SOLAR ENERGY SUPPORTED HYDROGEN PRODUCTION: A THEORETICAL CASE STUDY

Authors : Ali ATES, Sacit Zendehdel SHEKARDASHT, Eyüb CANLI

Pages : 536-554

Doi:10.15317/Scitech.2017.110

View : 14 | Download : 15

Publication Date : 2017-12-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Hidrojen önemli bir enerji taşıyıcısıdır ve enerji depolanması için güçlü bir adaydır. Güneş gibi kesikli bir enerji kaynağının depolanması için kullanışlı bir araç olacaktır. Bu çalışmanın ana amacı bir bilgisayar simulasyonu vasıtası ile kırsal kesimler gibi elektrik şebekesinden uzaktaki küçük ölçekli tüketiciler için güneş enerjisinin elektriksel formda elde edildiği ve saha sonra bir elektrolizer ile hidrojen şeklinde depolandığı bir sistemi değerlendirmektir. Hidrojen daha sonra tekrar elektrik üretmek için bir yakıt hücresinde tüketilebilir. Önce güneş enerjisinden fotovoltaik paneller aracılığı ile elde edilen enerji ile bir akü şarj edilmiş ve bu enerji suyun elektrolizi işleminde kullanılmak suretiyle hidrojen elde edilmiştir. İkinci aşamada elde edilen hidrojen bir yakıt hücresinde kullanılarak elektrik enerjisi elde edilmiştir. Oluşturulan matematiksel model, geliştirilen bilgisayar programı vasıtası ile çözümlenerek teorik bir inceleme yapılmıştır. Bu modelde Konya iline ait güneş ışınımının yıllara göre aylık ortalama değerlerine ait veriler kullanılmıştır. Giriş parametreleri olarak elektrolizör sıcaklığı, elektroliz basınç değerleri ve fotovoltaik panellerin verimi kullanılmıştır. Genel sistem verim ve etkenliği, üretilen elektrik ve hidrojen miktarları ise çıkış parametreleri olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, gerek üretilen hidrojen miktarı yönünden, gerekse sistemin etkenliği ve verimi yönünden, giriş parametreleri arasında en etkili bileşenin sıcaklık olduğu görülmüştür. Sistemin fotovoltaik kısmından 400 W ile 1800 W arasından geniş bir yelpazede elektrik enerjisi elde edilebilmektedir. Diğer yandan aylık hidrojen üretimi 120-130 g/ay aralığındadır. Yakıt pilinin güç eğrisi, 0.001 saniye cevap süresi ortaya koymuştur. Önerilen sistem Konya’da ve dünyada benzer iklim özelliklerine sahip başka bölgelerde kullanılabilir.
Keywords : Fotovoltaik, Hidrojen yakıt pili, Matematik model, Suyun elektrolizi