Merkezi alıcı sistemli (MAS) güneş güç santrali Birecik uygulaması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Temiz Tükenmez Enerjiler A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET HEKİM
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): AYNUR ERAY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Güneş enerjisinden enerji üretmekte kullanılan yoğunlaştırılmış termal güneş enerjisi (YTGE) santralleri, birincil enerji kaynağı olarak güneş enerjisini kullanan enerji üretim sistemleridir. YTGE santralleri temelde aynı yöntemle çalışmakla birlikte, güneş enerjisinin toplanıp yoğunlaştırılmasında kullanılan toplayıcılar (kolektörler) bakımından farklılık gösterirler. YTGE santralleri arasında, kule tipi santral olarak da bilinen merkezi alıcılı sistemlerde (MAS) güneş ışınları, düzlemsel aynalar (helyostat) yardımı ile alıcıya yansıtılır. Alıcıda ısıtılan çalışma akışkanından, konvansiyonel yollarla enerji elde edilir. Bu çalışmada tanıtılan MAS santral elemanları ve gerçekleştirilen tasarım, değerlendirme, hesap ve analizler, Türkiye'nin yenilenebilir enerji vizyonu içerisinde güneş ısı dönüşümünün enerji üretiminde aktif kullanımına katkı sağlamak için özel sektör ya da devlet tarafından ileride inşa edilecek MAS santrallerine bir bilgi alt yapısı sağlayacaktır. Bu amaçla, Türkiye'nin yıllık global yatay güneş ışınımı haritasında en yüksek ışınım değerlerinden birisine sahip Birecik/Urfa'da, (sahada yapılan güneşlenme ölçümleri ve Alman Havacılık ve Uzay Merkezi verilerine göre (1991-2011) yıllık ortalama doğrudan (direkt) normal ışınım (DNI) değeri 1.994 kWh/m² dir) kurulacak 10 MW gücünde bir merkezi alıcı sistemli güneş güç santralinin verimlilik hesapları yapılmış, böyle bir santralden elde edilebilecek yıllık enerji enerjisi miktarı hesaplanmıştır. Böylece Birecik'te yapılabilecek merkezi alıcı sistemli bir güneş güç santralinin teknik performans sonuçları elde edilmiştir. Yapılan hesaplarda meteoroloji firması METEONORM'un Birecik'e ait verileri Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı (NREL)'nın yenilenebilir enerji alanında teknik performans ve finansal modelleme hizmeti veren SAM (System Advisor Model) yazılımına yüklenerek, santralin teknik performans değerleri elde edilmiştir. Sahada kullanılacak helyostatların ölçüleri, kuleye monte edilecek merkezi alıcının çapı gibi değişkenlerle elde edilen farklı verim sonuçları karşılaştırılmış, Birecik özelinde optimum santral değerleri için tasarım ayrıntılarına ulaşılmıştır. Birecik için yapılan hesaplamalarda bölgenin önemli bir güneş enerji potansiyeline sahip olduğu görülmüş, 10 MW kapasiteli bir MAS güneş ısı santralinde yıllık 25.417 MWh enerji üretilebileceği sonucuna varılmıştır. SAM yazılımı ile elde edilen değerler, termodinamik çevrim hesaplamaları yapılarak matematiksel olarak elde edilen sonuçlarla ve Alman STEAG firmasının bir yazılımı olan EBSILON ile de karşılaştırılarak doğrulama yapılmıştır. Performans hesaplamalarında ısı depolama alternatifi kapsam dışı tutulmuş, ancak depolama yapılan santrallerin yıllık üretim miktarları ile depolamasız Birecik santralinin üretim miktarı arasında sonuç kısmında karşılaştırmalar yapılmıştır. Birecik ilçesinin yanı sıra Urfa, Ankara, Konya, Mersin, Muğla ve Van illerinde tüm teknik özellikleri aynı olacak şekilde kurulacak 10 MW kapasiteli MAS santralleri için de yıllık enerji üretim değerleri, kapasite faktörleri, LCOE (Seviyelendirilmiş Enerji Maliyeti-Levelized Cost of Energy) değerleri hesaplanmıştır.