Mathematical modelling of a solid oxide fuel cell based micro cogeneration system for residential applications
Konut uygulamaları için katı oksit yakıt piline dayalı mikro kojenerasyon sisteminin matematiksel modellenmesi
- Tez No: 726341
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 58
Özet
Mikro kombine ısı ve güç sistemleri, konutların aydınlatma, ısıtma gibi gerekli elektrik taleplerini ve konutların alan ısıtma veya kullanım sıcak suyu gibi gerekli termal enerji taleplerini karşılamak için kullanılabilir. Mikro gaz türbinleri, Stirling motorları veya yakıt hücreleri bu sistemlerde elektrik üretimi için kullanılabilecek teknolojilerdir. Bu sistemlerden yakıt pili tabanlı sistemler, düşük emisyon, yüksek elektrik verimliliği ve düşük gürültülü çalışma gibi özelliklerinden dolayı bina uygulamaları için oldukça dikkat çekicidir. Bina kojenerasyon sistemleri (mikro kojenerasyon sistemleri olarak da bilinir), artan küresel enerji talepleri ve sera gazı emisyonları ile önem kazanmıştır. Tek ailelik bir evin veya küçük bir ticari binanın enerji ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmışlardır. Yakıt hücresi tabanlı mikro kojenerasyon sistemleri, bina enerji verimliliğini artırmak ve emisyonları azaltmak için temel teknoloji seçeneklerinden biridir. Çeşitli yakıt hücresi türleri arasında, Katı oksit yakıt pili tabanlı sistemler, yüksek verimliliği, düşük çevre kirliliği ve yakıt esnekliği nedeniyle yakıt hücresi teknolojileri arasında enerji üretimi için en iyi seçeneklerden biridir. Konut uygulamalarında, mikro- kombine ısı ve güç sistemleri sisteminin ürettiği enerji ile anlık elektrik ve ısı talebini eşleştirmek önemlidir. Tipik bir binada günün belirli saatlerinde elektrik tüketimi artmaktadır. Ayrıca alan ısıtma gerektiğinde daha yüksek ısıtma yükleri gerekir ve kullanım sıcak suyu gerektiğinde anlık ısıtma yükleri de oluşmaktadır. Termal ve elektrik yükleri doğrudan iklim koşullarına bağlıdırlar. Bu tezde geliştirilen modelin temel amacı, üç iklim bölgesi için yapılan enerji analizi ile bir binanın ısı ve elektrik enerjisi ihtiyacını karşılamaktır. Binanın enerji simülasyonundan elde edilen verilerle modellenen metan yakıtlı katı oksit yakıt pili sistemi ile elektrik verimliliği ve kojenerasyon verimliliği enerji analizleri incelenmiştir. Bu parametrik veriler kullanılarak katı oksit yakıt hücresi performansı üç farklı iklim bölgesi için karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Micro combined heat and power systems can be used to meet the necessary electricity demands of the houses such as lighting, heating and the necessary thermal energy demands of the houses such as space heating or domestic hot water. Micro gas turbines, Stirling engines or fuel cells are the technologies that can be used for the production of electricity in these systems. Among these systems, fuel cell-based systems are quite notable for building applications because of their properties such as low emission, high electrical efficiency and low noise operation. Building cogeneration systems (also known as micro-cogeneration systems) have gained importance with increasing global energy demands and greenhouse emissions. They are designed to meet the energy needs of a single-family house or a small commercial building. Fuel cell-based micro-cogeneration systems are one of the most important technologies for increasing building energy efficiency and lowering emissions. Solid oxide fuel cell-based micro-cogeneration is one of the best choices for energy generation among the fuel cell technologies because of its high efficiency, minimal environmental pollution, and fuel flexibility. It is critical to match the energy generated by the micro-cogeneration system with the instantaneous electricity and heat demand in residential applications. Electricity use rises during specific periods of the day in a typical building. In addition, when space heating is required, higher heating loads are required, and instantaneous heating loads occur when domestic hot water is required. The thermal and electrical load is directly dependent on the climate conditions. The main objective of the model developed in this thesis is to meet the heat and electrical energy demands of a building through the energy analysis conducted for three climate zones. The methane-fueled solid oxide fuel cell system was modeled with the data obtained from the energy simulation of the building and the electrical efficiency and cogeneration efficiency are examined using energy analyses. Solid oxide fuel cell performance is compared for three different climate zones using these parametric data.
Benzer Tezler
- Modeling of a solid oxide fuel cell and its integration with a biomass gasification System
Katı oksit yakıt pilinin modellenmesi ve biyokütle gazlaştırma sistemi ile entegrasyonu
ANIL ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2022
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- 'mobil uygulamalar için mikro-tüp katı oksit yakıt pili membran elektrot grubu geliştirilmesi'
Development of micro-tubular solid oxide fuel cell membrane electrode assembly for mobile applications
ÇİĞDEM TİMURKUTLUK
Doktora
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL KAPLAN
- Katot destekli katı oksit yakıt hücresinin matematiksel modellenmesi ve nümerik analizi
Mathematical modelling and numerical analysis of cathode supported solid oxide fuel cell
BERRE KÜMÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Dynamic modelling, simulation based analysis and optimization of hybrid ship propulsion systems
Gemi hibrit tahrik sistemlerinin dinamik modellemesi, optimizasyonu ve simülasyon temelli analizi
ÖMER BERKEHAN İNAL
Doktora
İngilizce
2022
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ DENİZ
- Katı oksit yakıt piline entegreli bir trijenerasyon sistemin proses modellemesi ve çok amaçlı optimizasyonu
Process modeling and multi-objective optimization of a trigeneration system integrated to solid oxide fuel cell
ÜNSAL AYBEK
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFÜ NAMLI