Termokimyasal Isı Depolama Malzemelerinin Karşılaştırılması
Öz
Termokimyasal ısı depolama (TID) sistemleri, özellikle güneş enerjisi gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekliliğini sağlamakta kritik rol oynamaktadır. Kullanılan bileşiklerin arasında metal hidroksitler, karbonat türleri ve yeniden oksitlenip indirgenebilen metal oksitler bulunur. Isı enerjisi, tersinir kimyasal tepkimeler esnasında önce kimyasal bağların içine hapsedilir; daha sonra ihtiyaç duyulduğunda tepkimelerin tersi gerçekleşerek tekrar açığa çıkarılır. Termokimyasal ısı depolama sistemlerinde tercih edilen malzeme türleri, kullanım koşullarına bağlı olarak farklı avantajlar ve sınırlamalar göstermektedir. Bu çalışmada, literatürde kullanılan termokimyasal ısı depolamada materyalleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Yüksek sıcaklık gerektiren endüstriyel uygulamalarda metal oksit tabanlı sistemler öne çıkarken, orta sıcaklık aralığında çalışan sistemler ve mevsimsel ısı depolama uygulamalarında tuz hidratlar tercih edilmektedir. Düşük sıcaklıkta işleyen soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde ise sorpsiyon malzemeleri daha uygun bir seçenek sunmaktadır. Kompozit yapılar ise bu farklı yaklaşımlar arasında performans ve kararlılığı dengeleyen hibrit bir çözüm olarak dikkat çekmektedir.
Anahtar Kelimeler
Termokimyasal ısı depolama, Güneş enerjisi, Sorpsiyon, Tuz hidratları, Adsorban, Metal oksitler
Kaynakça
- K. E. N’Tsoukpoe and F. Kuznik, “A reality check on long term thermochemical heat storage for household applications,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 139, 2021, Art. no. 110683.
- G. Airò Farulla, M. Cellura, F. Guarino, and M. Ferraro, “A review of thermochemical energy storage systems for power grid support,” Applied Sciences, vol. 10, no. 9, 2020, Art. no. 3142.
- P. Pardo et al., “A review on high temperature thermochemical heat energy storage,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 32, pp. 591–610, 2014.
- M. Abdullah, M. Koushaeian, N. A. Shah, and J. D. Chung, “A review on thermochemical seasonal solar energy storage materials and modeling methods,” Int. J. Air Cond. Refrig., vol. 32, no. 1, 2024.
- M. M. Rana et al., “Applications of energy storage systems in power grids with and without renewable energy integration—A comprehensive review,” J. Energy Storage, vol. 68, 2023, Art. no. 107811.
- J. Lin, “Applications of low-temperature thermochemical energy storage systems for salt hydrates based on material classification: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 158, 2022, Art. no. 112129.
- A. Jabbari Hichri, S. Bennici, and A. Auroux, “CaCl₂ containing composites as thermochemical heat storage materials,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 172, pp. 177–185, 2017.
- M. H. Elkholy et al., “Design and implementation of a real time energy management system for an isolated microgrid: Experimental validation,” Appl. Energy, vol. 327, 2022.
- J B. Goodenough, “Energy storage materials: A perspective,” Energy Storage Mater., vol. 1, pp. 158–161, 2015.
- C. Lehmann, O. Kolditz, and T. Nagel, “Modelling sorption equilibria and kinetics in numerical simulations of dynamic sorption experiments in packed beds of salt/zeolite composites for thermochemical energy storage,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 128, pp. 1102–1113, 2019.