H2) üretimi gerçekleştiren bir tesisin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Termokimyasal çevrimlerde gerekli olan ısı ve elektrik enerjisi yoğunlaştırılmış güneş güç sistemleri ile elde edilmektedir. Termokimyasal çevrim metotlarından düşük sıcaklıklı Mg-Cl, H2SO4 ve UT-3 çevrimleri seçilmiştir. Ayrıca Mg-Cl ve H2SO4 termokimyasal çevrimlerinde elektrik ihtiyacını karşılamak için ara ısıtmalı-rejeneratif Rankine ve tekrar sıkıştırmalı S-CO2 Brayton çevrimleri kullanılmıştır. Ele alınan her bir durum için güneş enerjisi kaynaklı H2 üretim tesisinde sistemin her bileşeni için ayrı ayrı ve tüm sistem için enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca anlık ışınım ve yoğunlaştırma oranının değişiminin de sistem performansı üzerine etkileri araştırılmıştır. Seçilen Mg-Cl, H2SO4 ve UT-3 termokimyasal çevrimlerinin enerji verimleri sırasıyla %67, %53 ve %41; ekserji verimleri ise %79, %73 ve %51 olarak bulunmuştur. Beş tesis incelendiğinde enerji verimleri Mg-Cl(B) ve H2SO4(B) tesislerinde % 25, H2SO4(A) ve UT-3 tesislerinde %24 ve Mg-Cl(A) tesisinde %23 olarak elde edilmiştir. Güç çevrimi olarak S-CO2 Brayton çevriminin kullanılması tesislerin verimini arttırmıştır. Yüksek enerji verimine sahip Mg-Cl(B) ve H2SO4(B) tesislerinin ekserji verimleri sırasıyla %27 ve %26 olarak bulunmuştur. Anlık ışınım artışı ekserji yıkımının artmasına neden olduğundan ekserji veriminin azalmasına neden olmuştur. Yoğunlaştırma oranı arttırıldığında ise tesislerin enerji ve ekserji verimleri artmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, energy and exergy analysis of a hydrogen (H2) production facility via thermochemical cycles is carried out. The required heat and electric energy for thermochemical cycles are obtained from concentrated solar power systems. Low temperature Mg-Cl, H2SO4 and UT-3 cycles are selected as thermochemical cycles. Furthermore, in order to supply the electricity in the Mg-Cl and H2SO4 thermochemical cycles, reheat-regenerative Rankine and recompression S-CO2 Brayton power cycles are used. Energy and exergy analysis are carried out for each part of system and whole system for each considered cases. In the analysis, the effects of solar beam radiation and concentration ratio on the system performance are also investigated. The energy efficiencies of the selected Mg-Cl, H2SO4 and UT-3 thermochemical cycles are 67%, 53% and 41%, respectively; and exergy efficiencies are 79%, 73% and 51%. When five plants were examined, energy efficiencies were 25% for Mg-Cl(B) and H2SO4(B) plants, 24% for H2SO4(A) and UT-3 plants and 23% for Mg-Cl(A) plants. The use of the S-CO2 Brayton cycle as the power cycle has increased the efficiency of the plants. Exergy efficiencies of high energy efficient Mg-Cl(B) and H2SO4(B) plants were 27% and 26%, respectively.The increase in solar beam radiation causes an increase in exergy efficiency as it causes an increase exergy destruction. When the concentration ratio is increased, the energy and exergy efficiency of the plants have increased.
Benzer Tezler
- Conceptual design and exergy based sustainability performance evaluation of an integrated wind-to-hydrogen energy system with 20 MW electrolyzer
Rüzgar enerjisi destekli 20 MW elektrolizörlü hidrojen enerji sisteminin kavramsal tasarimi ve ekserji temelli sürdürülebilirlik performans değerlendirmesi
ALİ EREN ALUÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ
- Simulation and enhancement of the carbon capturing for combined cycle power plant with concentrated solar power system
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemine sahip kombine çevrim santrali için karbon yakalama simülasyonu ve iyileştirilmesi
YASSER ABBAS HAMMADY AL-ELANJAWY
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YILMAZ
- Techno-economic investigation of methanol production plant using solar and wind energy in Iraq
Irak'ta güneş ve rüzgar enerjisi kullanılarak metanol üretiminin tekno-ekonomik olarak incelenmesi
FARAH ABDALRAHMAN ABDALRZAQ ALKHALIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ Erhan KAYABAŞI
- The investigation of the economical aspect of clean hydrogen production with small modular reactors
Nükleer enerji kullanımıyla temiz hidrojen üretiminin ekonomik olarak incelenmesi
EMRE SÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SENEM ŞENTÜRK LÜLE
- Bir desalinasyon tesisinde çevresel etkiler
Environmental impacts of a desalination plant
AYLİN HOCAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA FATOŞ BABUNA
ÖĞR. GÖR. NİLAY ELGİNÖZ KANAT