3 results
Search Results
Now showing 1 - 3 of 3
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.Master Thesis Güneş Esaslı Hibrit Güç Sistemlerinin Tasarımı ve Optimizasyonu(2020) Ceylan, Ceren; Ceylan, Ceren; Devrim, Yılser; Ceylan, Ceren; Devrim, Yılser; Devrim, Yılser; Energy Systems Engineering; Energy Systems EngineeringGelişen teknoloji ve artan Dünya nüfusuyla birlikte enerji talebi de artmaktadır. Fosil yakıtların günden güne tükenmesi nedeniyle, temiz enerji üretmek için yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanılmaya başlanmıştır. En çok tercih edilen yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisi bulutlu günlerde ve gecelerde kullanılamaz. Ayrıca güneş enerjisinin en büyük dezavantajı depolanma sorunun olmasıdır. Bu şartlarda enerji ihtiyacını karşılamak ve sürekliliği sağlamak için yakıt pilleri kullanılır. Kısa başlangıç sürelerinin olması ve yüksek verimlilikleri nedeniyle yakıt pilleri popüler hale geldi. Evrende en çok bulunan element olan Hidrojen (H2), yakıt pillerinde yakıt olarak kullanılır. H2 enerji kaynağı değildir ancak çok iyi bir enerji taşıyıcısıdır. Yakıt olarak kullanıldığında su ya da su buharı ortaya çıkar. Enerji üretimi sırasında, çevreyi kirleten ve sera etkisini arttıran kimyasallar ve zararlı gazlar yoktur ve bu da çevre dostu olduğunu kanıtlar. Bu tez çalışmasında, Şanlıurfa'da bulunan bir seranın enerji ihtiyacını karşılamak için günde 5 saat çalıştırılacak olan 2.4 kW Proton Değişim Membran Yakıt Pili (PEMFC) tasarlanmıştır. PEMFC'nin gereksinimi olan H2'yi üretmek için elektrolizör dizayn edilmiş ve elektrolizörün çalışması için gerekli olan elektrik 80 adet fotovoltaik (PV) modülden sağlanmıştır. Sistemde üretilen H2 PEMFC'de kullanılmak üzere tanklarda depolanır. Tasarlanan sistemde bir yılın sonunda toplam 430 kg H2 depolanmıştır. Bunun yanı sıra PEMFC çalışırken ısı ortaya çıkar ve bir günlük çalışmada yaklaşık olarak 20 kW ısı üretilmektedir. Bu ısı PEMFC'nin güvenliği ve yüksek verimliliğin sağlanması için uzaklaştırılmalıdır. Tasarlanan sistemde PEMFC tarafından üretilen ısı bir ısı değiştiricisi yardımıyla uzaklaştırılmaktadır. Bu işlemde ısı uzaklaştırılması ile ısınan PEMFC soğutma suyunun sıcaklığı 34 oC'ye kadar düşerken, seranın ısınması için kullanılacak suyun ısısını 61 oC'ye kadar çıkarılmıştır. Yatırım, işletme ve bakım maliyetinin, hibrit enerji sisteminin çalışma süresince ürettiği enerji miktarına oranı seviyelendirilmiş enerji maliyetini verir. Bu sisteminin seviyelendirilmiş enerji maliyeti 1.77 $/kWh olarak hesaplanmıştır.Article Citation - WoS: 61Citation - Scopus: 77Green Hydrogen Based Off-Grid and On-Grid Hybrid Energy Systems(Pergamon-elsevier Science Ltd, 2023) Ceylan, Ceren; Devrim, YilserThis study aims to evaluate a green hydrogen (H2) based hybrid energy system (HES) from solar and wind renewable energy sources. The proposed HES contains PV panels, wind turbines and a proton exchange membrane water electrolyzer. Meteorology data such as solar radiation, temperature and wind speed were obtained from Atilim University Incek Campus Meteorology Station (Ankara, Turkey). The designed HES has been examined as both grid-connected and off-grid. In the grid-connected system, the electricity requirement of the load is supplied by the sun and wind, and the surplus energy produced is stored by producing H2 using an electrolyzer. In the off-grid HES, the electricity requirement of the load is completely provided by the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). In this system, the electrolyzer produces the H2 needed by the PEMFC with the energy provided by solar and wind energy. According to the results, 20,186 kWh of energy is produced annually in the on-grid and 3273 sm3 of H2 is stored. The off-grid system is investigated for Design-1 and Design-2 using two different wind turbine (WT) rated power. In Design-1 and Design-2, annually 95,145 kWh and 83,511 kWh of energy are produced annually 17,942 sm3 and 14,370 sm3 H2 are stored, respectively. When the on-grid and off-grid systems are examined; levelized cost of energy (LCOE) was calculated as 0.223 $/kWh for the on-grid system and 0.416 $/kWh and 0.410 $/kWh for Design-1 and Design-2 for off-grid systems, respectively. (c) 2023 Hydrogen Energy Publications LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.