Düz güneş kollektörü verimini etkileyen bazı parametrelerin deneysel incelenmesi

Abstract

Yenilenebilir enerji konusunda giderek artan gereksinimler, bu kaynakların daha verimli kullanılmasına yönelik araştırmaları artıra gelmektedir. Güneş enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Güneş enerjisinin faydalı enerjiye dönüştürüldüğü çeşitli uygulamalar bulunmaktadır. Bunlardan pratikte en yaygın olan güneş enerjisi sistemleri düz güneş kollektörlerini kullanmaktadır. Düz güneş kollektörlerinin mevcut verimlerinin değerlendirilmesi ve verim artışına yönelik parametrik analizlerinin teorik ve deneysel olarak yapılması, kollektör dizayn optimizasyonuna, enerji kaynaklarının verimli kullanılmasına ve enerji tasarrufuna önemli katkılar sağlayacaktır.Bu tez çalışmasında, düz güneş kollektörü verimini etkileyen üç temel parametrenin (boru geçiş sayısı, boru malzemesi ve boru-yutucu plaka birleşim yöntemi) etkisi deneysel olarak incelendi. Bu amaçla, gerçek dış ortam şartlarında standartlara uygun (Türk Standartları Enstitüsü Normu, TS?EN?12975?2) bir deney düzeneği oluşturuldu. Verimi etkileyen üç temel parametrenin etkisini incelemeye yönelik, yerli imalattan seçilen beş farklı kollektör test edildi ve parametrelerin verimdeki etkisi belirlendi.Yapılan deneyler sonucunda, artan boru geçiş sayısı ile verimin genel anlamda %20 arttığı belirlendi. Boru malzemesi olarak alüminyum yerine daha yüksek ısı iletim katsayısına sahip bakır kullanılması durumunda, verimdeki değişimin %2 civarında oldukça kısmi olduğu gözlendi. İlaveten, lazer kaynak ile boru?yutucu plaka birleşimi, kenetleme birleşimine göre daha iyi temas sağladığından, verimin genel anlamda %10 daha yüksek gerçekleştiği tespit edildi.Ayrıca, parametrik verim analizine ilaveten, yerli imalatı yapılan kollektörlerin verimleri gerçek dış ortam şartlarında deneysel olarak belirlendi. Bu sayede, yerli kollektör imalat sanayine, somut verim değerleriyle dizayn optimizasyonuna yönelik katkı sağlandı.Anahtar kelimeler: Güneş Enerjisi, Düz Güneş Kollektörü, Verim

Gradually increasing demands on renewable energy have been increasing the researches on the efficient usage of these resources. Solar energy is one of the renewable energy resources. There are various applications to convert the solar energy into usable energy. Among them, most common solar energy systems in practice use solar flat collectors. Evaluation of the existing efficiency of the solar flat collectors, and theoretical and experimental parametric analyses for higher efficiency will make significant contributions to collector design optimization, efficient use of the energy resources and energy savings.In this thesis study, the effect of three main parameters (pipe number, pipe material, and welding method of pipe and absorber plate) dominating the efficiency of the flat solar collector were experimentally investigated. For this purpose, an experimental setup is established fulfilling the standards (Turkish Standards Institute Norm, TS?EN?12975?2) at the real outside environmental conditions. In order to examine the effect of three main parameters affecting the efficiency, five different collectors chosen from the national manufacturing companies were tested and the effects of the parameters on the efficiency were determined.As a result of the experiments, it was determined that the efficiency has increased in about 20% with increasing pipe number. A partial efficiency increase of 2% was observed when the copper with higher heat conductivity was used as the pipe material instead of aluminum. In addition, since the laser welding provides better contact between pipe?absorber plate, the efficiency for laser welding determined as about 10% higher.Moreover, in addition to the parametric efficiency analysis, the efficiencies of collectors manufactured nationally were determined experimentally in the real outside environmental conditions. As a result of quantifying the real collector efficiencies, valuable information was provided for collector design optimization for nationwide manufacturing companies.Key Words: Solar Energy, Flat Solar Collector, Efficiency