In 21st century, renewable energy sources become the most important research area of humanity. Increasing of the human population and thus energy requirement causes the energy consumption to increase. Therefore many investigators have been focused on renewable energy technologies. Thermal energy storage is one of technologies that promising a clean energy technology of future. There are three main aspects to store energy using thermal energy technologies. Sensible heat storage involves storing or extracting energy through a solid or liquid material without phase change for a given temperature interval. Latent heat using phase change materials release or store energy when the materials phase change. Chemical energy storage is the most innovative and powerful one that can store the thermal energy owing to the chemical bounds of reversible reactions. The chemical heat storage units may be used to supply high temperature heat requirements. Hydration of CaO has recently been intensively studied as chemical heat storage medium due to its high potential such as availability and price.The aim of this work is mathematical modeling of a thermochemical energy storage using hydration reaction of CaO. During hydration reaction, water vapor reacts with CaO particles and releases energy. Present thesis mostly focuses on direct concept of thermochemical energy storage using CaO. The simulations were performed by the solution of the model equations simultaneously concerning the reaction kinetics and heat transfer phenomena. There are two approaches to investigate thermochemical energy storage. These are lumped and distributed parameter models. The lumped parameter model (LPM) was developed for a closed system where variables were considered to be a function of time only and model equations were solved using Euler's method. On the other hand, the distributed parameter model (DPM) was developed for the open system where variables were considered to be a function of time and axial position of thermochemical energy storage (TCES) unit. Model equations were partial differential equations and solved using finite difference method. Numerical solution of mathematical model equations were done using Matlab ® software. Simulations were performed for different design and operating parameters of thermochemical energy storage unit using CaO.

21. yüzyılda yenilenebilir enerji kaynakları insanlığın en önemli konusu haline gelmiştir. Artan insan nüfusunun sonucu doğan enerji kullanımı, enerji ihtiyacının artmasına neden olmuştur. Bunun bir sonucu olarak araştırmacılar yeni enerji kaynakları ve enerji depolama üzerine yoğunlaşmışlardır. Termal enerji depoları bunların gelecekte en güven verecek potansiyele sahip olanıdır. Termal enerji depoları enerji depolama açısından üç ana başlık altında toplanmıştır. Duyulur ısı depoları enerjinin sıvı yada katı dolgu maddelerinden faz değiştirmeksizin depolanması ve serbest bırakımı prensibine dayanır. Gizli ısı depolarında ise faz değiştiren maddelerin vasıtasıyla enerji depolama ve geri kazanım işlemi gerçekleşmektedir. Kimyasal enerji depoları içlerinde en yenilikçi olan ve gelecek için güven veren teknolojidir. Kimyasal ısı depolarında enerji tersinir reaksiyonlar vasıtasıyla kimyasal bağlar içerisinde depolanır.Bu çalışmanın temel amacı ısı transferi mekanizması iletim, adveksiyon ve konveksiyon ile yürüdüğü durumda kalsiyum oksitin (CaO) dolgulu yaktaklı ısı deposu tanklarında sıcaklık dağılımının belirlenmesi ve su buharı debisi gibi bazı değişkenlerin sıcaklık dağılımına etkisidir. Model geliştirilirken birleştirilmiş ve dağıtılmış parametreli olarak iki değişik yol izlenmiştir. Birleştirilmiş parametreli model sadece zaman değişkeni göz önüne alınarak direk konseptli kapalı bir sistem için elde edilmiştir ve model denklikleri Euler metodu yardımıyla çözülmüştür. Diğer yandan dağıtılmış parametreli model hem reaktör yüksekliği hem de bağımsız değişken olan zamanın fonksiyonu olarak açık sistem için geliştirilmiştir. Model denklikleri sonlu farklar yöntemi ile çözülmüştür. İleri sürülen matematiksel modelin nümerik çözümü Matlab ® yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar değişik tasarım ve çalışma koşulları için denenmiştir.