Parabolik oluk tipi güneş kollektörü ile enerji üretimi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Aykut Kamanlı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Dünyada artan nüfus ile orantılı olarak enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde enerji ihtiyacı esas olarak fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Fosil yakıtların kullanılması sonucu meydana gelen emisyonlar çevre kirliliği yaratmakta ve günümüzün önemli bir çevre sorunu olan küresel ısınmaya yol açmaktadır. Ayrıca fosil kaynakların giderek tükenmesi ve ülkelerin ekonomik özgürlüklerini kısıtlaması, araştırmacıları enerji ihtiyacı için yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde güneş enerjisi, sahip olduğu potansiyeli, zararlı emisyonunun olmaması ve teknolojik gelişmelerinin artmasıyla ön plana çıkmaktadır. Türkiye, konumu itibariyle güneş kuşağı içerisinde yer almaktadır ve güneş enerjisi potansiyeli önemle ele alınması gereken büyüklüktedir. Güneş enerjisinden ısıtma, soğutma, pişirme, kurutma gibi amaçlarla yararlanılmasının yanında yoğunlaştırılmış sistemlerle yüksek sıcaklıklarda buhar elde ederek elektrik üretimi yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu çalışmada yoğunlaştırılmış güneş enerjisi sistemlerinden biri olan parabolik oluk tipi güneş kollektörü incelenmiştir. Parabolik oluklu güneş kollektörünün yansıtıcı yüzey, emici boru ve cam örtü tasarımları yapılarak ısıl deneyler için prototip imalatı yapılmıştır. Tasarlanan 1,40 x 3,00 m boyutundaki parabolik oluk tipi güneş kollektörüyle yapılan deneyler sonucu optik ve ısıl verim hesaplamaları yapılarak ısı transfer sıvısına aktarılan faydalı enerji belirlenmiştir. Hesaplamalar sonucunda sistemin ortalama ısıl veriminin % 85 ve ortalama optik veriminin % 20 olduğu görülmüştür. Optik verimi önemli oranda etkileyen cam örtü optik veriminin ortalama % 25 olduğu görülmüştür. Isı transfer sıvısına aktarılan faydalı enerji ile Organik Rankine Çevrimi (ORC) prosesinde elektrik üretimi teorik olarak simüle edilmiş ve çevrimin çalışma koşullarındaki termodinamik analizi yapılmıştır. ORC prosesinin ekserji analizi yapılmış ve birinci yasa verimi % 9, ikinci yasa verimi % 45 olarak hesaplanmıştır. Yapılan simülasyonlarda deneysel sistem için buhar türbininde net güç çıkışının yaklaşık 50 W olduğu görülmüştür.