Yoğunlaştırılmış Isıl Güneş Enerjisi Teknolojileri (ODAK)

Hakkında

ODTÜ-GÜNAM ODAK Birimi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesinde yenilikçi Yoğunlaştırılmış Güneş Termal (CST) teknolojileri geliştirmektedir:
• Endüstriyel Proses Isıtma
• Bölgesel Isıtma/Soğutma
• Güneş/Yenilenebilir/Alternatif Yakıt Üretimi
• Elektrik Üretimi
• Su Arıtma/Tuzdan Arındırma

Birim, güvenilir ve sevk edilebilir güneş enerjisi çözümleri sunmak amacıyla Termal Enerji Depolama (TES) araştırmaları ile desteklenen orta ve yüksek yoğunlaştırmalı sistemlere odaklanmaktadır.

Çalışma Alanları ve Uzmanlık

ODAK Birimi’nin temel araştırma alanları, yoğunlaştırılmış güneş teknolojilerinin laboratuvar ortamından endüstriyel uygulamalara aktarılmasına yönelik olarak yapılandırılmıştır:
• Sistem Modelleme ve Gösterimi: CST ve TES sistemlerinin tasarımı ve simülasyonu. Teorik araştırmaların gerçek dünya uygulamaları ve doğrulama süreçleriyle birleştirilmesi amacıyla bir parabolik oluk test tesisi kullanılmaktadır.
• Termal Enerji Depolama (TES): Duyulur, gizli ve hibrit depolama çözümlerinin geliştirilmesi. Bu kapsamda dolgu yatak parçacıkları, faz değiştiren malzemeler (PCM'ler) ve gelişmiş eriyik tuzların kullanımının yanı sıra elektromanyetik ısıtma ve çok ölçekli performans modellemesi çalışmaları yürütülmektedir.
• Optik ve Termo-akışkan Modelleme: Işın izleme (ray-tracing) ve CFD simülasyonları gibi gelişmiş araçlar kullanılarak kolektör performansının ve sistem verimliliğinin optimizasyonu. Hem çizgisel odaklı (örneğin parabolik oluklu kolektörler) hem de noktasal odaklı (örneğin güneş kuleleri) konfigürasyonlar için sistem düzeyinde entegrasyon gerçekleştirilmektedir.
• Kaplama Tasarımı: CST alıcıları için gelişmiş güneş seçici yüzey kaplamalarının tasarlanması. Hedef, üretim karmaşıklığı ve maliyetini azaltırken genel sistem verimliliğini artırmaktır.

• Deneysel Karakterizasyon: Isı transferi testleri, ısıl iletkenlik ölçümleri, yüksek akılı güneş simülasyonu ve malzeme özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalarla bileşen performansının doğrulanması ve geliştirilmesi.

• Tekno-Ekonomik Fizibilite: Endüstriyel karbonsuzlaşmaya yönelik CST seçeneklerinin karşılaştırmalı analizleri, kolektör yerleşimi optimizasyonu ve güneş, rüzgar ve hidrojenin entegre edildiği hibrit yenilenebilir sistemlerin değerlendirilmesi.

Bu çalışmalar, uygun maliyetli performans iyileştirmeleri sağlama ve endüstriyel ölçeklenebilirliği artırma hedefi doğrultusunda yürütülmekte olup, güneş enerjisiyle ısıtma, soğutma ve güç üretiminin fosil yakıtlara sürdürülebilir alternatifler olarak yaygınlaşmasına katkı sunmaktadır.

Altyapı ve Kabiliyetler

• Parabolik oluk test tesisi ile gerçek dünya koşullarına yakın sistem gösterimi
• CST ve TES için ileri tasarım, simülasyon ve modelleme altyapısı
• Çok ölçekli performans modelleme yetkinliği
• Elektromanyetik ısıtma ve yüksek akılı güneş simülatörü olanakları
• Gelişmiş ısıl ve optik karakterizasyon ekipmanları
• CST alıcıları için yüzey kaplama tasarım ve test imkanları
• Hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tekno-ekonomik analizlerini gerçekleştirme kapasitesi