Güneş Enerjisi Destekli Vakum Distilasyon Yöntemi İle Deniz Suyundan Tatlı Su Eldesinin Enerji Analizi

Öz

Günümüzde tüm dünyanın sorunu haline gelen temiz su ihtiyacını karşılamak için yeni çözümler bulunması gerekmektedir. Bu çözümlerden bir tanesi de deniz suyundan tatlı su elde edilmesidir. Üç tarafı denizlerle kaplı olan ülkemiz hem bu açıdan hem de bu sistemler için gerekli olan enerji göz önüne alındığında yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerjisini kullanmak açısından da oldukça şanslı bir konumda bulunmaktadır. Bu çalışmada güneş enerji destekli vakum destilasyon yöntemi kullanılarak deniz suyundan tatlı su elde edilmesinin teorik analizi yapılmıştır. Sistem için gerekli olan enerji ihtiyacı da yine güneş enerjisi kullanılarak PV paneller tarafından sağlandığı düşünülmüştür .Sistemden vakum altında ve atmosferik basınçta üretilecek olan su miktarları hesaplanarak kıyaslama yapılmış ve vakum altında üretim yapılmasının avantajları ve dezavantajları değerlendirilmiştir. Sistemin maliyet analizi de yapılmış olup yaklaşık olarak üretilecek suyun metreküp fiyatı belirlenmiştir. Bu çalışmada İzmir ili iklim koşulları ve Ege denizi değerleri kullanılmıştır.Yapılan çalışma sonucunda 100,30,20,10 ve 5 kpa basınç altında elde edilen su miktarları, sistemin enerji ihtiyacı hesaplanmış ve maliyet analizi yapılarak m3 su maliyeti hesaplanmıştır. Hesaplamalar sonucunda en yüksek su üretimi 5 kpa basınç altında elde edilmiş olup maliyeti yıllık üretime göre 19.50₺ olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Güneş tuzdan arındırma
• Vakum
• Optimum çalışma basıncı.

References

1. [1] J. N. Perlin, J. and Gordes, “An Historical and Prospective Review of Solar Water Purification, Bringing Water to the World, ASES, Riverton, Santa Barbara,” 2005.
2. [2] “Devlet Meteoroloji İsleri Genel Müdürlüğü,” Kurs Notları, pp. 26–27, 2004.
3. [3] S. De Koning, J. and Thiesen, “Aqua Solaris- an Optimized Small Scale Desalination System with 40 Litres Output Per Square Meter Based Upon Solar-Thermal Distillation,” Desalination, vol. 182, pp. 503–509, 2005.
4. [4] C. Koroneos, A. Dompros, and G. Roumbas, “Renewable energy driven desalination systems modelling,” J. Clean. Prod., vol. 15, no. 5, pp. 449–464, 2007.
5. [5] U. Kıncay,O.,Akbulut, “İstanbul Şartlarında Deniz Suyundan Temiz Su Eldesi,” Acad. Emerg. Med., vol. 18, pp. S257–S258, 2011.
6. [6] A. Can, M., Etemoğlu A.B., Avcı, “Deniz Suyundan Tatlı Su Eldesinin Teknik ve Ekonomik Analizi,” Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimar. Fakültesi Derg., vol. 7, pp. 147–160, 2002.
7. [7] İ. Yiğit, A. ve Atmaca, ., Güneş Enerjisi, Alfa-Aktüel Yayınları, Bursa. 2010.
8. [8] H. Ünsal, “Güneş Enerjisi Destekli Su Damıtma Sistemi Performansının Araştırılması Yüksek Lisans Tezi,” SELÇUK ÜNİVERSİTESİ, 2017.

9. [9] F. Ç. Kılıç, “Güneş Enerjisi, Türkiye’deki Son Durumu Ve Üretim Teknolojileri,” Mühendis ve Makina Derg., vol. 56, no. 671, pp. 28–40, 2015.
10. [10] Wang Y., “Composite Fouling of Calcium Sulfate and Calcium Carbonate in a Dynamic Seawater Reverse Osmosis Unit, Master of Science, The University of New South Wales, Sydney, Australia,” 2005.
11. [11] M. D. Vishwanathappa, “Desalination of seawater using a high- efficiency jet ejector,” no. May, pp. 1–146, 2005.
12. [12] Dölgen ve Alpaslan, Deniz Kıyısı Yerleşimlerde Su Temini İçin Tuzdan Arındırma (Desalinasyon) Tesislerinin Kullanılması. Türkiye’nin Kıyı ve Deniz Alanları IX. Ulusal Kongresi, Bildiriler Kitabı. 2012.
13. [13] J. . Khawaji, A.D., Kutubkhanah, I.K., Wie, . “Advances in seawater desalination technologies,” Desalination, vol. 221, pp. 47–69, 2008.
14. [14] Y. Aydın, F., Ardalı, “Seawater Desalination Technologies,” J. Eng. Nat. Sci., no. 362, pp. 156–178, 2012.
15. [15] K. Kaya and E. Koç, “Enerji Kaynakları-Yeni̇lenebi̇li̇r Enerji̇ Durumu,” Mühendis ve Makina, vol. 56, no. 668, pp. 36–47, 2015.
16. [16] N. Bekar, “Yenilenebilir Enerji Kaynakları Açısından Türkiye’nin Enerji Jeopolitiği,” Türkiye Siyaset Bilim. Derg., vol. 3, no. 1, pp. 37–54, 2020.
17. [17] G. Xie, W. Chen, T. Yan, J. Tang, H. Liu, and S. Cao, “Three-effect tubular solar desalination system with vacuum operation under actual weather conditions,” Energy Convers. Manag., vol. 205, no. November 2019, p. 112371, 2020.
18. [18] T. Ayhan and H. Al Madani, “Feasibilty study of renewable energy powered seawater desalination technology using natural vacuum technique,” Renew. Energy, vol. 35, no. 2, pp. 506–514, Feb. 2010.
19. [19] S. N. Kane, A. Mishra, and A. K. Dutta, “Preface: International Conference on Recent Trends in Physics (ICRTP 2016),” J. Phys. Conf. Ser., vol. 755, no. 1, 2016.
20. [20] M. J. Abbaspour, M. Faegh, and M. B. Shafii, “Experimental examination of a natural vacuum desalination system integrated with evacuated tube collectors,” Desalination, vol. 467, pp. 79–85, Oct. 2019.
21. [21] T. Yan, G. Xie, L. Sun, M. Du, and H. Liu, “Experimental investigation on a two-effect tubular solar still operating under vacuum conditions,” Desalination, vol. 468, Oct. 2019.
22. [22] I.J.Esfahani, J. Rashidi, P. Ifaei, and C. K. Yoo, “Efficient thermal desalination technologies with renewable energy systems: A state-of-the-art review,” Korean J. Chem. Eng., vol. 33, no. 2, pp. 351–387, 2016.
23. [23] “Radyasyon Mevsimler - Meteoroloji Genel Müdürlüğü.” [Online]. Available: https://www.mgm.gov.tr/kurumici/radyasyon_iller.aspx?il=izmir. [Accessed: 16-Jun-2021].
24. [24] “JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) - European Commission.” [Online]. Available: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html. [Accessed: 15-Jun-2021].