Isı Borulu Güneş Kollektörlerinde Nano Akışkanların Performans Üzerine Etkileri


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Sinan ÜNVAR

Danışman: TAYFUN MENLİK

Özet:

Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde elektrik üretimi ve su ısıtma amacıyla kullanılan güneş enerjisi dünyadaki kullanımı açısından büyük önem arz etmektedir. Güneş enerjisinden faydalanmanın en etkili yolu güneş kollektörleridir. Güneş kollektörleri genel anlamda düzlemsel yüzeyli (DYGK), vakum tüplü (VTGK), ısı borulu (IBGK) ve parabolik (PGK) olmak üzere dört ana tipe ayrılır ve bunların içerisinde en yaygın olarak DYGK’lar kullanılmaktadır. Bu çalışmada kütlesel olarak %2 Al2O3 ve TiO2 nanopartikül içeren nanoakışkanlar kullanılarak ısı borulu düzlem yüzeyli güneş kollektörünün (IBGK) performans artırılmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada kullanılan ısı borularının uzunluğu 100 cm, iç ve dış çapları sırasıyla 8 mm ve 10 mm’dir. Düzlem yüzeyli güneş kollektörü 8 adet ısı borusundan oluşmaktadır. Deneyler saf su ve nanoakışkanlar için ayrı ayrı yapılarak sonuçlar verim ve güç bakımından karşılaştırılmıştır. Deneylerin sonucunda iş akışkanı olarak saf su kullanıldığında anlık verim en yüksek %48, Al2O3-saf su nanoakışkanı için %58, TiO2-saf su nanoakışkanı için %64 olarak belirlenmiştir. Deneylerde elde edilen en yüksek termal enerji, saf su için 135,66 W, Al2O3-saf su nanoakışkanı için 167,96 W ve TiO2-saf su nanoakışkanı için 184,03 W olmuştur. Verimlerdeki iyileşmenin Al2O3-saf su nanoakışkanı için %20,8, TiO2-saf su nanoakışkanı için %33,3; güçlerdeki iyileşmenin ise Al2O3-saf su nanoakışkanı için %23,8, TiO2-saf su nanoakışkanı için %35,6 olduğu görülmüştür