Güneş Bacası Güç Santrallerinde Kule Çapının Çıkış Gücüne Etkisi
Abstract
Güneş bacası güç santralleri düşük bakım maliyetleri ve sıfır CO2 salınımları ile çok cazip güneş enerjisi sistemleridir. İlk uygulaması olan Manzanares tesisinden sonra geometrik ve iklimsel parametrelerin sisteme etkisi ile ilgili sayısız çalışma yapıldı. Bu çalışmada literatürde yeterince irdelenmeyen baca çapı değişiminin sisteme etkisi detaylı olarak incelendi. ANSYS ticari yazılımı ile oluşturulan 3 boyutlu CFD modelinde güneş ışın izleme algoritması ve DO (ayrık koordinatlar) modeli ile RNG k-ε türbülans modelleri kullanılarak simülasyonlar yapıldı. Diğer geometrik parametreler için referans tesis örnek alınarak baca çapı 4.865-64.866 m arasında değiştirilmek suretiyle sistem davranışı araştırıldı. Baca çapı değişiminin ilk olarak sistem içerisindeki basınç ve hız dağılımına etkisi referans durumla karşılaştırılarak analiz edildi. Ayrıca baca çapı değişiminin sistemin güç çıkışı, kütlesel debisi, verimi ve türbin konumunda ortalama basınç farkına etkisi değerlendirildi. Manzanares pilot tesisi için maksimum performans veren baca çapı değerinin 24.325 m olduğu sonucuna varıldı. Baca çapı 24.325 m yapıldığında referans duruma göre güç çıkışının % 85.9 artarak 101 kW olacağı tespit edildi. Benzer şekilde verim de referans duruma göre % 94 artış göstererek % 0.194 olarak hesaplandı.
Keywords
References
- [1] E. Cuce and P. M. Cuce, “Optimised performance of a thermally resistive PV glazing technology: An experimental validation,” Energy Reports, vol. 5, pp. 1185-1195, Nowember 2019. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.08.046
- [2] H. Sen and E. Cuce, “Dynamic pressure distributions in solar chimney power plants: A numerical research for the pilot plant in Manzanares, Spain,” WSSET Newsletter, vol. 12, no. 1, pp. 2-2, 2020.
- [3] W. Haaf, K. Friedrich, G. Mayr and J. Schlaich, “Solar chimneys part I: principle and construction of the pilot plant in Manzanares,” International Journal of Solar Energy, vol. 2, no. 1, pp. 3-20, 1983. doi: https://doi.org/10.1080/01425918308909911
- [4] W. Haaf, “Solar chimneys: part ii: preliminary test results from the Manzanares pilot plant,” International Journal of Sustainable Energy, vol. 2, no.2, pp. 141-161, 1984. doi: https://doi.org/10.1080/01425918408909921
- [5] L. B. Mullett, “The solar chimney—overall efficiency, design and performance,” International journal of ambient energy, vol. 8, no. 1, pp. 35-40, January 1987. doi: https://doi.org/10.1080/01430750.1987.9675512
- [6] E. Cuce, P. M. Cuce and H. Sen, “A thorough performance assessment of solar chimney power plants: Case study for Manzanares,” Cleaner Engineering and Technology, vol 1, 100026, December 2020. doi: https://doi.org/10.1016/j.clet.2020.100026
- [7] J. Y. Li, P. H. Guo and Y. Wang, “Effects of collector radius and chimney height on power output of a solar chimney power plant with turbines,” Renewable Energy, vol. 47, pp. 21-28, Nowember 2012. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.03.018
- [8] U. E. Ayli, E. Özgirgin and M. Tareq, “Solar Chimney Power Plant Performance for Different Seasons Under Varying Solar Irradiance and Temperature Distribution,” Journal of Energy Resources Technology, vol. 143, no. 6, 2021. doi: https://doi.org/10.1115/1.4048533
Details
Primary Language
English
Subjects
Mechanical Engineering
Journal Section
Research Article
Authors
Pinar Mert Cuce
0000-0002-6522-7092
Türkiye
Harun Şen
0000-0003-3089-8678
Türkiye
Erdem Cuce
*
0000-0003-0150-4705
Türkiye
Publication Date
December 31, 2021
Submission Date
June 18, 2021
Acceptance Date
September 25, 2021
Published in Issue
Year 2021 Volume: 7 Number: 3
