Güneş enerjisi kaynaklı termal enerji depolama sistemli organik rankine çevriminin termodinamik analizi: Mersin örneği
Thermodynamic analysis of solar energy-based thermal energy storage system integrated with organic rankine cycle: The case of Mersin
- Tez No: 971670
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ÜNAL, DOÇ. DR. MERVE ŞENTÜRK ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Organik rankine çevrim sistemleri, Solar energy, Organic rankine cycle systems
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, güneş enerjisi destekli bir termal depolama sistemine entegre edilmiş bir Organik Rankine Çevrimi'nin (ORÇ) termodinamik performansı incelenmiştir. Mersin'in iklim verileri kullanılarak, parabolik oluklu kollektörlerin (POK) 5 farklı güneş takip sistemi ile bir yıllık dinamik simülasyon yürütülmüştür. Modelde, termal akışkan özellikleri sıcaklığa bağlı olarak dinamik bir şekilde hesaplanmış ve depolama tankının sıcaklığı Runge-Kutta 4 (RK4) metoduyla güncellenmiştir. Elde edilen bulgular, takip sisteminin seçiminin yıllık enerji çıktısı ve sistemin operasyonel kararlılığı üzerinde belirleyici olduğunu göstermiştir. Tam takip sistemi, en yüksek kullanılabilir ısı kazancını ve yıllık elektrik üretimini (3230 kWh) sağlarken, yatay K-G ekseni D-B takibi gibi daha basit sistemler yetersiz kalmıştır. Depolama tankı, güneş ışınımındaki günlük dalgalanmaları dengeleyerek sistemin sürekli çalışmasını sağlamış, ancak kış aylarında yetersiz kalan güneş enerjisi nedeniyle ORÇ'nin durduğu gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, güneş enerjisi sistemlerinin tasarım ve fizibilite analizinde takip stratejisinin ve dinamik modellemenin önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the thermodynamic performance of an Organic Rankine Cycle (ORC) integrated with a solar-assisted thermal storage system was investigated. Using the climatic data of Mersin, a one-year dynamic simulation of parabolic trough collectors (PTCs) with five different solar tracking strategies was carried out. In the model, the thermophysical properties of the working fluid were dynamically evaluated as temperature-dependent, and the temperature of the storage tank was updated using the fourth-order Runge-Kutta (RK4) method. The findings revealed that the choice of tracking strategy plays a decisive role in both the annual energy output and the operational stability of the system. The full-tracking configuration provided the highest usable heat gain and annual electricity generation (3230 kWh), whereas simpler strategies, such as horizontal north–south axis east–west tracking, proved insufficient. The storage tank balanced daily fluctuations in solar irradiation, ensuring continuous system operation; however, due to insufficient solar energy during the winter months, the ORC was observed to cease operation. These results highlight the significance of tracking strategy and dynamic modeling in the design and feasibility analysis of solar energy systems.
Benzer Tezler
- Bir yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santrali için organik rankıne çevrimi dizaynı ve modellemesi
Design and modeling of organic rankine cycle for a concentrated solar thermal power plant
ERDEM ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Enerji depolama üniteli trijenerasyon mikro şebeke sisteminde çizelgeleme optimizasyonu: Hastane uygulaması
Scheduling optimization in the trigeneration microgrid system with energy storage unit: Hospital application
ANIL DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA
DOÇ. DR. AYŞE AYLİN BAYAR
- Faz değiştiren malzemelerin sıcak-kuru ve soğuk iklim bölgelerindeki yapı kabuğu enerji performansının karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of phase change material enhanced building envelopes and their energy performance analysis for hot-dry and cold climatic regions
AYŞIL COŞKUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM TEKİN
- Bir konutun ısıtılması ve soğutulmasında güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu sistemlerin kullanılması
Heating and cooling with solar absorption systems in a residential application
BİLSAY PASTAKKAYA
Doktora
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KAYNAKLI
- Çanakkale için güneş destekli toprak kaynaklı düşey ısı değiştiricisi sistemi tasarımı
Solar assisted ground source vertical heat exchanger system design for Çanakkale
ARDA CAN ÇINKILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHİR FATİH ÖZTÜRK