Güneş enerjisi santralinin enerji, ekserji, sürdürülebilirlik ve eksergoeokonomik analizler ile değerlendirilmesi
Evaluati̇on of solar power plant wi̇th energy, exergy, sustai̇nabi̇li̇ty and exergoeconomi̇c analyses
Yazar: MİRAÇ CAN ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. BATTAL DOĞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde teknolojinin gelişimiyle birlikte artan enerji talebi, temiz ve sürdürülebilir olan yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıştır. Bununla birlikte, yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisine yönelik çalışmalar da hız kazanmıştır. Bu çalışma, Türkiye, Konya, Karapınar'da 37°45 ile 37°47 kuzey enlemleri ve 33°33 ile 33°35 doğu boylamları arasında bulunan 226,4 MWe güç kapasitesine sahip şebekeye bağlı bir güneş enerji santrali incelenmiştir. Bu güneş enerji santrali, yarı kesim (half-cut) teknolojisiyle üretilmiş monokristal, çift yüzlü (bifacial) güneş panellerinden ve tek eksende (doğu-batı) güneş takip eden sistemden oluşmaktadır. Güneş ışınım şiddeti ile ortam sıcaklık verilerinin hem yüksek hem de düşük olduğu iki farklı ay (Ağustos 2021 ile Ocak 2022) için güneş enerji santrali üzerinde karşılaştırmalı değerlendirmeler yapılmıştır. Bununla birlikte bu santralde 6 ay boyunca günlük veriler kullanılarak enerji, ekserji, sürdürülebilirlik ve eksergoekonomik analizler yapılmıştır. Termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarına dayanan enerji ve ekserji analizleri sonucunda, santralin enerji verimliliği, maksimum elektrik verimliliği, güç dönüştürme verimliliği ve ekserji verimliliği ortalamaları sırasıyla %75,50; %36,42; %22,34; %21,98 olarak bulunmuştur. Santralin sürdürülebilirlik indeksi ve atık ekserji oranının ortalama değerleri sırasıyla 1,29 ve 0,78 olarak hesaplanmıştır. EXCEM yöntemi kullanılarak termoekonomik ve eksergoekonomik ortalama parametre değerleri sırasıyla 2,43 W/$ ve 2,32 W/$ olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, the growing energy demand with the advancement of technology the interest in the renewable energy sources which are clean and sustainable. However the studies in the solar energy which is among the renewable energy sources has also gather speed. İn this study, on grid-connected solar power plant having the power capacity of 226,4 MWe and located in Karapinar, Konya, Turkey, between northern latitudes 37 ° 45 and 37 ° 47 and eastern longitudes 33 ° 33 and 33 ° 35. This solar power plant is composed of monocrystalline, bifacial solar panels produced with half-cut technology and a solar-tracking system on the single axis (east-west). Comparative assessments have been relaized related to this solar power plant for two different months (August 2021 and January 2022) in which solar radiation intesty and ambient temperature data are both high and low. Furthermore, energy, exergy, sustainability and exergoeconomic analyses have been conducted in this plant by using daily data during 6 months. As a result of the energy and exergy analyses based on the first and second laws of thermodynamics, the energy efficiency, maximum electricity efficiency, power conversion efficiency and exergy efficiency averages of the plant were found to be 75,48%; 36,40%; 22,34%; 21,98%, respectively. The average values of the plant's sustainability index and waste exergy rate were calculated at 1,29 and 0,78, respectively. The average values of thermoeconomic and exergoeconomic parameters using the EXCEM method have been determined to be 2,43 W/$ and 2,32 W/$, respectively.