Antalya ili için güneş enerjisi destekli desalinasyon sisteminin termoekonomik analizi

Bu çalışmada, Antalya ili koşullarına uygun olarak tasarlanan 5 efektli bir MED-TVC (Multi Effect Distillation – Thermal Vapour Compression) desalinasyon sistemi, vakum tüplü ve parabolik oluklu güneş kolektörleriyle entegre edilerek sistem enerji, ekserji ve termoekonomik analiz yöntemleri ile detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sistem, deniz suyunu çok aşamalı buharlaştırma ve yoğunlaştırma prensibiyle saf suya dönüştürmekte, buhar sıkıştırma ünitesi (TVC) ile düşük basınçlı buharı yeniden değerlendirerek termal verimliliği artırmaktadır. Isı kaynağı olarak doğal gaz yerine vakum tüplü güneş kolektörleri kullanılarak, sistem hem çevre dostu hem de uzun vadede ekonomik bir yapıya kavuşturulmuştur. Sistemin termodinamik analizi, ikinci yasa (ekserji) analizi ile desteklenmiştir. Sistemde her noktanın sıcaklık, basınç, entalpi, entropi, kütlesel debi verileri kullanılarak her bileşenin ekserji verimliliği ve ekserji yıkımı hesaplanmıştır. Ayrıca sistemin toplam yıllık maliyeti, yatırım ve işletme maliyetleri dikkate alınarak bir termoekonomik analiz gerçekleştirilmiştir. Güneş kolektörleriyle entegrasyonun işletme ve yatırım maliyetine etkisi değerlendirilmiştir. Antalya ili gibi yüksek güneş potansiyeline sahip bölgelerde güneş enerjisinin uzun vadede ekonomik bir çözüm olabileceği analiz sonuçlarına göre gösterilmiştir. Ayrıca sistemde vakum tüplü güneş kolektörleri yerine parabolik oluklu güneş kolektörlerinin kullanılması durumda sistemin performansı karşılaştırılmıştır ve her ne kadar sistem performansını artırdığı düşünülse de ekonomik yönden parabolik oluklu güneş kolektörlerin yatırım maliyetini artırdığı görülmüştür. Sonuç olarak, vakum tüplü güneş kolektörleriyle desteklenmiş MED-TVC sistemi, Antalya ili koşullarında sürdürülebilir, ekonomik ve çevresel açıdan uygulanabilir bir yapıdır. Bu sistem, özellikle turizm bölgeleri, adalar ve kıyı yerleşimlerinde su temini için pilot tesis olarak kurulabilir. İyileştirme önerileri arasında 1. efekt ısı eşanjörü optimizasyonu, TVC ünitesi tahrik buhar basıncının ayarlanması, atık tuzlu sudan mineral geri kazanımı ve sistem performans izleme sistemi yer almaktadır.