Geri Dön

Solar powered absorption refrigeration system efficiency optimization

Güneş enerjili absorbsiyonlu soğutma sistemi verim optimizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 888900
  2. Yazar: GÜLÇİN YILDIRIM ÇİMŞİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HANİFE TUBA OKUTUCU ÖZYURT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim ve Teknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 69

Özet

Dünya nüfusundaki hızlı yükseliş sebebiyle, enerji talebinde de hızlı ve keskin bir yükseliş yaşanmaktadır. Enerji talebindeki bu yükseliş, ticari işletmeler, konutlar, ulaşım ve sanayi tesisleri gibi farklı sektörlerdeki enerji tüketimini de etkilemektedir. Geleneksel olarak fosil yakıtların kullanımı yaygın olsa da fosil yakıt rezervlerinin azalması ve çevresel etkilerin endişe verici boyutlara gelmesiyle birlikte, dünya genelinde ülkeler sürdürülebilir, ekonomik ve çevre dostu enerji çözümleri arayışına yönelmektedir. Bu noktada yenilenebilir enerji kaynaklarına telep ve ihtiyacın artmasıyla beraber bu küresel değişim sürecinde güneş enerjisi, ulaşılabilir olması, bol bulunabilirliği ve çevre dostu özellikleri nedeniyle kritik bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak öne çıkmaktadır. Güneş enerjisinin enerji ihtiyacının karşılanmasında bu denli kritik olmasının en önemli sebeplerinden biri ulaşılabilir ve sınırsız bir kaynak olmasıdır. İşletme sürecinde minimum sera gazı salınımı yapması ve kurulduktan sonra bakım süreçlerinin kıyasla sık olmaması gibi etkenler de güneş enerjisini sıklıkla tercih edilen bir konuma getirmiştir. Bu özellikler, güneş enerjisini geleneksel fosil yakıtların yerine geçirerek ve karbon nötraliteyi hedefleyen geleceğin enerji sistemlerinin temel taşlarından biri yapmaktadır. Türkiye, coğrafi konumu sayesinde yıl boyunca bol güneş ışığına sahip olmasıyla küresel ölçekte önemli bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Güneş enerjisi teknolojileri konusunda belirli adımlar atılmış olmasına rağmen, ülkenin bu potansiyelini etkin ve verimli bir şekilde kullanabilmesi için altyapıyı genişletme, teşvik edici politikalar ve düzenlemeler oluşturma, araştırma ve geliştirme yatırımlarını artırma gibi adımlar atılması gerekmektedir. Türkiye'nin güneş enerjisi potansiyelinden tam olarak yararlanabilmesi için mevcut altyapının güçlendirilmesi kritik öneme sahiptir. Altyapıyı genişletmek, güneş enerjisi projelerinin kurulumunu ve işletilmesini kolaylaştıracak ve maliyetleri düşürecek önemli bir adımdır. Bununla birlikte, güneş enerjisi sektörünü teşvik etmek için ekonomik teşvikler, vergi avantajları ve net metreaj gibi politika araçlarının etkin bir şekilde kullanılması gerekmektedir. Ayrıca güneş enerjisi kullanımını artırmak için akademik ve bilimsel araştırmaların desteklenmesi büyük önem taşımaktadır. Yenilikçi teknolojilerin geliştirilmesi ve mevcut sistemlerin verimliliğinin artırılması için yapılan AR-GE yatırımları, sektördeki ilerlemeyi hızlandırabilir. Özellikle güneş enerjisi sistemlerinin maliyetini düşürmek ve performansını artırmak için yapılan teknolojik yenilikler, Türkiye'nin güneş enerjisi potansiyelinden daha fazla faydalanmasına olanak tanıyabilir. Sonuç olarak, Türkiye'nin sürdürülebilir enerji geleceğine doğru ilerleyebilmesi için güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklara olan bağımlılığını artırması gerekmektedir. Bu süreçte alınacak stratejik adımlar, ülkenin enerji güvenliğini sağlamakla kalmayıp aynı zamanda çevresel sürdürülebilirliği de artırabilir. Türkiye, güneş enerjisi sektöründe liderlik rolü üstlenerek, küresel enerji dönüşümünde öncü bir konuma gelebilir ve bu sayede hem ekonomik hem de çevresel faydalar elde edebilir. Güneş enerjisinden farklı amaçlar için faydalanılabilmesi, özellikle güneş enerjili soğutma sistemleri gibi teknolojilerle mümkündür. Bu sistemler, güneş enerjisini ya doğrudan soğutma işlemine dönüştürerek ya da elektriğe dönüştürerek binalar ve tesisler için gerekli olan soğutmayı sağlarlar. Güneş enerjili soğutma sistemleri, sadece enerji sağlama açısından değil, aynı zamanda atık ısıyı da bir enerji kaynağı olarak kullanma ve geri dönüşüm sağlama potansiyeline sahiptirler. Bu özellikleriyle, bu sistemler alternatif enerji kaynaklarının entegrasyonunu ve kullanımını teşvik ederler. Güneş enerjili soğutma sistemlerinin kurulumu ve kullanımı, çevresel sürdürülebilirlik için kritik bir öneme sahiptir. Geleneksel soğutma sistemlerinin aksine, güneş enerjili sistemler sera gazı emisyonlarını azaltır ve çevresel ayak izini minimize eder. Bu durum, küresel ölçekte iklim değişikliği ile mücadelede önemli bir adım olarak görülmektedir. Ayrıca, güneş enerjili soğutma sistemlerinin uzun vadeli kullanımı, enerji maliyetlerini düşürme potansiyeline sahiptir. Güneşten elde edilen enerjinin sınırsız ve ücretsiz doğası, işletme maliyetlerini düşürerek ekonomik açıdan da avantaj sağlar. Bu nedenlerle, güneş enerjili soğutma sistemlerinin yaygınlaştırılması ve benimsenmesi, sadece enerji verimliliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada önemli bir rol oynar. Teknolojik gelişmeler ve teşvik edici politikalar ile desteklendiğinde, bu sistemlerin kullanımı küresel enerji dönüşümüne ve daha temiz bir çevreye katkı sağlayabilir. Soğuruculu soğutma çevrimleri, buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinden farklı olarak, kompresörün gücünü azaltarak performans katsayısını artırır. Bu çevrimlerde, soğurucu, jeneratör, pompa ve valf gibi bileşenler kullanılır. Güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinde bileşenlerin optimize edilmesi, sistemlerin genel verimliliği ve performansını artırmak için kritik bir öneme sahiptir. Bu optimizasyon süreci, çeşitli bileşenlerin (absorbent, soğutucu akışkan, kolektörler, pompa vb.) doğru seçimi, çalışma koşullarının ayarlanması ve sistem tasarımının detaylı bir şekilde incelenmesiyle gerçekleştirilir. Güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinin performansını artırmak için bileşenlerin doğru bir şekilde optimize edilmesi, sistemlerin enerji verimliliğini artırır. Örneğin, doğru absorbent ve soğutucu akışkan seçimi, sistemdeki enerji transferini ve dönüşüm verimliliğini maksimize edebilir. Optimize edilmiş sistemler, işletme maliyetlerini düşürür. Daha verimli çalışan sistemler, enerji tüketimini azaltarak işletme masraflarını minimize eder. Ayrıca, optimize edilmiş sistemlerin bakım ihtiyaçları genellikle daha azdır, bu da işletme sürekliliği ve maliyet yönetimi açısından önemlidir. Daha verimli güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemleri, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltır ve dolayısıyla sera gazı emisyonlarını düşürür. Bu da çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli bir adımdır, çünkü atmosfere salınan zararlı gazların etkilerini minimize eder. Bileşenlerin optimize edilmesi, güneş enerjili absorbsiyon soğutma teknolojilerinin geliştirilmesi ve yenilikçi çözümlerin ortaya çıkmasına yol açar. Bu süreç, sektördeki teknolojik ilerlemeyi teşvik eder ve daha etkin, güvenilir ve ekonomik sistemlerin geliştirilmesine olanak tanır. Optimize edilmiş güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemleri, çeşitli uygulama alanlarında daha yaygın bir şekilde kullanılabilir hale gelir. Bunlar arasında ticari binalar, sanayi tesisleri, tarım işletmeleri gibi farklı sektörler bulunabilir. Bu da güneş enerjisinin kullanımının çeşitlenmesine ve yaygınlaşmasına katkı sağlar. Özetle, güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinde bileşenlerin optimize edilmesi, hem ekonomik hem çevresel açıdan önemli faydalar sağlar. Bu optimizasyon süreci, teknolojinin gelişmesine katkıda bulunurken, enerji maliyetlerini düşürmek ve çevresel etkileri minimize etmek için kritik bir adımdır. Bu nedenle, güneş enerjili absorbsiyon soğutma teknolojilerinin geleceği için bu tür optimizasyon çalışmalarının önemi büyüktür. Öte yandan, güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinin performansı üzerine yapılan araştırmalar, sistem performans katsayısı (COP), sistem elemanlarının sıcaklıkları ve geometrileri gibi değişkenlerin optimize edilmesini hedefler. Bu çalışmalar, farklı güneş ışınımı seviyeleri ve kolektör tipleri üzerinden yapılan deneysel çalışmalarla desteklenir. Özellikle, belirli coğrafi bölgelerdeki güneşlenme değerleri ve yerel parametreler dikkate alınarak, sistemlerin en etkin şekilde tasarlanması ve uygulanması sağlanır. Tüm bu bilgiler doğrultusunda, güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinin enerji verimliliği ve çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli bir potansiyele sahip olduğu söylenebilir. Gelecekteki çalışmalar, bu teknolojilerin daha geniş çapta benimsenmesi ve güneş enerjisi potansiyelinin etkin şekilde kullanılması için kritik öneme sahip olacaktır. Bu çalışma, güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinin optimize edilmesi ve Türkiye'deki güneş enerjisi potansiyelinin değerlendirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Çalışmanın temel hedefi, sistem performans katsayısı (COP), sistem elemanlarının sıcaklıkları, geometrileri gibi değişkenler için en uygun değerleri belirleyerek maksimum verimliliği sağlamaktır. Ayrıca, dört farklı kolektör tipi ve karşılık gelen güneş ışınım değerleri ile yapılan analizler, güneş enerjili absorbsiyon soğutma sistemlerinin potansiyelini ortaya koymak ve değişkenlerin performans katsayısı,güneş performans katsayısı, verim ve alan gibi optimize edilmesi önemli olan değişkenleri hesaplayarak bunların etkilerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Bu çalışmada kullanılan LiCl absorbent ve su soğutucu akışkan, ozon tabakası dostu ve verimli bir LiCl-H2O çalışma çifti olarak seçilmiştir. Önceden belirlenmiş güneşlenme değerleri ve coğrafi parametreler kullanılarak, belirlenen kolektör alanı aralığında 34 farklı parametre kombinasyonu için güneş enerjisi potansiyeli hesaplanmıştır. Bu analizler sonucunda elde edilen veriler arasında farklı kolektör tipleri için alan, verim, COP ve SCOP gibi önemli performans ölçütleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma yapılması ve sonuçların yorumlanması tablo ve verilere dayanmasıyla birlikte farklı bölgeler farklı değişkenlerle yapılabilecek hesaplamalara ışık tutulmuştur. Sonuçlar güneş enerjili absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin verim optimizasyonunun birçok farklı parametre ile değişebileceğini ve her küçük detayın bu hesaplamalarda ne kadar önemli olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada kullanılan LiCl-H2O çalışma çifti daha önce yapılan araştırma ve deneyler doğrultusunda kıyaslandığı birçok çalışma çiftinden daha verimli çalışma çifti olarak karşımıza çıkmaktadır ve hesaplamalar da bu doğrultuda yapılmıştır. İstanbul il sınırları baz alınarak yapılan bu çalışma, Türkiye'nin güneş enerjisi potansiyelini daha iyi değerlendirebilmesi ve yenilenebilir enerji kaynaklarını daha etkin bir şekilde kullanabilmesi için yol gösterici olabilir. Bu tür araştırmaların, hem bilimsel hem de uygulamalı düzeyde güneş enerjisi teknolojilerinin gelişimine katkı sağladığı ve çevresel sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşılmasına yardımcı olduğu vurgulanmalıdır. Çalışmanın ötesinde, Türkiye'nin enerji üretimini sürdürülebilir bir şekilde artırma çabalarına katkı sağlamak amacıyla ülkenin güneş enerjisi sektörünün dinamiklerini ve sınırlamalarını anlamak da önemli bir amaç olarak belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The increase in the world's population has also led to an increase in energy demand, and this has led to a vision of increased interest in renewable energy sources in countries. Solar energy has thus become a growing demand and requirement for use. Turkiye is a country with high solar energy potential due to its geographical location. While progress has been made in the adoption of solar energy technologies, measures and steps must be taken to make efficient and effective use of the country's potential, such as expanding its existing infrastructure, developing incentive policies and regulations, and increasing investment in research and development. Furthermore, support for academic and scientific research to increase the use of solar energy, as well as the development of innovative solutions, is critical in this process. In this way, it could be possible for Turkiye to make greater use of the potential of solar energy. Solar energy can be utilized in many different ways and purposes. Solar powered/ assisted absorbtion refrigeration systems converting solar energy directly into cooling or electricity and providing the necessary cooling for buildings and facilities are one of them. In these systems, waste heat can also be used as a source of energy and recycled. The integration of these alternative energy sources into systems and the installation and use of these systems are important for environmental sustainability and contribute to the changing vision of the Earth, as well as lowering energy costs in the long term. Absorption refrigeration cycles are energy saving and environmentally sensitive systems in which the compressor is replaced by an absorption system consisting of an absorber, generator, pump and valve. This way, the performance coefficient of vapor compression refrigeration cycles increase by reducing the power of the compressor. Efficiency studies are critical to ensuring adequate electricity in absorption refrigeration systems supported by renewable energy. The present study aims at achieving maximum efficiency by taking an optimal value for variables such as system component performance ratio, temperature, and geometry. Four different collector types and the corresponding solar radiation values for the solar-energy absorption refrigeration system are studied. The LiCl-H2O working pair, which is friendly to the ozone layer and efficient, is used, including the LiCl absorbent and water coolant liquid. Solar radiation has been calculated for 34 different parameter combinations including four different types of collectors with collector areas within a given range using pre-defined solar energy and geographical parameters. Based on all this information, area, efficiency, COP, and SCOP data for different collector types were studied. The aim of the study is to examine the dynamics and limitations of the Turkish solar energy sector while seeking to increase the country's energy production in a sustainable way. The study is based on the boundaries of the province of Istanbul.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    563909

    Advanced exergy analysis of a solar energy powered absorption refrigeration system

    Güneş enerjisi kaynaklı absorpsiyonlu bir soğutma sisteminin ileri ekserji analizi

    MURAT BERTAN PARILTI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiBartın Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABİD USTAOĞLU

  2. Tez No

    892316

    Technical investigation of solar absorption cooling system

    Güneş enerjili absorpsiyonlu soğutma sisteminin teknik ı̇ncelemesi

    MUNAF HASHIM ALWAN AL JANABI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik BilimleriYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞABAN PUSAT

  3. Tez No

    868918

    Energetic and economic investigation of solar organic rankine cycle integrated with an absorption refrigeration system for generation power and cooling applications

    Güneş enerjisi ile çalışan organik rankine çevriminin soğutma sistemi ile entegrasyonunun enerji ve ekonomik analizi: Güç üretimi ve soğutma uygulamaları

    MUHAMAD REFAAİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULRAZZAK AHMED SALEH AKROOT

  4. Tez No

    46914

    Güneş enerjisi ile çalışan açık çevrimli absorbsiyonlu model bir soğutucunun iklimlendirme amaçlı geliştirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    EMİNE GÜZEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    EnerjiEge Üniversitesi

    DOÇ.DR. ALİ GÜNGÖR

  5. Tez No

    68912

    Güneş enerjili absorpsiyonlu soğutma sisteminin incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    ÖMER KUZGUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ABDURRAHMAN KILIÇ

Geri Dön