Sıkıştırılmış hava ile enerji depolama


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MUSTAFA MUTLU

Danışman: MUHSİN KILIÇ

Özet:

Son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji üretimindeki payının artması ile enerji depolama sistemlerinin de önemi artmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının tahmin edilemeyen karakteristiklerinden kaynaklı dezavantajlarını ortadan kaldırmanın yollarından biri enerji depolama sistemi kullanmaktır. Günümüzde çok çeşitli enerji depolama sistemleri bulunmakta ve bu sistemlerin daha da geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, mekanik depolama sistemlerinden biri olan sıkıştırılmış hava ile enerji depolama sistemleri ile ilgili bilgi verilmiş ve küçük ölçekli bir enerji depolama sisteminin tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımda sıvı pistonlar kullanılarak havanın sıkıştırılması ve genişlemesi süreçlerinin izotermal koşullarda gerçekleşmesi amaçlanmıştır. Tasarımı yapılan sistemin matematiksel modeli oluşturularak sistemin çalışması hakkında bilgi edinilmiştir. Sıvı pistonlar içerisindeki havanın basıncı ve diğer özelliklerinin sıkıştırma sürecinde nasıl değiştiğini belirleyebilmek için sayısal çözüm yapılmıştır. Sayısal çözüm için sonlu hacimler metodunu kullanan paket yazılımlardan faydalanılmıştır. Tasarımı yapılan sistemin imalatı gerçekleştirilmiş ve laboratuvar koşullarında testler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, bu tarz bir sistemde performansı etkileyen en önemli parametre sıkıştırma ve genişleme süreçlerindeki sıvı pistonun hızıdır. Değişken hızlar kullanılarak sistemin performansı iyileştirilebilmektedir. Sıkıştırma ve genişleme süreçlerinin veriminin, sıvı pistonların geometrisinin değiştirilmesi ile de geliştirilebileceği görülmüştür. Deney sistemi ile enerji depolama sisteminin farklı şartlarda sıkıştırma performansı incelenmiştir. Tasarımı ve imalatı yapılan sistemin, yenilenebilir enerji kaynakları ve diğer depolama uygulamalarında da kullanılabileceği görülmüştür.