Endüstriyel amaçlı bir yoğunlaştırıcı güneş kolektörünün tasarımı, imalatı ve deneysel incelenmesi / Design, manufacturing and experimental investigation of a concentrating solar collector for industrial purposes

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı, güneş enerjisini yoğunlaştırarak faydalı enerjiye dönüştürebilen bir yoğunlaştırıcı güneş kolektörünün, Şanlıurfa iklim koşullarında tasarımı, imalatı ve performans analizini yapmaktır. Bir fresnel lens kullanılarak yoğunlaştırılmış bir güneş enerjisi kolektörü tasarlanmış ve prototipi imal edilmişti. Prototipte 1 m2 alana sahip çizgisel odaklama yapan bir fresnel lens kullanılmıştır. Lensin odak çizgisi, lensten 1.5 m uzaklıkta, odak kalınlığı 5 cm ve odak uzunluğu 1 m'dir. Lensin odak çizgisine 8 cm çapında, 1.2 m uzunluğunda ve 5 mm et kalınlığında bakır boru, yalıtım oluşturması için borosilikat cam boru (çap 15 cm) içinde yerleştirilmiştir. Borunun yağ tankıyla bağlantısı, yüksek sıcaklığa dayanıklı esnek hortum kullanılarak sağlanmıştır. Esnek hortuma bir yağ pompası da bağlanarak kapalı bir devre oluşturulmuştur. İki boyutlu güneş takibi için manuel kontrol edilen bir mekanizma geliştirilmiştir. Deneysel çalışmada verileri toplamak için, borunun giriş ve çıkış noktalarına K tipi termal çift yerleştirilerek sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, güneşten termal yağa aktarılan enerji miktarına bağlı olarak %60 ve üzeri ısıl verimler ortaya çıkmıştır. Yapılan deneylerde ulaşılan çıkış yağ sıcaklığı olarak, en yüksek sıcaklık 96 oC olarak ölçülmüştür. Isıl verimi arttırmak için, otomatik güneş takip sistemlerinin, yoğunlaştıran güneş enerjisi sistemlerinin ayrılmaz bir parçası olması gerektiği görülmüştür. Ayrıca bu tür kolektörlerin, güneş enerjisi ile hızlı kurutma yapan bir meyve ve sebze kurutma makinası gibi uygulamada kullanılabilir.