Analyses and assessments of three renewable energy based integrated systems for multigeneration
Çoklu üretim için yenilenebilir enerji kaynaklı üç entegre sistemin analiz ve değerlendirilmesi
- Tez No: 530809
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
Günümüzde dünya birincil enerji kaynağı olarak fosil yakıtların kullanımına bağımlıdır ve bu durum özellikle tüm sanayileşmiş ülkelerde gözlemlenmektedir. Fosil yakıtların sürdürülebilir olmaması ve rezervlerin tükeniyor olmasından dolayı, fosil kaynaklar büyüyen enerji ihtiyaçlarını dengeleyebilecek potansiyele sahip değildirler. Buna ilaveten, kolay çıkartılabilen fosil yakıtların fiyatlarında artış meydana gelmektedir. Fosil yakıtların yakılmasıyla sera gazlarının (özellikle CO2) atmosferde biriktiğine değinmek dikkate değer bir konudur. Bu yüzden, son zamanlarda enerji politikalarının yanı sıra bilimsel araştırma ve akademik çalışmalar da, yenilenebilir enerji ve hidrojen gibi çevreyi kirletmeyen kaynakları kullanarak çevresel sorunlara kalıcı bir çözüm bulmaya odaklanmıştır. Ayrıca, sera gazı emisyonlarının azaltılması için izlenecek bir başka yol ise enerji sistemlerini, sistemlerden çeşitli sayıda faydalı ürünün elde edilebileceği daha verimli bir tutum ile tasarlamaktır. Bu yüzden, bu tezin ana amaçlarından bir tanesi elektrik, ısıtma, soğutma, sıcak kullanım suyu ve hidrojen çıktılarını üreterek daha yüksek enerji ve ekserji verimliliği sunan üç farklı tipte ki yenilenebilir kaynaklı enerji sistemini tasarlamaktır. Jeotermal akışkanların kullanılarak güç üretilen sistemler ile ilgili en önemli çevresel sorunlardan bir tanesi yoğuşmayan gazların emisyonudur. Hidrojen sülfür (H2S) bu gazlardan bir tanesidir ve hem çevre hemde insan bedeni üzerinde birçok zararlı etkiye sahiptir. Bu yüzden, mevcut çalışmanın bir başka hedefi ise jeotermal enerji santrallerinde hidrojen sülfürün emisyonunu azaltmaktır. Bu amaç doğrultusunda, AMIS (AMIS® - İtalyanca'da“ Cıva ve Hidrojen Sülfürün azaltılması”anlamına gelen bir kısaltmadır.) ünitesi ve bir elektroliz sistemi geliştirilen sistemlere entegre edilmiştir. Böylelikle, sadece hidrojen sülfürün olumsuz etkileri azaltılmıyor, aynı zamanda temiz bir yakıt olarak hidrojen üretiliyor öyle ki hidrojen fosil yakıtların yerini alma konusunda büyük potansiyele sahiptir. Belirtilen amaçları yerine getirebilmek ve tasarlanan sistemlerin performanslarını hem enerji hem de ekserji açısından değerlendirebilmek için Engineering Equation Solver (EES) programı kullanılarak detaylı bir termodinamik analiz gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, enerji ve ekserji verimlerinin incelenen sistemler için %67,95 ve %60,94 değerlerine ulaşmıştır. Buna ilaveten, jeotermal akışkanın kütlesel debisi 60 kg/s iken, hidrojen sülfür emisyonları 738,8 g/s azaltılabilir ve ayrıca jeotermal enerji santrallerinden hidrojen aracılığıyla 6,234 MW ek güç üretilebilir.
Özet (Çeviri)
The modern world depends on the fossil fuel consumption as a primary energy source, and this is especially obvious in all industrialized countries. Due to the resource depletion and non-sustainable resources, fossil fuels are not capable of compensating the growing energy needs. In addition, the easily extractable fossil fuels are facing an increase in their prices. It is worth mentioning that greenhouse gases (mainly CO2) have been accumulated in the atmosphere by burning fossil fuels. Therefore, recently scientific research and academic studies as well as energy policies have been focused to find a permanent solution for the environmental issues by utilizing from the non-polluting resources such as renewable energy and hydrogen. Furthermore, one other way to reduce the greenhouse gases emissions is to design the energy systems in a more effective manner by producing multiple useful commodities from the system. Therefore, one of the main goals of the thesis is to design three different types of renewable based energy systems which provide higher energy and exergy efficiencies by producing electricity, heating, cooling, hot domestic water and hydrogen outputs, as useful outputs. One of the most important enviromental issues related to the using geothermal operating fluids to generate electricity is non-condensable gases (NCG) emissions. Hydrogen sulfide (H2S), which is one of these gases, has many adverse effects on the environment and human body. Therefore, another objective of the present study is to reduce the hydrogen sulfide emissions in the geothermal power plants. For this purpose, an AMIS (AMIS® - acronym for“Abatement of Mercury and Hydrogen Sulfide”in Italian language) unit and an electrolyzer system are integrated to the presently developed systems. In this way, not only the negative effects of hydrogen sulfide are reduced, but also hydrogen is generated as a clean fuel which has a vast potential to replace fossil fuels. To accomplish the specific objectives and evaluate the newly developed systems and their performance both energetically and exergetically, a detailed thermodynamic analysis is performed by using Engineering Equation Solver (EES) software. The results show that overall energy and exergy efficiencies for the studied systems becomes 67.95% and 60.94%, respectively. In addition, hydrogen sulfide emissions are reduced by 738.8 g/s, while the inlet mass flow rate of geothermal fluid is 60 kg/s. Also 6.234 MW additional power can be produced through hydrogen fuel from the geothermal power plants.
Benzer Tezler
- Yaşam döngüsü etki değerlendirmesi son nokta ağırlıklarının ayrık seçim deneyi ile saptanması
Determination of life cycle impact assessment endpoint weightings using dicrete choice experiment
AYŞE BAYAZIT SUBAŞI
Doktora
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELÇİN FİLİZ TAŞ
- Mesken elektrik aboneleri için enerji yönetimi sistemi kullanımı
Utilization of energy management systems for residential electricity consumers
HÜSNÜ ALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Kentsel dönüşüm kapsamında konutlarda ulusal yeşil bina sertifikasının değerlendirilmesi: Fikirtepe örneği
An assessment of the national green building certificate in the context of urban renewal: The case of Fikirtepe
BEGÜM DİKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEN ASLIHAN TAVİL
- Design and analysis of high gain non-isolated multi port converter for residential PV-battery hybrid system
Ev tipi PV-batarya hibrid enerji sistemleri için çoklu bağlantı noktasına sahip, izole olmayan, yüksek kazançlı çevirici tasarım ve analizi
ABDELSALAM M.I. ELMAKAWI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Enerji verimliliğinin kent ölçeğinde planlanması ve mekan ile etkileşimi Milas örneği
Planning energy efficiency in urban scale, it's interaction with urban form Milas case
KEREM BEYGO
Doktora
Türkçe
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ALİ YÜZER