Hidrojen enerjili sistemlerde ekserji analizi

Abstract

Fosil yakıtlarının kullanımı çevre üzerinde oldukça fazla sorun oluşturmaktadır.Yanı sıra ömürleri sınırlıdır.Bu nedenle son zamanlarda alternatif yakıt ve alternatif enerji dönüştürme sistemleri üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Yakıt pilleri temiz verimli ve yakıt türüne karşı esnek enerji dönüştürücüdür.Yakıt pillerinde kullanılabilecek en temiz ve yenilenebilir yakıt hidrojendir.Hidrojenin üretim kaynakları oldukça bol ve çeşitlidir. Bir sistem içinde tersinmezlik yararlanamadığımız iş olanağı veya potansiyelidir. Mühendislik sistemlerinde tersinmezliklerin nedeni araştırılır. Araştırma sonunda bulunan nedenler yok edilir. Böylece mühendislik sistemlerinin verimi arttırılır. Bu amaçla termodinamiğin ikinci kanununa dayanan ekserji analizi yapılır. Ayrıca ekserji analizi bu sistemlerin ekonomik analizinin temel noktasıdır. Bu çalışmada Zn/ ZnO redoks reaksiyonlarına dayanan iki adımlı termokimyasal su ayrıştırma çevriminin ekserji analizi; Türkiye'nin yıllık ortalama ışınlanma değeri ve Güney Doğu Anadolu Bölgesi'ndeki Cizre İlçesinin yıllık ortalama ışınlanma değeri göz önüne alınarak yapıldı. Daha sonra, Güney Doğu Anadolu Bölgesi için bir ekonomik analiz yapıldı. Elde edilen sonuçlar tartışıldı. Using fossil fuels affects environment and their life is short. Therefore, researches about alternative fuels and energy conversion systems have been done recently. Fuel cells are clean, productive, and flexible to different fuels. The cleanest and the most renewable fuel that can be used in the fuel cells is hydrogen. Furthermore, production resources of hydrogen is using everywhere. In a system, irreversiblity is a avantage and a potential work that we cannot use. In the enginering systems, reasons of irreversiblities are researched. Reasons found at the end of these researches are removed, so efficiencies of the engineering sysytems are developed. Exergy analysis based on 2nd law of thermodinamics is calculated. Also, the exergy analysis is a base point of economic analysis of these systems. In this study, exergy analysis of a solar hydrogen production via two- step water - splitting thermochemical cycle based on Zn / ZnO redox reactions has been done for yearly average of the normal solar radiation in Turkey, and Cizre (South-East of Turkey). Then, an economic analysis has been done for the South-East Zone of Turkey, and results of analysis have been discussed.