Farklı iklim koşullarında PV/T ve yakıt hücresi destekli su ısıtma sisteminin enerji ve ekserji analizi
Energy and exergy analysis of PV/T and fuel cell supported water heating system in different climatic conditions
- Tez No: 922001
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ, DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜJDAT ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Ekserji analizi, Enerji analizi, Enerji sistemleri, Enerji verimliliği, Güneş enerjisi, Güneş paneli, Hidrojen depolanması, Hidrojen üretimi, Exergy analysis, Energy analysis, Energy systems, Energy efficiency, Solar energy, Solar panel, Hydrogen storage, Hydrogen production
- Yıl: 2025
- 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
Güneş enerjisinden hem elektrik hem de ısı enerjisi üretebilen Fotovoltaik/Termal (PV/T) sistemler önemli avantajlar sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında 45°C'de sıcak su üretimi sağlamak üzere PV/T ve yakıt hücresi destekli su ısıtma sistemi tasarlanarak, sistemin detaylı enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Güneş enerjisinin farklı bölgelerde farklı potansiyellere sahip olmasından dolayı sistemin performansı iki ayrı durumda incelenmiştir: i) Akdeniz ikliminin hakim olduğu şehirler (İzmir, Marsilya, Barcelona ve Roma), ii) Türkiye'de farklı iklim kuşaklarının görüldüğü şehirler (Ankara, Konya, Trabzon, Hakkari). Sistemde, güneş enerjisinden elektrik üretiminin tüketimden fazla olduğu durumlarda, bu elektrik ile hidrojen üretilerek, PV/T'den üretilen elektriğin yetersiz kaldığı durumlarda, yakıt hücresi ile elektrik üretilerek sistem beslenmektedir. Böylece, sistemin daha sürdürülebilir ve çevreci olması sağlanmaktadır. Tasarlanan sistem TRNSYS simülasyon programı kullanılarak modellenmiş ve bir yıllık üretimtüketim değerleri ile enerji analizleri yapılmıştır. Enerji analizinden elde edilen sonuçlar kullanılarak sistemin her bir temel bileşeni (PV/T, elektrolizör ve yakıt hücresi) için ekserji analizleri de yapılmıştır. Analiz edilen tüm şehirlerde PV/T, elektrolizör ve yakıt hücresinin enerji verimliliği sırasıyla %50-55, %38-47 ve %54-61 arasında değişirken, ekserji verimlilikleri sırasıyla %25, %32-39 ve %57-65 şeklinde değişmektedir. Ayrıca, Trabzon hariç ele alınan tüm şehirlerde sıcak su ihtiyacı için gerekli bütün enerji güneş enerjisinden karşılandığı için doğal gaz yakıtlı konvansiyonel sistemlere göre yıllık 4290 kg CO2 emisyonunun salınımı da engellenmiş olmaktadır. Trabzon ilin de ise yıllık gerekli enerjinin %92'si yenilenebilir enerjiden karşılanabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Photovoltaic/Thermal (PV/T) systems that can produce both electricity and heat energy from solar energy provide significant advantages. In this thesis study, a PV/T and fuel cell supported water heating system was designed to provide hot water production at 45°C, and detailed energy and exergy analyses of the system were performed. Since solar energy has different potentials in different regions, the performance of the system was examined in two separate cases: i) Cities where the Mediterranean climate is dominant (İzmir, Marseille, Barcelona and Rome), ii) Cities where different climate zones are seen in Turkey (Ankara, Konya, Trabzon, Hakkari). In the system, when electricity production from solar energy is more than consumption, hydrogen is produced with this electricity, and when the electricity produced from PV/T is insufficient, electricity is produced with a fuel cell to feed the system. Thus, the system is made more sustainable and environmentally friendly. The designed system was modeled using TRNSYS simulation program and energy analyses were performed with annual production-consumption values. Exergy analyses were also performed for each basic component of the system (PV/T, electrolyzer and fuel cell) using the results obtained from the energy analysis. While the energy efficiencies of PV/T, electrolyzer and fuel cell in all analyzed cities varied between 50-55%, 38-47% and 54-61%, respectively, exergy efficiencies varied between 25%, 32-39% and 57-65%, respectively. In addition, since all the energy required to meet the hot water demand in all cities except Trabzon is provided by solar energy, the release of 4290 kg CO2 emissions per year compared to conventional systems fueled by natural gas is also prevented. In Trabzon, 92% of the annual required energy can be provided by renewable energy.
Benzer Tezler
- Güneş enerjisi(PV/T) ve/veya rüzgâr enerjisi destekli ısı pompası sistemlerinin performans analizleri
Performance analysis of solar energy(PV/T) and/or wind energy assisted heat pump systems
GAMZE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET COŞKUN
- Bazı matthiola (L.) R. Br. türlerinin Çukurova koşullarında yetiştirilmeleri ve çiçeklenmeleri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
VELİ ORTAÇEŞME
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Peyzaj MimarlığıÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL ALTAN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Akhisar-Gölmarmara-Gördes-Sındırgı arasının jeolojisi
Başlık çevirisi yok
NECATİ AKDENİZ
Doktora
Türkçe
1985
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKARTUNA
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE