Farklı emici plaka geometrilerine sahip hava kolektörlü bir termal fotovoltaik sistemin enerji-ekserji analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Murat ÖZTÜRK

Danışman: Erdem Çiftçi

Özet:

Günümüzde güneş hava kolektörleri temiz enerji üretimi konusunda büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, yeni bir çift geçişli güneş hava kolektörü tasarlanmış ve performans analizi yapılmıştır. Çalışmada geleneksel sac emici plaka yerine nano geliştirilmiş alüminyum hava kanallarına sahip yeni tasarlanmış bir güneş enerjili hava ısıtıcısının ısıl performansının ve sürdürülebilirlik göstergelerinin sistem performansını nasıl etkilendiğini deneysel olarak göstermek amaçlanmıştır. Eş zamanlı yapılan deneylerden ilki siyah mat boya ile kaplanmış esnek alüminyum hava kanalları içeren çift geçişli güneş hava kolektörü (tip_2/gün_1), ikincisi ise siyah mat boya ile kaplanmış sac levha içeren güneş hava kolektörü (tip_1/gün_) içermektedir. Ayrıca, boyaya nanoparçacıklar eklenerek nanoparçacıkların performans üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla siyah mat boya ile kaplanmış esnek alüminyum hava kanallarına sahip güneş hava kolektörü (tip_2 / gün_2) ve grafen nano malzeme eklenmiş siyah mat boya ile kaplı olan esnek alüminyum hava kanallarına sahip çift geçişli güneş hava kolektörü (tip_3 / gün_2) kullanılarak bir dizi deney daha aynı anda gerçekleştirilmiştir. Deneyler 40 W güce sahip emici fanlar ile gerçekleştirilmiştir. Her tasarım için enerji, ekserji, atık ekserji oranı (WER) ve sürdürülebilirlik endeksi (SI) parametreleri incelenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise deney sonuçları analiz edilmiş ve maksimum ısıl verim tip_3/gün_2’de %73,94 olarak elde edilmiştir. Tip_1/gün_1, tip_2/gün_1, tip_2/gün_2 ve tip_3/gün_2 için COP değerleri sırasıyla 4,82, 4,52, 4,56 ve 5,22 olarak bulunmuştur. Benzer şekilde, tip_3/gün_2'nin ortalama ekserji verimliliği %37,73 olarak hesaplanırken, tip_1/gün_1'in ortalama ekserji oranı %17,93 olarak hesaplanmıştır. Sürdürülebilirlik göstergeleri için WER ve SI’ın en iyi sonuçları tip_3/gün_2 üzerinde yapılan deneylerde elde edilmiştir. Bu verilere bağlı olarak esnek alüminyum hava kanallarına sahip çift akışlı güneş hava kolektörünün ısıl performans için kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler : Güneş hava kolektörü, esnek alüminyum kanallar, nano-parçacıklar, atık ekserji oranı, sürdürülebilirlik indeksi, performans arttırma