Gizli ısı depolama sistemlerinde erime ve katılaşma proseslerinin farklı geometrilerde incelenmesi

İspanya'da 2011'den ve Arizona'da 2013'ten beri kurulan güneş enerjisi santrallerinde eriyik tuzlu ısıl enerji depolama sistemleri vardır. Eriyik tuzda depolanan enerji, ısı eşanjörleri vasıtasıyla suya aktarılmakta ve buhar türbinlerinin ihtiyaç duyduğu buhar üretilmektedir. Bu sistem sayesinde santraller hava karardığında bile elektrik enerjisi üretebilmektedir. Isıl boşaltım denilen bu süreçte her faz değiştiren malzeme gibi eriyik tuz katılaşmakta böylece doğal taşınım yerine sadece ısı iletimi ön plana çıkmaktadır. Faz değiştiren malzemelerin (FDM) katılaşması üzerine yapılan deneysel çalışmalar gövde tek borulu gizli ısı depolama ünitesinde çoğunlukla parafin gibi erime noktası 80ºC'nin altındaki malzemeler üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmada, altı farklı üç boyutlu geometriye sahip gizli ısı termal enerji depolama sistemindeki (GITED) solar tuzun FDM olarak performansı, ANSYS FLUENT kullanılarak test edilmiştir. Birinci örnek, gövde tek borulu GITED'in (eş eksenli iki borulu) performansı için test edilmiştir. İkinci örnekte gövde iki borulu GITED'in performansı test edilmiştir. Üçüncü örnekte üçgen gövde üç borulu GITED eğimli yüzeylerin etkisini araştırmak amacıyla analiz edilmiştir. Dördüncü örnek olarak, ikizkenar yamuk(trapez) gövdenin altı borulu durumu performans bakımından test edilmiştir. Daha sonra, aynı sayıdaki boruya sahip trapez ters çevrilip test edilmiştir. Altıncı örnek olarak da solar tuzla dolu eşkenar altıgen gövdenin yedi boruludaki performansı test edilmiştir. Yedinci örnekte, parafinle dolu kanatçıklı iki boyutlu tripleks GITED'deki erime incelenmiştir. Son olarak ilk altı örnekteki üç boyutlu GITED'lere solar tuz yerine Hitec tuzu kullanılmış ve bu iki FDM arasındaki performans farkı çıkış suyu sıcaklığına ve FDM'nin sıvı-kütle kesrine göre incelenmiştir