Güneş kule sisteminde üretilen ısı enerjisinin yüksek sıcaklık depolama sisteminde modellenmesi
Modeling of the heat energy produced in the solar tower system in the high temperature storage system
Yazar: ONUR EROL
Danışman: PROF. DR. EVREN MELTEM TOYGAR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Heliostat = Heliostat ; Isı depolama = Heat storage

Özet:
CSP (Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi) sistemi ile maliyet açısından uygun bir sistem geliştirerek yüksek ısı elde etmek, bu ısının verimli olarak depolanması, CSP' nin diğer enerji teknolojileriyle entegre edilerek, ısıtmada kullanıldığında ne kadar verimli olduğunun doğrulanması literatürdeki çalışmaların doğrultusunda amaçlanmaktadır. CSP ayna sisteminin prensibi, dünyada parabol aynalarda olduğu gibi gelen güneş ışınlarını odaklayarak yüksek ısı elde etmektir. İki eksen üzerinden güneşi bilgisayar ile otomatik olarak dik takip etmek suretiyle odaklama yüzeyinde yüksek sıcaklıklara ulaşılabilmektedir. Doğal kaynak olan güneş ışığını belirli bir hedef noktasına iki eksende hareket imkanı sağlayarak yansıtan sistemler heliostat olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada 6 metre ve 3 metre çaplarında iki farklı heliostat tasarlanmıştır. Tasarlanan heliostatlar özgün olmakla birlikte maliyet ve bulunabilirlik açısından tercih edilebilir durumdadır. Heliostatların bir güneş kule sistemi ve ısı deposuyla entegre edilerek çalışması sağlanacaktır. Yüksek sıcaklıklı termal depolama ile ilgili açık literatürde enerji sistemlerine yönelik araştırma yapılmış bu kavramların sınıflandırılmasına odaklı çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bu sistemleri simüle etmek için kullanılan fiziksel modellerin gözden geçirilmesi, tasarlanması ve modellenmesi ile bilgisayar destekli analiz yöntemine başvurmak için hazırlık yapılmıştır. Ayrıca analitik metotlarla yapılacak çalışma ve araştırmalar literatürde yapılmış olan çalışmalarla karşılaştırılarak geliştirilecek sistemin kritizesi yapılmıştır. Solidworks katı modelleme programı ve analizler için Ansys programı kullanılmıştır.

Abstract:
It is aimed to obtain high heat by developing a cost-effective system with the CSP (Concentrated Solar Energy) system, to store this heat efficiently, to verify how efficient CSP is when used in heating by integrating it with other energy technologies, in line with the studies in the literature. The principle of the CSP mirror system is to obtain high heat by focusing the incoming sun rays, as in parabola mirrors in the world. High temperatures can be reached on the focusing surface by automatically following the sun vertically on two axes with the computer. Systems that reflect sunlight, which is a natural source, to a certain target point by providing movement in two axes, are defined as heliostats. In this study, two different heliostats with diameters of 6 meters and 3 meters were designed. As well as the designed heliostats are original, they are preferable in terms of cost and availability. Heliostats will be integrated with a solar tower system and heat storage. In the open literature on high temperature thermal storage, research on energy systems has been made and studies focused on the classification of these concepts have been carried out. Preparations have been made to review, design, and model the physical models used to simulate these systems, and to resort to computer-aided analysis. In addition, the studies and researches to be done with analytical methods were compared with the studies in the literature and the system to be developed was critiqued. Solidworks solid modeling program and Ansys program were used for analysis.