Güneş bacası güç santrallerinin parametrik optimizsayonu
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Erdem Cüce; Ayşe Pınar Mert Cuce
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
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.