A comparative sustainability analysis of heat pump technologies integrated with renewable alternatives
Yenilenebilir alternatiflerle entegre ısı pompası teknolojilerinin karşılaştırmalı sürdürülebilirlik analizi
- Tez No: 929956
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN GÜNHAN ÖZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Analiz teknikleri, Hidrojen, Isı pompası, Isıtma, Sürdürülebilirlik endeksi, Analysis techniques, Hydrogen, Heat pump, Heating, Sustainability index
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri İşletim ve Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerji kullanımının yüzde elliden fazlasının ısıtmaya atfedildiği göz önüne alındığında, ısı pompası teknolojileri (HPT'ler), önemli enerji performansları nedeniyle, artan çevresel kaygıların ele alınmasında ve sürdürülebilir enerji çözümlerine geçişte çok önemli olacaktır. Ayrıca, yenilenebilir kaynaklar HPT'lerin elektrik talebini karşılayabilir ve sürdürülebilirlik performansını artırmak için hem yüksek hem de düşük basınç tarafındaki etkileşim ortamları yenilenebilir kaynaklardan seçilebilir. Bu çalışmada, HPT'leri ve güneş fotovoltaik (PV), rüzgar, hidroelektrik, nükleer ve hidrojen yakıtlı yakıt hücrelerinin sürdürülebilir bir çerçeve içerisinde uyarlanmasını, çeşitli soğutucu akışkan uygulamaları altında enerji, ekserji, ekonomik, çevresel ve sürdürülebilir performansı değerlendirerek sayısal olarak analiz edilmiştir. Benzetim çalışmaları sonucunda tüm su kaynaklı HPT'lerin, özellikle düşük GWP'li soğutucu akışkanlar kullanıldığında, hava kaynaklı türlerine kıyasla üstün enerji performansı ve daha düşük karbon emisyonu sergilediğini ortaya çıkarılmıştır. Su kaynaklı sistemlerin başlangıç maliyeti yüksektir, enerji ve işletme maliyetlerinde ise uzun vadede önemli tasarruflar elde edilebilmektedir. Enerji değerlendirmesi sırasında kullanılan kapasite kullanım faktörüne göre nükleer enerji, ekserji değerlendirmesi sırasında kullanılan ekserji verimliliği ve sürdürülebilirlik indeksine göre isehidroelektrik enerjisi en iyi çözümü sunmaktadır. Bunun yanında rüzgar enerjisi en iiiçevre dostu olarak belirlenmiştir. Hidrojen enerjisi için en düşük seviyelendirilmiş enerji maliyeti ortaya çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
Given that over fifty percent of energy use is attributed to heating, heat pump technologies (HPTs) will be pivotal in addressing escalating environmental concerns and transitioning to sustainable energy solutions, owing to their substantial energy performance. Moreover, renewable sources can meet the electricity demand of HPTs, and interaction mediums on both the high and low-pressure sides can be chosen from renewables to improve sustainability performance. This study numerically analyzed HPTs and the adaption of solar photovoltaic (PV), wind, hydropower, nuclear, and hydrogen-fueled fuel cells within a sustainability framework, evaluating energy,exergy, economic, environmental, and sustainable performance under diverse refrigerant applications. The simulation findings revealed that all water-based systems exhibit superior energy performance and reduced carbon emissions compared to air-source systems, especially those utilizing low-GWP refrigerants. The initial cost of the water-based systems was high. However, water-based systems provided significant long-term savings in terms of the costs of energy and operations, thus proving their economic viability. The energy assessment shows that nuclear energy has the highest capacity utilization factor. Exergy efficiency and sustainability are the best for hydropower energy. Wind energy is the most environmentally friendly. Hydrogen has the lowest 1levelized cost of energy. Yet, the analytical findings show that hydrogen energy has outperformed other sources overall despite its low capacity share in the energy market.
Benzer Tezler
- Serbest yüzeyli türbülanslı akışlarda bot ve benzeri katı cisimlere etkiyen dinamik yüklerin analizi ve tayini
Analysis and determination of dynamic loads affecting boats and similar solid objects in free surface turbulent flows
CEMAL HASAN CAN AKSOY
Doktora
Türkçe
2025
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER
- Jeotermal enerjinin konut alanında kullanımı: çevresel ve sosyo ekonomik açıdan bir değerlendirme
Use of geothermal energy at the house heating: an environmental and socio economic evaluation
İLKAY KARABATAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA BEYAZIT
- Modüler bina yapılarının yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegrasyonunun yaşam döngüsü maliyetleri bazlı incelenmesi
Comparative economic and experimental assessment of air source heat pump and gas-fired boiler
ÖNDER KUL
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Kültür Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET NURETTİN UĞURAL
- Yenilenebilir enerji kaynaklı duvardan ısıtma ve soğutma sisteminin teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of a renewable energy source assisted heating and cooling system
UĞUR AKBULUT
Doktora
Türkçe
2012
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLCAY KINCAY
PROF. DR. T. HİKMET KARAKOÇ
- Plant noncoding RNAS and comparative analysis of insect tolerance loci
Bitkilerde kodlanmayan RNA ve böcek toleransı lokuslarının karşılaştırmalı analizi
TUĞDEM MUSLU
Doktora
İngilizce
2021
GenetikSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YÜCE