Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Güven Hasret YILMAZ
Danışman: Mustafa Zeki Yılmazoğlu
Özet:
Tüm dünyada artan küresel ısınma endişeleri ve fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerjinin kullanımının artması enerji arz ve talebinde de bir takım sorunları beraberinde getirmektedir. Akıllı şehirler konsepti ile elektrik enerjisinin tümüyle yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılandığı durum arz ve talep senaryolarında gün içinde ve mevsimsel olarak dengesizlikleri ortaya çıkaracaktır. Yenilenebilir enerjinin kesikli yapısı emre amadelik konusunda da sürekliliğin sağlanamamasını beraberinde getirecektir. Bu kapsamda enerji depolama teknikleri büyük önem kazanmaktadır. Ancak, maliyet ve uygulanabilirlik açısından termal enerji depolama daha ön planda yer bulmaktadır. Termal Enerji Depolama sistemleri kısa ya da uzun vadeli olarak ısı enerjisinin depolandığı sistemlerdir. Bununla birlikte, bu enerjinin tekrar elektriğe çevrilmesi ile elektrik enerjisinde arz-talebin dengelenmesi Carnot Batarya’ları ile sağlanabilir. Yenilenebilir enerji kaynakları ile üretilen arz fazlası enerjinin ısıl direnç, ısı pompası gibi teknolojilerle ısı enerjisine çevrilmesi ve depolanması sonrasında talep olduğunda ve yenilenebilir kaynaklar mevcut olmadığında konvansiyonel elektrik üretim sistemleri ile tekrar elektrik eldesi Carnot Bataryaları ile mümkün olabilmektedir. Carnot Batarya’ları, yüksek verime, uzun ömre, düşük maliyetlere sahip sistemlerdir. Ayrıca, bu sistemlerde herhangi bir coğrafik koşula ihtiyaç duyulmaz. Bu çalışmada, fotovoltaik sistemler üzerinden elde edilen talep fazlası elektrik enerjisinin ısıl dirençler yoluyla ısı enerjisine çevrilmesi ve sonrasında Brayton çevrimi ile iki farklı konfigürasyonda (Model 2 ve Model 3) elektrik üretiminin enerji, ekserji ve maliyet çalışmaları yapılmıştır. Çalışmada incelenen Modeller için dört farklı basınç oranının ve dört farklı ısı depolama malzemesinin etkileri incelenmiştir. Analizlerde MATLAB’de oluşturulan ve güneş yolunu da hesaplayan genel bir kod yazılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Model 2’nin ortalama çevrim verimi farklı basınç oranlarına göre %18,76 – 20,27 aralığında iken şarj-deşarj verimi ise farklı malzemelere ve basınç oranlarına göre % 35,4 – 56,96 aralığında olmuştur. Model 3’ün ortalama çevrim verimi ise yine farklı basınç oranlarına göre % 28,7 – 31,06 aralığında iken şarj-deşarj verimi de farklı malzemelere ve basınç oranlarına göre % 35,4 – 52,81 aralığında olmuştur.
Anahtar Kelimeler : Carnot Bataryaları, termal enerji depolama, akıllı şehirler,
sürdürülebilirlik