Farklı katmanların tuz konsantrasyonu, artan derinlikle birlikte artmalıdır. Birinci aşamada, bu, kararlı su katmanlaşmasını sağlar. Üstteki neredeyse tuzsuz katman, havuzun dibindeki soğutma ve ısıyı depolayan daha derin katmanlar için yalnızca şeffaf, ısı yalıtımlı bir örtü görevi görür.

Bir güneş havuzunun istikrarlı tabakalaşmasını sağlamak için, artan derinlikle birlikte sıcaklık artışı yoğunluk artışını (yani tuz içeriği) aşmamalıdır. Bu nedenle, uygun önlemlerin (örn. ısı geri çekilmesi, tuz temini) zamanında alınması için ilgili tüm parametrelerin sürekli olarak izlenmesi gerekir.

En yüksek kollektör verimini elde etmek için, güneş radyasyonunun yüksek bir kısmının absorpsiyon bölgesine ulaşması gerekir. Ancak bu, ancak üst katmanların yeterli iletim kabiliyetine sahip olması durumunda gerçekleştirilebilir. Bir güneş havuzunun işletimi sırasında geçirgenlik, tuz içeriği ve sıcaklık düzenli olarak izlenmelidir.

Havuzdan çekilebilecek ısı miktarını belirlemek veya ilgili gerekli tuz konsantrasyonunu ve su kalitesini korumak için önlemleri belirlemek için bu parametrelerin zamanında akışı su yüzeyinden zemine ölçülmelidir (önleme) Partikül madde, alg veya bakteri nedeniyle bulanıklıktır.

Difüzyon, yüzeye yakın rüzgar nedeniyle dalga hareketi ile yoğunlaşan bir güneş havuzundaki tuz konsantrasyonunun kalıcı olarak eşitlenmesini sağlar. Bu nedenle tuzun yüzey sularından çekilmesi ve daha derin katmanlara eklenmesi gerekir. Bu amaçla yüzey suyu ayrı düz havuzlarda (tuzlu hatlar) buharlaştırılır. Daha sonra, çıkarılan tuz daha derin bölgelere eklenir.

Isı Eşanjörleri

Temel olarak, bir güneş havuzundan ısıyı çekmenin iki yöntemi vardır.  Termik motorun çalışma sıvısı, güneş enerjisi havuzunun depolama bölgesine yerleştirilmiş boru demetli ısı eşanjörlerinden akar ve bu şekilde ısıtılır.

Sıcak tuzlu su aynı zamanda bir emme difüzörü vasıtasıyla depolama bölgesinden pompalanabilir, daha sonra termik motorun çalışma sıvısına iletilebilir ve sonunda tuzlu su soğuduktan sonra başka bir difüzör tarafından havuzun daha derinlerine yeniden beslenebilir. 

Teknik yaklaşım, giriş difüzörünün konumunun en yüksek sıcaklığın derinliğine ayarlanmasına izin verir. İkinci olarak, soğutulan su havuza dibe yakın bir yerde geri döndürüldüğünden, havuz tabanından ısı kayıpları azalır.

Prensip olarak, yeterince boyutlandırılmış bir ısı eşanjör ünitesi, bir güneş havuzunun başarılı bir şekilde işletilmesi için vazgeçilmezdir. Özellikle yüksek radyasyon zamanlarında (yani öğlen), faz değişikliklerini önlemek ve/veya tabakalaşmayı kararsız hale getirmek için ısının havuzdan güvenli bir şekilde çekilebilmesi sağlanmalıdır.

Termal Motor

Güneş ısıl enerjisini mekanik ve sonrasında elektrik enerjisine dönüştürmek için genellikle ORC prosesleri uygulanmaktadır. Bunlar temel olarak düşük kaynama noktalı, genellikle organik bir döngü sıvısı kullanan buhar döngüleridir. Bu tür işlemler, düşük faydalı sıcaklık farklarında da elektrik enerjisi sağlamaya izin verir.

Bir güneş havuzu enerji üretim tesisinin genel yapısını gösterir. Bu grafiğe göre, su, geleneksel bir güneş kollektörünün soğurucusuna benzer şekilde, gelen doğrudan ve dağınık radyasyonu soğurur ve ısınır. Teknik olarak ayarlanan tuz konsantrasyonu, doğal konveksiyonu ve bunun sonucunda buharlaşma, konveksiyon ve radyasyon nedeniyle yüzeyde meydana gelen ısı kaybını önler.

Böylece su, alttaki depolama bölgesinden yaklaşık 80 ila 90 °C sıcaklıkta çekilebilir. Bu ısı daha sonra bir ORC işlemi ile güç üretimi için kullanılabilir.

Diğer ülkeler arasında İsrail, ABD (Teksas), Avustralya ve Hindistan’da birkaç on kW’tan birkaç MW’a kadar elektrik kapasiteli güneş havuzu santralleri inşa edildi.

Yaklaşık yüzde bir ile güneş ısıl verimleri düşüktür; ortalama özgül kapasiteler radyasyona, tuz içeriğine ve maksimum sıcaklığa bağlı olarak 5 ila 10 W/m2 arasında değişir. Kısa dönem için daha yüksek kapasiteler de geri çekilebilir; ancak böyle bir durumda güneş havuzu çok daha hızlı soğur.

Isı eşanjörleri Ders Notları
ISI DEĞİŞTİRİCİLER pdf
Isı DEĞİŞTİRİCİ türleri
Isı DEĞİŞTİRİCİ tasarımı
Borulu ısı DEĞİŞTİRİCİLER
Eşanjör giriş çıkış sıcaklıkları
Isı Eşanjör Nedir
Isı DEĞİŞTİRİCİLER konu anlatımı

Ekonomik ve Çevresel Analiz

Aşağıdaki açıklamalar güneş havuzlu santrallerin ekonomik ve çevresel parametrelere göre değerlendirilmesine yöneliktir.
Ekonomik analiz. Bir önceki değerlendirme yöntemine uygun olarak, aşağıda güneş havuzlu elektrik santralleri için elektrik üretim maliyetleri hesaplanmıştır.

Buna göre, yapım ve işletme maliyetleri belirlenmekte ve yıllık ödemeler şeklinde değerlendirilmektedir. Bu bazda ve üretilen elektrik enerjisi, elektrik üretim maliyetleri hesaplanmaktadır. Bu amaçla 25 yıllık teknik ömür ve %4,5 faiz oranı varsayılmıştır.

Bu tür tesisler yalnızca yüksek güneş radyasyonu payına sahip alanlara kurulduğundan, yatay eksende 2.300 kWh/m2’lik yıllık toplam küresel radyasyon ile karakterize edilen bir referans saha varsayılmıştır.

Değerlendirilen güneş havuzunun ana parametrelerini ana hatlarıyla belirtir. Burada incelenen güneş havuzlu elektrik santrali 5 MW kapasiteye sahiptir.
Yatırım maliyetleri. Hepsi benzersiz olan yalnızca birkaç güneş havuzu olduğundan, bu analizlere temel teşkil edebilecek neredeyse hiçbir piyasa fiyatı yoktur.

Bu nedenle aşağıdaki maliyet tahminleri literatür değerlerine dayanmaktadır. Bu amaçla, gölet yüzeyinin 40 €/m2’lik özel yatırım maliyeti varsayılmıştır.

Literatür değerleri, inşaat mühendisliği işleri ve jeomembranlar için maliyet tahminlerine dayanmaktadır; diğer kaynaklar 15 ile 75 ABD$/m2 /5-37/ arasında değerler belirtmektedir. Tesisin tamamı için toplamda, yaklaşık 2.000 €/kW’lık özel yatırım maliyetleri varsayılmıştır.

Operasyon maliyetleri

Bu amaçla, işletme maliyetleri, yatırım maliyetlerinin götürü tutarı olarak %1 olarak tahmin edilmektedir. Isı eşanjörlerinin ve ORC tesisinin bakımının yanı sıra, dipten yüzeye yayılan tuzun geri alınması gerektiğinden daha fazla önlem alınması gerekir. Bu nedenle, geleneksel buhar santrallerine kıyasla gerekli su miktarı kat kat fazladır.

Elektrik üretim maliyetleri

Buna göre, 250.000 m2’lik bir güneş havuzu için elektrik üretim maliyeti ve yaklaşık 100.000 € yıllık işletme maliyeti yaklaşık 0,14 €/kWh’dir. Bununla birlikte, sahada tuzlu su veya uygun tuzun ücretsiz olarak bulunduğu ve bu nedenle sadece nakliye önlemlerinin alınması gerektiği varsayılmıştır.

İşletme optimizasyonu kapsamında bir ekonomik değerlendirme için, elektrik kapasitesinin günün her saatinde mevcut olması gerektiği de göz önünde bulundurulmalıdır. Güneş havuzları bu nedenle genel olarak tepe yük elektrik santralleri olarak da hizmet edebilir.

The post Isı Eşanjörleri – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).