Numerical investigations on renewable-aided integrated compressed air storage systems
Yenilenebilir-destekli entegre sıkıştırılmış hava depolama sistemleri üzerine sayısal incelemeler
- Tez No: 1016816
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET AKİF EZAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Enerji depolama sistemi, Yenilenebilir enerji, Yenilenebilir enerji kaynakları, Energy storage, Energy storage system, Renewable energy, Renewable energy resources
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan küresel enerji talebi ve çevresel kaygılar, fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi zorunlu kılmıştır. Ancak yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintili ve öngörülemez doğası, güvenilirliğin sağlanması ve dolayısıyla bu kaynakların depolanması ve etkin kullanımı açısından önemli bir zorluk oluşturmaktadır. Çeşitli enerji depolama teknolojileri arasında Sıkıştırılmış Hava Enerji Depolama (SHED) sistemleri, bu probleme yönelik en umut verici çözümlerden biri olarak kabul edilmektedir. Genel olarak SHED sistemleri, düşük talep dönemlerinde kompresör üniteleri aracılığıyla havayı sıkıştırarak depolamakta ve talebin yüksek olduğu dönemlerde depolanan havayı türbinlerden geçirerek elektrik üretmektedir. Bu sayede yenilenebilir enerji kaynaklarının daha kararlı ve uzun süreli kullanımına olanak sağlamaktadır. Bu çalışmada, günlük kütlesel debi verileri ve temel termodinamik prensipler kullanılarak bir rüzgâr türbini ile entegre dinamik bir SHED sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Mağara içerisindeki şarj ve deşarj süreçleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Simülasyon sonuçları gerçek test verileri ile karşılaştırılmış ve iki farklı vaka çalışması üzerinden doğrulanmış olup, referans verilerle güçlü bir uyum sergilediği görülmüştür. Bu durum, sistemin termodinamik davranışının değerlendirilmesine olanak sağlamış ve SHED sistemlerinin çalışma prensiplerinin termodinamik bakış açısıyla daha iyi anlaşılmasına katkı sunmuştur. Ayrıca rüzgâr türbini, kompresör ve depolama alt sistemleri Simscape kütüphanesi kullanılarak ayrıntılı biçimde modellenmiş; farklı rüzgâr hızı profilleri ve depolama tankı hacimlerini içeren çeşitli senaryolar altında sistemin genel termodinamik davranışı kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The increasing global energy demand and environmental concerns have necessitated the shift from fossil fuels to renewable energy sources. However, the intermittent and unpredictable nature of renewables poses a significant challenge to ensuring reliability and, therefore, to their storage and utilization. Among the various energy storage technologies, Compressed Air Energy Storage (CAES) is considered one of the most promising solutions for this problem. In general terms, CAES systems store compressed air during off-peak periods using compressor units and subsequently generate electricity by expanding the stored air through turbines during peak demand. In this way, they enable more stable, long-term use of renewable energy sources. In this study, a dynamic CAES system integrated with a wind turbine was modeled in MATLAB/Simulink using daily mass flow rate data and fundamental thermodynamic principles. The charging and discharging processes in the cavern were analyzed in detail. The simulation results were compared with real test data and validated through two case studies, demonstrating strong agreement with the reference data. This allowed for an assessment of the system's thermodynamic behavior and contributed to a deeper understanding of CAES system operation from a thermodynamic perspective. In addition, the wind turbine, compressor, and storage subsystems were comprehensively modeled using the Simscape library, and the overall thermodynamic behavior of the system was thoroughly analyzed under various scenarios involving different wind speed profiles and storage tank volumes.
Benzer Tezler
- Devrelerin büyük işaret cevaplarının bilgisayar yardımıyla bulunması
Başlık çevirisi yok
NÜKHET GÜNEYİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜR TÜTÜNCÜOĞLU
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR