Farklı özelliklerdeki termal güneş kolektörlerinin ısıl performans testlerinin gerçekleştirilmesi ve analizi / Implementation and analysis of thermal performance testing of thermal solar collectors with different properties

Abstract

Son yıllarda, enerji dönüşüm teknolojilerinde sağlanan gelişimlere bağlı olarak, güneş enerjisi çok geniş uygulama alanları kazanmıştır. Yeryüzüne gelen güneş ışığından ısı ve elektrik üreten güneş enerjisi teknolojileri; tasarım, uygulama alanı ve teknoloji düzeyi bakımından büyük çeşitlilik göstermekle birlikte, güneş enerjisi uygulamaları esas olarak fotovoltaik ve ısıl (termal) sistemler olarak ikiye ayrılır. Termal sistemler güneş ışınlarıyla direkt ısı üretimini (eğer arzu edilirse, üretilen ısıdan elektrik üretimi) mümkün kılmaktadır.Fotovoltaik panel üretim teknolojisine nazaran düşük teknoloji kullanılarak imal edilen düzlemsel tip güneş kolektörleri (plaka ve vakum borulu tip) oldukça yaygındır ve çok sayıda ulusal firma bu tür imalatları gerçekleştirebilmektedir. Ülkemizde termal güneş kolektörleri; gerek kullanımı, gerekse üretimi ve sağladığı ısıl enerji avantajları nedeniyle ilgi ile takip edilen önemli bir konudur. Ülkemizdeki teknolojinin ve alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesi amacıyla, bu kolektörlerin verimi ve performanslarının arttırılması hususu önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında üç farklı tip güneş kolektörlerinin ısıl performansları TS EN ISO 9806 standardına uygun olarak belirlenmiştir. Deneyler Harran Üniversitesi GAPYENEV merkezinde kurulu olan Termal Güneş Kolektörleri Test ve Sertifikasyon laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda; her bir kolektörün 4 farklı sıcaklık değerinde ısıl performans testine tabi tutulmasıyla, vakum tüplü güneş kolektörünün ortalama ısıl verimi %57.02, düzlemsel yüzeyli güneş kolektörünün ortalama ısıl verimi %53.84 ve PV/T güneş kolektörünün ortalama ısıl verimi %38.92 olarak belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında, tasarımcı ve son kullanıcıların kolayca kullanabilecekleri sonuçlar elde edilmiştir. In recent years, due to the developments in energy conversion technologies, solar energy has gained wide application areas. Solar energy technologies that generate heat and electricity from sunlight coming from the earth; although the design, application area and technology level vary widely, the applications of solar energy are mainly divided into photovoltaic and thermal systems. Thermal systems enable direct heat generation by solar radiation (if desired, electricity produced from the heat generated). Solar flat collectors (plate and vacuum tube types) manufactured by using low technology according to photovoltaic panel production technology are quite common. A large number of national firms are able to produce such products. Thermal solar collectors in our country; It is an important issue which is followed with interest due to its usage, production and thermal energy advantages. In order to develop the technology and alternative energy resources in our country, it is important to increase the efficiency and performance of these collectors. In this thesis, thermal performance of three different types of solar collectors are determined according to ISO 9806 standard. The experiments were carried out at the Thermal Solar Collectors Test and Certification Laboratory, which is located in GAPYENEV Center at Harran University. As a result of the study; The thermal efficiency of the vacuum tube, flat plate and PV/T solar collectors were determined as %57.02, %53.84 and 38.92% respectively, when thermal performance of each collector is tested at 4 different temperature values. In this thesis, the results that can be easily used by designers and end users were obtained.