Geri Dön

Şebekeden bağımsız güneş enerjisi ve hidrojen enerjisine dayalı hibrit elektrik/sıcak su üretim sisteminin modellenmesi ve analizi

Modeling and analysis of hybrid off-grid electric/hot water generation system based on solar and hydrogen energy

  1. Tez No: 780121
  2. Yazar: GAMZE SOYTÜRK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖNDER KIZILKAN, DOÇ. DR. MEHMET AKİF EZAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 172

Özet

Bu tez çalışmasında İzmir ilinde şebekeden bağımsız bir evin elektrik ve sıcak su ihtiyacının karşılanması amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle 300 m2 taban alanına sahip 5 kişilik bir ailenin yaşadığı iki katlı bir ev tasarlanmıştır. Dinamik analizlerin yürütülmesi ve sistem bileşenlerinin modellenmesi amacıyla İzmir iline ait meteorolojik veriler elde edilmiştir. Bir yıl boyunca kesintisiz olarak elektik ve sıcak su ihtiyacının karşılanması amacıyla güneş-hidrojen enerjisine dayalı hibrit bir sistem tasarlanmıştır. Tasarlanan sistem temel olarak, PV/T panel, batarya, PEM elektrolizör, hidrojen depolama tankı, PEM yakıt pili ve sıcak su depolama tankından oluşmaktadır. Tasarlanan sistemin her bir bileşeni için MATLAB ortamında 0-D matematiksel modeller oluşturulmuş, oluşturulan matematiksel modeller literatürde bulunan mevcut çalışmalar ile doğrulanmıştır. Modelleme ve doğrulama çalışmaları tamamlanan sistem elemanlarının birbirine entegrasyonu için enerji yönetim stratejisi geliştirilmiştir. Geliştirilen enerji yönetim stratejisine göre bir yıl boyunca kesintisiz olarak elektrik ve sıcak su sağlamak amacıyla sistem bileşenlerinin minimum kapasiteleri/sayıları belirlenmiştir. Yapılan dinamik analiz sonuçlarına göre 139 adet PV/T panel, 110 adet batarya, 13 adet PEM-FC ve 126 kg kapasiteli hidrojen depolama tankı (30 adet) kullanılması durumunda evin elektrik ihtiyacı bir yıl boyunca kesintisiz olarak karşılanmaktadır. Evin sıcak su ihtiyacı ise sıcak su depolama tankı ile karşılanmaktadır. Sıcak su depolama tankı ile sıcak su ihtiyacının karşılanamadığı durumlarda depolama tankı çıkışında bulunan yardımcı ısıtıcı ile sıcak su ihtiyacı karşılanmaktadır. Bu tez çalışmasında sıcak su ihtiyacını karşılamak amacıyla 132 litre hacminde sıcak su depolama tankı ve maksimum kapasitesi 4.13 kW olan yardımcı ısıtıcı kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, it is aimed to meet the electricity and hot water needs of a house off-grid of the mains in İzmir. For this purpose, first, a two-floored house with a 300 m2 floor area and a with a family of 5 people is designed. Meteorological data of İzmir province are obtained to carry out dynamic analyzes and model system components. A hybrid system based on solar-hydrogen energy has been designed to meet the electricity and hot water needs continually for a year. The designed system basically consists of PV/T panel, battery, PEM electrolyzer, hydrogen storage tank, PEM fuel cell and hot water storage tank. For each component of the designed system, 0-D mathematical models are established in the MATLAB environment, and the mathematical models created are verified with the existing studies in the literature. An energy management strategy has been developed for the integration of the system elements whose modeling and verification studies have been completed. According to the developed energy management strategy, the minimum capacities/numbers of the system components have been determined to provide electricity and hot water uninterruptedly for one year. Based on the results of the dynamic analysis, if 139 PV/T panels, 110 batteries, 13 PEM-FC and 126 kg capacity hydrogen storage tanks (30) are used, the electricity need of the house is met uninterruptedly for one year. The hot water need of the house is supplied by the hot water storage tank. In cases where the need for hot water cannot be met with the hot water storage tank, the hot water need is met with the auxiliary heater located at the outlet of the storage tank. In this thesis, a 132-liter hot water storage tank and a backup heater with a maximum capacity of 4.13 kW are used to meet the hot water need.

Benzer Tezler

  1. Solar-hydrogen stand-alone power system design and simulations

    Güneş enerjisi ve hidrojenli şebekeden bağımsız enerji sistemi tasarımı ve sayısal analizi

    ARMAN ULUOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. İLKER TARI

  2. Şebeke bağlantili ve şebekeden bağımsız hibrit güç sistemleriyle enerji üretiminin ekonomik analizi

    Economic analysis of energy production with stand alone and grid connected hybrid energy systems

    ALİ YASİN TELLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Ekonomiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BELGİN EMRE TÜRKAY

  3. Evsel yükler için yakıt pili-güneş pili hibrit sisteminin tasarımı, modellenmesi ve uygulaması

    Design, modeling and implementation of fuel cell-solar cell hybrid system for residential loads

    ZEHRA URAL BAYRAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU

  4. Türkiye'nin farklı konumlarında farklı topolojilerde fotovoltaik-rüzgâr-yakıt pili hibrid güç sistemlerinin modellenmesi, karşılaştırmalı simülasyonu ve uygulamalı performans analizi

    Modeling & comparative simulation & practical performance analysis of photovoltaic-wind-fuel cell hybrid power systems in different topologies/locations in Turkey

    METE ÇUBUKÇU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    EnerjiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN ÇOLAK

  5. Yenilenebilir enerji kaynakları ile mikro şebeke tasarımı ve optimum çözümünün HOMER ile incelenmesi

    Design and optimal configuration of renewable sources grid-connected microgrid at the rural area in Turkey by using HOMER

    SEZEN BEYARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BELGİN TÜRKAY