Mersin Mut İlçesi için Farklı Kapasiteli Güneş Kuleleri Enerji Ekserji Analizi ve Maliyet Analizi

Year 2021, Volume: 36 Issue: 3, 615 - 624, 30.09.2021

Elif Turna Dilsel Bengi Şanlı

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1005039

Abstract

Bu çalışmada Mersin'in Mut ilçesine ait 10 ve 20 MW kapasiteli güneş kulesi sisteminin teknik performansı ve maliyeti incelenmiştir. Çeşitli kapasitelerdeki güneş kulesi sistemleri teorik olarak SAM (System Advisor Model) programı kullanılarak tasarlanmıştır. SAM program analizi için Mersin ili Mut ilçesine ait 33.4° D 36.7° K koordinatlarında bulunan TMY3 güneş radyasyonu verileri kullanılmıştır. 10 ve 20 MW kapasiteler için bu sistemin ürettiği enerji belirlenmiş ve 10 ve 20 MW kapasiteli bu sistem için güneş kulesi sisteminin maliyeti hesaplanmış, heliostat sayısı sırasıyla 580 ve 1115 olarak belirlenerek yerleşim planı oluşturulmuştur. Ayrıca, termodinamiğin birinci yasası ve ikinci yasası uygulanarak, enerji ve ekserji verimlilikleri belirlenmiştir.

Keywords

Güneş kulesi sistemleri, (SAM), Enerji

Energy-Exergy and Cost Analyses of Solar Tower Systems with Various Capacities for Mersin Province

Abstract

In present study, technical performance and cost of the solar tower system with the capacities of 10 and 20 MW for Mut district of Mersin were investigated. The solar tower systems with various capacities weredesigned by using SAM (System Advisor Model) program theoretically. For SAM program analysis, TMY3 solar radiation data of Mut district of Mersin located at the coordinates of 33.4° E 36.7° N was used. For the capacities of 10 and 20 MW, the energy generated by this system was determined and the cost of solar tower system was calculated for this system with the capacity of 10 and 20 MW, the number of heliostats was determined as 580 and 1115, respectively and the layout plan of heliostat was generated.
Moreover, the first law and the second law of thermodynamic were applied. Energy and exergy efficiencies were determined.

Keywords

Solar power towers, System Advisor Model (SAM), Energy

References

• 1. Şenol, R., Üçgül, İ., Koyun, A., Acar, M., 2011. 10 MW’lık SDU Güneş Güç Kulesi Tesis Tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26(4), 813-821.
• 2. Üçgül, İ., Selbaş, R., Kızılkan, Ö., Şenol, R., Karakoç, H., 2003. Elektrik Enerjisi Üretiminde Güneş Kulesi Sisteminin Yapay Sinir Ağlarıyla Modellenmesi. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, 264-275.
• 3. Selbaş, R., Yakut, A.K., Şencan A., 2003. Güneş Kulesi Modeli ile Elektrik Enerjisi Üretimi için Bir Uygulama. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(2), 179-184.
• 4. Grasse, W., 1991. PHOEBUS: International 30 Mwe Solar Tower Plant. Solar Energy Materials, 24(1-4), 82-94.
• 5. Gottschalka, A., Ramamoorthia, U., 2018. Parametric Simulation and Economic Estimation of Thermal Energy-storage in Solar Power Tower. Materials Today: Proceedings 5, 1571–1577.
• 6. Hekim, M., 2017. Merkezi Alıcı Sistemli (MAS) Güneş Güç Santrali BirecikUygulaması. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara, 160.
• 7. Ağan, C., 2016. Güneş Güç Santrali ve Güneydoğu Anadolu Bölgesi için Bir Uygulama, Bitirme Çalışması. İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul.
• 8. Adıyaman, G., 2018. Güneş Kulesi Alıcı Veriminin Sayısal Analizi. Gazi Üniveritesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 140.
• 9. Papageorgiou, C.D., 2003. Efficiency of SolarAir Türbine Power Stations with Floating Solar Chimneys. http:/www.floathingsolarchimney.gr, Erişim Tarihi: a27.04.2019.
• 10. Xu, C., Wang, Z., Li, X., Sun, F., 2011. Energy and Exergy Analysis of Solar Power Tower Plants. Applied Thermal Engineering, 3904-3913.
• 11. Yang, M., Yang, X., Yang, X., Ding, J., 2010. Heat Transfer Enhancement and Performance of the Molten Salt Receiver of a Solar Power Tower. Applied Energy, 87 (9), 2808-2811.
• 12. Anonim. https://tr.climate-data.org/asya/tuerkiye/mersin/mut1865a6/, Erişim Tarihi: 20 Şubat 2021.
• 13. Anonim, http://www.enerjiatlasi.com/gunes-enerjisiharitasi/mersin, Erişim Tarihi: 24 Mart 2019.
• 14. Karaman, R., 2016. Kombine Organik Rankine ve Kompresörlü Soğutma Çevriminin Termodinamik Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta, 98.
• 15. Schlaich, J., 2002. The Solar chimney, http:/www.sbp.de, Erişim Tarihi: 21 Şubat 2019.
• 16. www.watermill.com, Erişim Tarihi: 22 Şubat 2019.
• 17. Pişirir, O.M., 2014. Güneş Güç Kuleleri için Endüstriyel Pc Tabanlı Heliostat Kontrolü. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta, 99.
• 18. https://www.power-technology.com/projects/aurora-solar-energy-project/, Erişim Tarihi: 24 Şubat 2019. 19. Özcan, A.K., 2005. Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi ile Metal Ergitme. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Trabzon, 112.
• 20.Cauble, A., 2013. Brightsource’s Heliostat Technology. 24 Mart 2019 tarihinde http://www.brightsourceenergy.com/brightsour ce%E2%80%99s-heliostattechnology#.XOqgi4gzbIU, Erişim Tarihi: 26 Şubat 2019.
• 21. https://www.sustainabilitymatters.net.au/conten t/energy/news/csiro-s-heliostat-systems-to-be-deployed-in-china-712665658, Erişim Tarihi: 24 Şubat 2019.
• 22. Metin, İ., 2006. Elektrik Enerjisi Üretiminde Kullanılan Güneş Kulesi İçindeki Doğal Konveksiyonun Sayısal Olarak İncelenmesi. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 10-14.
• 23.Çevik, M., 2018. Akdeniz Bölgesinde Kurulacak Olan Güneş Kulesinin Enerji ve Ekserji Analizi. İskenderun Teknik Üniversitesi, Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İskenderun, 83.
• 24. Şenol, R., 2009. Güneş Kulelerinden Elektrik Enerjisi Üretiminin Araştırılması ve Optimizasyonu. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Isparta, 223.
• 25. Tiryaki, G., 2017. Energy and Exergy Analysis and Performance Optimization of a Solar Power Tower System. Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 118.
• 26.Çengel, Y.A., Boles M.A., 1996. Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik. (A. Pınarbaşı, Çev.) Literatür Yayıncılık, 978.
• 27. Gürlek, N.A., 2016. Organik Rankine Sistemi ve Türbininin Tasarımı. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 91.
• 28.Yağlı, H., Koç, A., Koç, Y., Mumcu, A.G., 2014. Güneş Kulesinin Deniz Üzerinde Tasarımı ve Ekserji Analizi. ISITES’14, 906-915.
• 29. NREL, 2013, System Advisor Model (SAM) Version 2013.1.15 Manual.
• 30. Şanlı, B., Dilsel, T.E., Çalık, A., 2019. Design and Cost Analysis of Solar Tower with the Capacity of 20 mw in Mut District of Mersin Province by Using Sam Program, 2nd Cilicia International Symposium on Engineering and Technology.