Güneş enerjisi ile termal güç üretimi

Küresel ısınmaya neden olan ve gün geçtikçe tükenen fosil kaynaklardan enerji üretimi giderek daha zor bir hale gelmektedir. Enerji ihtiyacının karşılanması, daha temiz yollarla enerji üretiminin yapılması amacıyla yenilenebilir enerjiyle ilgili çalışmalar artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde güneş enerjisi, sınırsız bir enerji kaynağı olması, zararlı emisyonlarının olmaması, kurulum ve işletme kolaylıklarından dolayı ön plana çıkmaktadır. Türkiye Avrupa ile Asya'nın tam ortasında güneş kuşağı içerisinde yer alması nedeniyle büyük güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. Mevcut güneş enerjisi sistemleri içerisinde yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemleri ile yüksek sıcaklıklarda buhar üretimi yapılarak elektrik üretimine imkân sağlanmaktadır. Bu çalışmada yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemlerinden parabolik oluk tipi güneş kolektörleri ile kombine edilmiş organik Rankine çevrimi ile elde edilebilecek güç üretimi incelenmiştir. Parabolik oluk tipi güneş kolektörü ile termal deneyler yapılmış ve bu deneyler sonucunda optik ve termal verim hesaplamaları yapılmıştır. Isı transfer akışkanı olarak gliserin kullanılarak, ısı transfer sıvısına aktarılan faydalı enerji belirlenmiştir. Hesaplamalar sonucunda sistemin ortalama termal veriminin %90 ve optik veriminin ortalama %20 olduğu belirlenmiştir. Elektrik üretimi için organik Rankine çevriminde ısı kaynağı olarak parabolik oluk güneş kolektöründe ısınan ısı transfer akışkanı kullanılmış ve ne kadar elektrik üretilebileceğinin belirlenmesi amacıyla Chemcad programında ORC sistemi teorik olarak simüle edilmiştir. Çevrimde kullanılacak çalışma akışkanlarına göre üretilecek elektrik miktarı ile ilgili çalışılmış ve termodinamik olarak analizi yapılmıştır. Çalışma akışkanı olarak R134a, bütan, izobütan, pentan ve izopentan kullanılarak üretilecek elektrik miktarı incelenmiştir. Sonuç olarak en yüksek elektrik üretimi izopentan ile gözlemlenmiştir.