Parabolik kollektörlü organik rankine çevriminin Isparta şartlarında incelenmesi

Abstract

Hızla gelişen teknoloji ile birlikte, insanoğlunun enerjiye ihtiyacı da hızla artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacımızın oldukça büyük bir kısmı fosil yakıtlardan (kömür, petrol, v.b.) karşılanmaktadır. Bugün bazı bilim adamları tarafından fosil enerji kaynaklarının yakın gelecekte tükenebileceği de tahmin edilmektedir. Bunun yanı sıra, fosil yakıtların çevreye vermiş oldukları çevreyle ilgili zararlar da göz önüne alındığında, bu kaynakların üzerinde fazlaca düşünülmesinin gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bunun sonucunda da yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talep artmaya başlamıştır.Isıdan elektrik üretiminde kullanılan geleneksel teknoloji buhar türbinidir ancak uygun işletim için yüksek sıcaklık ve basınç gerektirmektedir. Düşük sıcaklıklarda (<150?) tercih edilen teknoloji Organik Rankin Çevrimidir (ORÇ). Su ve yüksek basınçlı buhar yerine, organik akışkan kullanıldığı için böyle adlandırılmaktadır. ORC teknolojisinde sudan daha düşük sıcaklıkta kaynayan, yüksek moleküler ağırlıklı sıvılar kullanmaktadır. Bu özellik, ekonomik enerji üretimi için geleneksel olarak çok düşük kabul edilen ısı kaynaklarından ısı elde eden Rankin Çevrimine imkan tanımaktadır. ORÇ ` de sıcak kaynaklar genellikle sıcak sıvı veya gaz halindedir. Bu tip kaynaklardan gelen ısı, atık ısı kaynağı veya diğer sınırlandırmaların özelliklerine bağlı olarak, bir aracı araç vasıtasıyla doğrudan veya dolaylı olarak ORC çalışma sıvısına aktarılır. Sıvı haldeki atık ısı kaynakları genellikle ORC ünitesiyle doğrudan birleştirilir. Gaz haldeki ısı kaynakları ise dolaylı yoldan birleştirilir.Parabolik kolektörlü güç santrallerinde bir akışkanın güneş ışınımı ile ısıtılarak buharlaştırılması ve buharın bir turbo-jeneratör çevrimi yardımıyla elektrik enerjisi elde edilmesi kuralına dayanır.Bu sistemlerde, silindirik doğrusal odaklı kollektörler kullanılmaktadır. Kolektörün iç kısmındaki yansıtıcı yüzeyler, güneş enerjisini, kollektörün odağında yer alan ve boydan boya uzanan siyah bir absorban boruya odaklarlar. Kollektörler genellikle, güneşin doğudan batıya hareketini izleyen tek eksenli bir izleme sistemi üzerine yerleştirilirler. Enerjiyi toplamak için absorban boruda bir sıvı dolaştırılır. Toplanan ısı, elektrik üretimi için enerji santraline gönderilir.Bu çalışmanın amacı düşük ısı kaynakları kullanılarak enerji üretilmesidir. Aynı zamanda da bu ısı kaynağı olarak güneş enerjisinin kullanılması sebebi ise sürdürülebilir bir enerji kaynağı olmasıdır.Anahtar Kelimeler: Parabolik kolektör, Organik Rankine Çevrimi, Güneş enerjisi, Enerji.

With rapidly developing technology, the need to energy of humanity has radiply been increasing. Today, most of our energy needs are met from fossil fuels (coal, oil, etc.). But nowadays, some scientists estimate that the fossil energy resources will run out in the near future. In addition, considering the environmental damages which some fossil fuels caused, the necessity of thinking seriously over these resources has emerged. As a result, there has been an ongoing demand for renewable energy sources.The conventional technology used to generate electricity from heat is steam turbine, but it requires high temperature and pressure for proper use. The preferred technology at low temperatures (<150) is the Organic Rankine Cycle (ORC). It is called so on account of the usage of organic fluid instead of water and high-pressure steam. In ORC technology, high molecular weighted liquids, boiling at a lower temperature than water, are used. This feature enables the Rankine Cycle generating heat from heat sources considered to be conventionally too low for economic energy production. In ORC, hot sources generally exist in hot liquid or gas form. Depending on the characteristics of waste heat source or other limitations, the heat coming from this type of sources is directly or indirectly transferred to the ORC working fluid through an intermediary device. Waste heat sources in liquid form are directly combined to ORC unit in general. But gaseous heat sources are indirectly combined to ORC unit.Parabolic collector power plants are based on the rule to evaporate a fluid by the way of heating it with solar radiation and to obtain electric energy from the steam with the help of a turbo-generator cycle.In these systems, cylindrical linear focused collectors are used. Reflective surfaces on the inside of the collector focus the solar energy into a black absorbent pipe which is located in the center of the collector and extends from end to end. Collectors are generally placed on a single-axis monitoring system that follows the movement of the sun from east to west. To collect the energy, a liquid is circulated in the absorbent pipe. The collected heat is sent to the power plant for electricity generation.The purpose of this study is to generate electric by using low heat sources. At the same time, solar energy is used as the heat source for the reason that it is a sustainable energy source.Keywords: Parabolic collector, Organic Rankine Cycle, Solar energy,energy.