Güneş bacası güç santrallerinin parametrik optimizsayonu

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği (Yl), Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HARUN ŞEN

Danışman: Erdem Cüce, Ayşe Pınar Mert Cüce

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Güneş bacası güç santralleri, güneş enerji sistemleri olmasına rağmen yapısındaki yüksek baca sayesinde güneşin olmadığı saatlerde de güç çıkışı verebilir. 24 saat güç çıkışı verebilen bu sistemler toplayıcı, baca ve türbin olmak üzere 3 yapı elemanından oluşan basit sistemlerdir. Fazla teknik detay içermediklerinden bakım maliyetleri düşük ve uzun ömürlüdürler. CO2 salınımı düşük, temiz enerji üretimi için ideal olan bu sistemler son yıllarda araştırmacılar tarafından ilgi çekmektedir. Büyük ölçekli olan bu sistemlerin performansları, iklimsel ve geometrik parametrelerden fazlaca etkilenir. Bu çalışmada ilk prototip olan Manzanares santralinin geometrik ölçüleri esas alınarak bir CFD çalışması yürütülür. ANSYS FLUENT ticari yazılımı öğrenci sürümü ile oluşturulan CFD modeli, farklı iklimsel ve geometrik parametreler ile simüle edilir. Güç çıkışı, verim, kütlesel debi ve türbin konumunda ortalama basınç farkı değerlerine iklimsel ve geometrik parametrelerdeki değişimlerin nasıl etki ettikleri analiz edilir. Veriler incelendiğinde referans durumda 1000 W/m2 ışınım şiddeti ve 293,15 K çevre sıcaklığında, 54,33 kW güç çıkışı ve %0,1 verime ulaşıldığı görülür. İklimsel parametrelerden olan çevre sıcaklığının artışı ile güç çıkışının azaldığı, ışınım şiddetinin ise sistemin performansında belirgin atışa yol açtığı görülür. Baca yüksekliği ve toplayıcı çapının sistemin performansını arttırıcı etkide olduğu, baca çapındaki artışın belirli noktadan sonra sistemin performansını olumsuz etkilediği görülür. Toplayıcı yüksekliğinin sistemin performansını azalttığı sonucuna varılır. Sistemin performansı tasarımsal parametrelerden de etkilenir. Iraksak baca tasarımına sahip sistemin yakınsak baca tasarımına göre daha verimli olduğu anlaşılır. Toplayıcı eğimi ve zemin eğimi de benzer şekilde sistemin performansını arttırıcı etki yapar.