Desıgn of the green hydrogen refuellıng statıon powered by an on-grıd photovoltaıc system
Şebekeye bağlı photovoltaıc sistem ile çalışan yeşil hidrojen dolum istasyonu tasarımı
- Tez No: 936662
- Danışmanlar: PROF. DR. YILSER DEVRİM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Atılım Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Gelişen ve büyüyen sanayi, artan dünya nüfusu ve artan enerji ihtiyaçları, alternatif enerji kaynaklarının kullanımını zorunlu kılmaktadır. Artan dünya nüfusunun enerji ihtiyacı dikkate alındığında geçmişte kullanılan ve günümüzde de kullanılmaya devam eden fosil kaynaklar dünyaya zarar vermektedir. Fosil kaynakların kullanımı sonucu açığa çıkan zararlı gazlar dünya atmosferini kirletmekte, fosil kaynakların ulaşım araçlarında kullanılması ise sera gazı etkisini arttırmaktadır. Bu kirlilik, hem yeryüzündeki canlıların sağlığını tehdit etmekte olup yaşam kalitemizi düşürmektedir. Bu ve bunun gibi birçok zararlı etkileri olan fosil kaynaklar yerine temiz enerji kaynakları kullanılmalıdır. Yenilenebilir enerji kaynakları çevreye zarar vermediği gibi doğru kullanıldığında sürdürülebilir bir enerji kaynağına da dönüşebilmektedir. Güneş, rüzgâr, hidroelektrik, biyokütle ve hidrojen gibi yenilenebilir enerji kaynakları temiz bir gelecek için önemlidir. Bu çalışmada güneş enerjisi temelli yeşil hidrojen kullanan yakıt ikmal istasyonları Türkiye'de yedi farklı bölge için tasarlanarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Tasarlanan sistemde anyon değişim membran su elektrolizörü (ADME) ile güneş enerjisinden sağlanan elektrik kullanılarak sudan hidrojen üretilmekte ve üretilen hidrojen, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarında depolanmaktadır. Yakıt ikmal istasyonları her istasyonda on adet yakıt hücreli araç ve iki adet yakıt hücreli otobüs tankı doldurulacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan yeşil hidrojen temelli sistemde her ilin güneş ışınım ve sıcaklık değerleri göz önünde bulundurularak belirlenen panel sayıları ile toplam 5 MW kurulu gücünde güneş enerji santrali, elektrolizör, kompresör, yüksek basınçlı kademeli hidrojen depolama tankları, invertör ve ön soğutma üniteleri içermektedir. Güneş enerji santrali her bölgede kurulum için seçilen ilin günlük güneş radyasyonu ve sıcaklık değerlerine göre elektrik üretim değerleri hesaplanmıştır. Hedeflenen yakıt ikmal istasyonu kapasitesine göre elektrolizörün günlük üretmesi gereken hidrojen miktarı belirlenmiş ve bu ihtiyacın karşılanması için gerekli olan elektik güneşten karşılanmadığı durumda şebekeden elektrik karşılanacaktır. Güneş enerjisinden üretilen elektrik enerji ihtiyacını aştığında, kalan elektrik şebekeyi besleyecektir. Tasarlanan sistemde kurulum yapılan farklı bölgeler için ekonomik analiz yapılmış ve Antalya, Aydın, Çanakkale, Çorum, Hakkâri, Konya ve Şanlıurfa illeri için LCOH değerleri sırasıyla 7.18 €/kg H2, 7.57 €/kg H2, 8.39 €/kg H2, 8.99 €/kg H2, 6.90 €/kg H2, 7.69 €/kg H2 ve 7.29 €/kg H2 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Developing and growing industries, increasing the world population, and increasing energy needs necessitate the use of alternative energy sources. Considering the energy needs of the increasing world population, fossil resources used in the past and continue to be used today are harming the world. Harmful gases released as a result of the use of fossil resources pollute the world's atmosphere, and the use of fossil resources in vehicles increases the greenhouse gas effect. This pollution threatens the health of living things on Earth and reduces our quality of life. Clean energy sources should be used instead of fossil resources, which have these and many other harmful effects. Renewable energy sources do not harm the environment and can also become a sustainable energy source when used correctly. Renewable energy sources such as solar, wind, hydroelectricity, biomass, and hydrogen are important for a clean future. In this study, refuelling stations using solar energy-based green hydrogen were designed for seven different regions in Türkiye and the results were compared. In this system, hydrogen is produced from water using electricity provided by solar energy with an anion exchange membrane water electrolyzer (AEMWE), and the produced hydrogen is stored in hydrogen refuelling stations. The refuelling stations are designed to fill ten fuel cell vehicles and two fuel cell bus tanks at each station. The designed green hydrogen-based system includes a solar power plant with a total installed power of 5 MW, an electrolyzer, a compressor, high-pressure cascade hydrogen storage tanks, and pre-cooling units, with several photovoltaic panels. Electricity production values were calculated according to the daily solar radiation and temperature values of the city selected for installation of the solar power plant in each region. According to the targeted refuelling station capacity, the amount of hydrogen that the electrolyzer should produce daily has been determined, and if the electricity required to meet this need is not met by the sun, electricity will be supplied from the grid. When electricity produced from solar energy exceeds demand, the remaining electricity will feed the grid. Levelized cost of hydrogen analysis was performed for different regions where the designed system was installed and LCOH values were calculated as 7.18 €/kg H2, 7.57 €/kg H2, 8.39 €/kg H2, 8.99 €/kg H2, 6.90 €/kg H2, 7.69 €/kg H2 and 7.29 €/kg H2 for Antalya, Aydın, Çanakkale, Çorum, Hakkâri, Konya and Şanlıurfa cities, respectively.
Benzer Tezler
- Simulation of an innovative flow-field design based on a bio-inspired pattern for pem water electrolysis
Pem su elektrolizi için biyolojiden ilham alan bir desen tabanlı yenilikçi akış alanı tasarımının simülasyonu
MOHAMMAD NASER ALOBEID
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELAHATTİN ÇELİK
- Design of integrated renewable energy systems under uncertainty towards green deal in turkish energy market
Türkiye enerji piyasasında yeşil anlaşmaya yönelik belirsizlik altında entegre yenilenebilir enerji sistemlerinin tasarımı
SU MEYRA TATAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDAL AYDIN
- Yeşil sentez metodu ile hazırlanan Ag2S temelli nanokompozitlerin fotokatalitik hidrojen üretiminde kullanılması
The use of Ag2S based nanocomposites prepared by green synthesis method in photocatalytic hydrogen production
AYDIN BARIŞ ŞİMŞİR
- Modelling, simulation and design of a green hydrogen-based hybrid energy system
Yeşil hidrojen temelli hibrit enerji sisteminin modellenmesi, simülasyonu ve tasarımı
DUYGU ÖZKÖK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
EnerjiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILSER DEVRİM
- Sodyum borhidrür hidrolizi için yeni nesil nanokatalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve biyokimyasal uygulamaları
Synthesis, characterization and biochemical applications of new generation nanocatalysts for sodium borohydride hydrolysis
FULYA GÜLBAĞÇA
Doktora
Türkçe
2024
Bilim ve TeknolojiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH ŞEN