3 results
Search Results
Now showing 1 - 3 of 3
Doctoral Thesis Yüksek Performanslı Elektrokimyasal Hidrojen Kompresörünün Deneysel Olarak Geliştirilmesi(2023) Durmuş, Gizem Nur Bulanık; Devrim, Yılser; Çolpan, Can ÖzgürElektrokimyasal hidrojen (H2) sıkıştırma (ECHC) teknolojisi, H2'nin tek bir adımda sıkıştırılması ve saflaştırılması için umut vaat etmesi nedeniyle son zamanlarda dikkatleri üzerine çekmiştir. Şu anda, H2 üretmenin en yaygın ve en ucuz yöntemi, hidrokarbonların buharla reformasyonudur. Diğer bir deyişle, doğal gaz ve kömür H2'nin en uygun kaynaklarıdır. Bununla birlikte, bu yöntemin dezavantajı, karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO2) gibi bazı safsızlıklar yaymasıdır. Bu tez kapsamında yüksek sıcaklık elektrokimyasal H2 kompresörü (HT-ECHC) geliştirilmiştir. H2'nin saflaştırılması ve sıkıştırılması ile ilgili çalışmalarda deneysel bir yöntem kullanılmıştır. ECHC sistemlerinde karşılaşılan en büyük sorunlardan biri katalizörün CO nedeniyle zehirlenmesidir. Bu durum katalizörü kullanılamaz hale getirmekte ve katalizör maliyetleri ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle bu çalışma, CO toleransı yüksek, 140-180 °C arasında çalışan ve düşük güç tüketen bir HT-ECHC geliştirmeyi amaçlamıştır. Bu çalışmada, farklı molar oranlarda H2, CO2 ve CO içeren reformat gazlar kullanılarak PBI membran bazlı HT-ECHC'nin H2 saflaştırma ve sıkıştırma performansı incelenmiştir. Performans testlerinde sıcaklığın HT-ECHC performansı üzerindeki etkisinin en kritik faktörlerden biri olduğu vurgulanmıştır. HT-ECHC'nin performansının CO'nun molar oranının artmasıyla düştüğü gözlenmiştir. Gaz kromatografisi (GC) sonuçları, 160 °C'de >%99,99 H2 saflığının elde edildiğini göstermiştir. Sonuçlara göre H2, 1.5V sabit voltaj ile atmosferik basınçtan 60 bara başarıyla sıkıştırılmıştır.Master Thesis Ankara Bölgesinde Güneş Parabolik Çanak Teknolojisi ile Yeşil Hidrojen Üretiminin Analizi(2023) Troster, Frederick Can; Devrim, YılserArtan dünya nüfusu ve büyüyen ekonomiler ile dünya enerji ihtiyacı artmaktadır. Günümüz dünyasında üretilen elektrik çoğunlukla fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Fosil yakıtların kullanımı çevreyi kirleterek geleceğimizi tehlikeye atmaktadır. Gelişen teknoloji ile yenilenebilir enerji kaynaklarının popülerliği artmaktadır. Çevre dostu olan bu kaynaklar geleceğimiz için önem arz etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları, güneş, rüzgâr, jeotermal gibi doğal kaynaklardan elde edilebilen enerji olarak ayrılır. Güneş en temel enerji kaynağıdır. Güneşten elektrik elde etmek için birçok sistem geliştirilmiştir. Konsantre güneş enerji sistemleri güneşten elektrik üretme noktasında popülerliği giderek artmaktadır. Konsantre sistemlerden solar güneş parabolik çanak teknolojisi, konsantre sistemler arasındaki yüksek verimliliği ile dikkatleri üstüne çeker. Ayna ile kaplanmış bir çanak, bir alıcı ve bir motor ile çalışan bu sistem güneş enerjisini elektrik enerjisine %32 verimlilikle sağlayabilmektedir. Enerji üretiminin yanı sıra enerji depolanması konusunda geleceğimiz için önem arz etmektedir. Enerji depolama stratejilerinden biri olan hidrojen üretimi gelecek için umut vadetmektedir. Hidrojen üretimi, kullandığı enerji kaynağına göre sınıflandırır. Çevre dostu, yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretilen hidrojene yeşil hidrojen denir. sıfır emisyon değerine sahip bu üretim şekli popülerliği giderek artmaktadır. Hidrojen üretimi elektrolizör yardımıyla gerçekleşir. Elektrolizör cihazı suyu hidrojen ve oksijen olarak ayrıştırır. Ayrılan hidrojen kompresör yardımıyla sıkıştırılarak kullanım için depolanabilir. Bu çalışmada konsantre güneş enerjisi teknolojilerinden solar parabolik çanak ile Ankara bölgesinde yeşil hidrojen üretimi modellemesi yapılıştır. Oluşturulan sistemde parabolik çanak, 4480W gücünde PEM elektrolizör, hidrojen kompresörü ve depolama için hidrojen tankı bulunmaktadır. Ripasso parabolic çanak sistemi baz alınarak elektrik üretimi ile elektrolizör çalıştırılmıştır. Sistem mahsuplaşma stratejisini benimsemiştir. Yeterli güneş radyasyonu sağlandığında sistemde üretilen toplam günlük elektrik üretimi elektrolizör çalışma gücünü sağladığında elektrolizör ve kompresör devreye girerek hidrojen üretimi başlamaktadır. Yaz aylarında sitemin kış aylarına göre daha çok elektrik ve hidrojen üretebildiği tespit edilmiştir. LCOE değeri 0.4595 $/kWh olarak bulunmuş ve uluslararası değerlerle karşılaştırılmıştır. Sistem yıllık 47950 kW/h üretime sahip olup yılda 377 kilogram hidrojen üretebilmektedir. Sistemin mahsuplaşma stratejisi izlemesi avantaj sağlamaktadır. Bu sistemler geleceğimiz için önemlidir. Gelişen teknoloji ve yatırım maliyetlerinin düşmesiyle, çevre sorunlarına iyi bir çözüm olacaktır.Master Thesis Yeşil Hidrojen Temelli Hibrit Enerji Sisteminin Modellenmesi, Simülasyonu ve Tasarımı(2022) Özkök, Duygu; Devrim, YılserKüresel ısınma arttıkça ve fosil yakıt kaynakları tükendikçe yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmaktadır. Güneş ışığı, rüzgar, jeotermal enerjiler ve hidro enerji gibi temiz enerji kaynakları yenilenebilir enerji kaynaklarını oluşturur. Güneşin ve rüzgarın sonsuz kaynak olması yenilenebilir enerjiyi gün geçtikçe daha önemli hale getirmektedir. Ayrıca, dışa bağımlılığı azaltması da yenilenebilir enerji kaynaklarının önemini daha da arttırmaktadır. Ülkemiz gerek güneş ışınımı gerekse rüzgar potansiyeli yönünden oldukça verimli bir konuma sahiptir. Bu da güneş enerjisi ve rüzgar enerjisinden elektrik üretimini daha da önemli hale getirmektedir. Ancak ,yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut yüksek başlangıç maliyetleri ve düşük enerji dönüşüm verimlilikleri yenilenebilir enerjinin kullanılabilirlik durumunu azaltmaktadır. Güneş enerjisinden elektrik üretiminin akşam saatlerinde yapılmaması da kesintilere yol açmaktadır. Bu yüzden birbirini tamamlayıcı sistemler olarak güneş ve rüzgar enerji sistemleri entegrasyonu kullanılmaktadır. İki ya da daha fazla yenilenebilir enerji kaynağının bir arada kullanılmasına hibrit sistemleri denir. Tek bir yenilenebilir enerji kaynağının kullanılmasından ziyade hibrit sisteminin kullanımı hem maliyet açısından daha avantajlı hem de verimlilik açısından daha avantajlıdır. Tek sistem olarak kurulu kaynaklardan oluşabilecek kesintili elektrik sorunu, güneş-rüzgar enerjisi entegrasyonunda kurulan sistem çözebilir. Güneşin gündüz saatlerinde elektrik üretmesi ve rüzgarın akşam saatlerinde elektrik üretmesi birbirini tamamlayıcı özellik sağlar. Yenilenebilir enerji kaynaklarında karşılaşabilinecek diğer bir sorun ise depolamadır. Bilindiği gibi güneş enerjisinde kullanılan bataryalar mevsimsel depolama yapmamaktadır. Bu da fazla üretilen elektriğin kullanılamayacağını gösterir. Bu yüzden alternatif enerji kaynağı olarak hidrojen enerjisi devreye girer. Enerjinin hidrojen şeklinde depolanması hem günlük hem de mevsimsel depolama için çözüm oluşturur. Elektrölizör yardımıyla su molekülleri hidrojen (H2) ve oksijene (O2) ayrıştırılır ve yüksek basınçlı tanklarda H2 ve O2 olarak depolanır. Yakıt hücreleri de bu sistemde hidrojenin oluşturduğu kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir kaynaktır. Güneş-rüzgar sistemine entegre edilen yakıt hücreleri de enerji dönüşümünü yükseltmek açısından alternatif bir çözümdür. Yakıt hücresi türleri içinde proton değişim membranlı yakıt hücresi (PEMYH) sessiz çalışma ve daha düşük korozyon, yüksek güç yoğunluğu, düşük yerel emisyonlar, düşük çalışma sıcaklıkları gibi özelliklerinden dolayı en çekici olanıdır. Bu nedenle fotovoltaik paneller ve rüzgar türbinleri bulunan hibrit sistemler için PEMYH ile çalıştırılabilirler. Yenilenebilir enerji kaynaklarının çalışmalarındaki en önemli süreci simülasyon adımları oluşturmaktadır. Bu tez çalışması, Ankara Atılım Üniversitesinin 25 kW'lık elektrik ihtiyacını şebekeye bağlı olmadan, hibrit sistemlerden karşılamak için yapılmıştır. Sistem depolama sorunun çözmek için hidrojen enerjisi ve buna bağlı olarak yakıt hücresi tasarlanmıştır. Günde 5 saat çalışacak PEMYH tasarımı MATLAB program aracılığıyla tasarlanmış ve TRNSYS programına entegre edilmiştir. Sistem simülasyonu TRNSYS programı kullanılarak yapılmıştır. Elektrölizörün çalışması için sabit sayıda seçilen rüzgar türbinlerine göre optimum panel sayısı belirlenmiştir. Son olarak Seviyelendirilmiş maliyet hesaplamaları hesaplanarak ve optimum sistem belirlenmiştir.