Parabolik Oluk Güneş Toplayıcılarının Simülasyonu ve Anlık Isıl Performanslarının İncelenmesi

Abstract

Dünyada küresel ısınma nedeniyle fosil enerji kaynaklarına bağlı enerji üretim sistemleri gittikçe azalmaktadır. Buna bağlı olarak da yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı artmaktadır. Güneş enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları içinde en önemlilerden birisidir. Artan enerji ihtiyacını karşılamak üzere güneş enerjisinin fotovoltaik sistemlerde kullanımı hızla artmaktadır. Güneş enerjisinin ısıl sistemlerde kullanımı için çalışmalar da artarak devam etmektedir. Isıl enerji uygulamaları içinde parabolik güneş toplayıcısı öne çıkmaktadır. Bu toplayıcılarla 300 oC sıcaklıklara varan ısı enerjisi üretimi yapılabilmektedir. Bu sıcaklıkta ısı enerjisi ile elektrik üretilebilmektedir. Diğer taraftan soğutma enerjisine çok ihtiyaç duyulan yaz aylarında, bol olan güneş enerjisi kullanılarak, absorpsiyonlu soğutma sistemleriyle soğutma da yapılabilmektedir.. Yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi ile çift kademeli absorpsiyoınlu soğutma sistemlerinde yüksek soğutma tesir katsayıları elde edilebilmektedir. Bu çalışmada parabolik oluk tipi güneş toplayıcılarının modellemesi yapılarak anlık ısıl performansı incelenmiştir. Bunun için MATLAB programlama dilinde bir simülasyon programı yazılmıştır. Bu programda anlık direkt güneş ışınımı değerini hesaplamak için Daneshyar-Paltridge-Proctor (DPP) modeli kullanılmıştır. Bu model kullanılarak yapılan hesaplamalarla, tek boyutlu olarak güneşi takip eden bu tür toplayıcıların daha fazla enerji üretebilmesi için Kuzey-Güney doğrultusunda yerleştirmesinin uygun olacağı gösterilmiştir. Örnek bir toplayıcı özellikleri ve boyutları kullanılarak, anlık verim ve faydalı ısı hesaplamaları yapılmıştır. Bu anlık değerlerin toplamı ile günlük, aylık ve yıllık ısıl güç değerleri ve verim hesapları yapılmıştır. Örnek olarak seçilen bölgeler için çevresel parametrelere bağlı olarak yıllık ısıl güç değerleri bulunarak karşılaştırmalar yapılmıştır. Bu tür sistemlerin kurulumu için ideal çevresel parametreler belirlenmiş ve tartışması yapılmıştır.