3. Termokimyasal lsı Depolama (TKD) Sistemleri TKD'de herhangi bir ısı kaynağından gelen ısı, endotermik reaksiyonun oluşmasını sağlar. Reaksiyon sonucu oluşan ürünler depolanır. Depolanan ısı kullanılmak istediğinde reaksiyonun ters yönde ilerlemesi yani, ekzotermik reaksiyonun oluşması sağlanır. CD+lsı➔C+D. Yani CD ayrı ayrı depolanabilen C ve O bileşenine ayrılmıştır. C ve O birbirleri ile reaksiyona girdiğinde CD oluşacak ve ısı açığa çıkacaktır (Lund, 2000). Schnıidt ve Lowe (1 985) TKO sistemleri ile 010 ve GIO sistemlerini karşılaştırmıştır. TKO sistemlerine uygun reaksiyonları gözden geçirmiştir. TKO sistemlerini diğer IEO sistemlerinden ayıran temel özellik, diğer IEO sistemlerinde depolama ortanı sıcaklığının çevre sıcaklığından oldukça yüksek olmasıdır. Bu ela 010 ve GIO sistemlerinin zaman içinde iletim, taşınım, ışınım yollarıyla ısı kayıplarına uğrayacağını göstermektedir. lsı kayıplarını azaltmak için izolasyon yapılmalıdır. TKD sistemleri ise rahatlıkla çevre sıcaklığında depolamaya (CD) ➔ D ➔ (C+D) ➔ Depo ➔ (C+D) ➔ n ➔ (CD) Mo oN E iii �"' L() "' "' V) 'iii 'c, (Sai)s tEe mndeovteerrmi l eikn r eI saıs i y o n Sanayideki atık ısının toplanıp depolanmasının altyapısını TKO oluşturabilir. İhtiyaç duyulan enerji ısı istenilen yere termokimyasal ısı pompaları vasıtasıyla istenilen sıcaklıkta gönderilebilecektir. TKO kavramının şematik görünümü Şekil 2'de verilmiştir (Bach ve Haije, 1998). Daniels (1 962 ve 1 964), TKO sistemleri için uygun ilk tersinir kimyasal reasiyonları belirlemiştir. Bunlar sülfirik asit/su, fosforik asit/su, kalsiyum oksit/su, kalsiyum klorit/ su, nikel klorit/anıonyak, azot clioksit/silika jeldir. -��Q�½°'·0'·. aJ�_uı� lsı Girişi T, lsı Çıkışı 'iii � 98 Sistemden alınan ısı (b) Ekzotermik reaksiyon olanak tanır. TKO sistemlerinin potansiyel uygulamaları arasında güç santrali fazla ısısı, sanayi ve nükleer atık ısıların depolanması, jeotermik güç çevrimleri, güneş enerjili uygulamalar ve diğer sezonluk enerji depolama uygulamaları mevcuttur. TKO sistemlerinin temeli tersinir kimyasal reaksiyonlardır. Bu reaksiyonlar ileri yönde ısı alırlar ters yönde ısı verirler. TKO reaksiyonları diğer kimyasal enerji depolama sistemlerinden farklıdır. Diğer kimyasal depolama sistemleri arasında kurşun-asit pillerinde kullanılan elektrokimyasal depolama, enerji kaynağı ışık olduğunda kullanılan foto-kimyasal depolama, Şekil 2. Termoki myasal ısı depolama. radyoizotop parçalanmalarındaki geri tepmeleri enerji olarak kullanan fissiokimyasal enerji depolama sistemleri vardır. Tablo 1 'de TKD sistemi deşarj sıcaklığına göre sınıflandırılması gösterilmiştir (Schmidt ve Lowe, 1985). TKD çalışma sıcaklığına, reaktanların fiziksel hallerine ve reaksiyonla ilgili hacim değişimlerine göre sınıflandırılabilirler. Tablo /. TKD sistemi deşaıj sıcaklığına göre sı11ıjla11dır111a. Çıkış Sıcaklığı (K) Düşük sıcaklık TKD <530 Orta sıcaklık TKD 640-810 Yüksek sıcaklık TKD 870-1100 Çok yüksek sıcaklık TKD >1140 TKD, bileşenlerin reaksiyon veya depolama sürecindeki fiziksel hallerine göre de sınıflandırılabilir. Reaksiyon sıcaklığında reaktanların gaz olması reaksiyonun kontrolünü, çevre sıcaklığında ürünlerin sıvı olması ela depolamayı kolaylaştırdığı için tercih edilirler. Bu şartları yerine getirebilen en uygun 503+H20 .::! H2504 tepkinıesidir. Fakat H2504 ayrışma ürünlerinin davranışları mükemmel değildir. Bu sistemde ısıl enerji, su-sülfirik asit karışımını ayrıştırmak için kullanılır. Su ve sülfirik asit ayrı depolarda saklanır. lsı ihtiyacı olduğunda tekrar birleştirilirler. Sistemin avantajları ise tüm bileşenlerin kullanılırken ve depolanırken sıvı halde olması ve düşük sıcaklık ısı kaynağını daha yüksek sıcaklıklarda kullanmak üzere clepolanabilnıesidir. Bileşenlerinin çoğu gaz olan alternatif C0+3H2 .= CH4+H20 ve N2+3H2 .= 2NH3 gibi reaksiyonları ela bulunmaktadır. Sıkıştırılmış gazlar, düşük depolama yoğunluğu ve yapılması gereken sıkıştırma işlemleri nedeni ile TKD için pek uygun olmamakla birlikte, kimyasalların deşarjın yapılacağı yere uzaklığının fazla olduğu, taşımanın kanallarla sağlandığı hallerde yararlı olabilir. Çünkü kanalların kendisi sıkıştırılmış gazlar için depo görevi görürve enerji nakli de sağlanmış olur. TKD sistemleri genelde kapalı çevrim olarak çalışırlar. Fakat bazı reaksiyonlarda (oksijen, azot veya su içeren) ortaya çıkan yararsız gazların atılması ve çevre havası ile suyun kullanımı gerekebilir. Bunlarda maliyeti artırır. Katı içeriği bulunan reaksiyonların dezavantajı ise depo ile reaktör arasında devamlı taşıma ihtiyacı olmasıdır veya katılar reaktörün içinde hep olmalıdır.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=