Güneş enerjisine dayalı hidrojen üretim sisteminin modellenmesi ve termodinamik değerlendirmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ARİF KARABUĞA

Danışman: Melik Ziya YAKUT

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Sunulan bu tezde, güneş enerjisi destekli elektrik ve hidrojen üretim sisteminin deneysel bir çalışması ele alınmıştır. Çalışmada özgün tasarıma sahip yeşil hidrojen üretimine odaklanılmıştır. Elektrik enerjisi üretimi için gerekli olan termal enerji vakum tüplü ısı borulu güneş kolektöründen (VTIBGK) sağlanmaktadır. Elektrik enerjisi üretimi için organik Rankine çevrim (ORÇ) sistemi tercih edilmiştir. Elde edilen elektrik enerjisi hidrojen üretimi için kullanılan proton değişimli membran elektrolizöründe (Proton Exchange Membrane electrolyzer-PEME) harcanmaktadır. Güneş enerjisi destekli elektrik ve hidrojen üretim sisteminde kullanılan her bir ekipmana enerji ve ekserji dengesi kurulmuş olup sistemin termodinamiksel verimliliği hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda, ORÇ sisteminden elde edilen net elektrik üretimi 1.317 kW olarak ölçülmüştür. Tüm sistemin enerji ve ekserji verimliliği sırasıyla %47.86 ve %42.16 olarak hesaplanmıştır. Ayrca elde edilen elektrik enerjisinin tamamı hidrojen üretimi için harcandığında 0.000003392 kg/s hidrojen üretimi gerçekleştirilmektedir. İlave olarak, güneş enerjisi destekli hidrojen üretiminin maliyeti yaklaşık 1.72 $/kg olarak hesaplanmaktadır.