Dr. Fatih AY. Tel: 0 388 225 22 55 ayfatih@nigde.edu.tr



Benzer belgeler
Şekil-1 Yeryüzünde bir düzleme gelen güneş ışınım çeşitleri

Dr. Fatih AY. Tel:

PARABOLİK GÜNEŞ KOLEKTÖRÜ ISIL ANALİZİ. İbrahim ERCİYAS Kemal Ersin ERİÇYEL Uğur KARAGÖZ

GÜNEŞ ENERJĐSĐ IV. BÖLÜM. Prof. Dr. Olcay KINCAY

YOĞUNLAŞTIRICI GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ İLE ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİ

DOĞRUSAL YOĞUNLAŞTıRıCı (PARABOLIK OLUK. DOLAYLı ELEKTRIK ÜRETIMI GÜNEŞ ENERJİSİNDEN ELEKTRİK ÜRETİMİ

YUNUS ACI

YOĞUNLAŞTIRILMIŞ GÜNEŞ ENERJİSİ TEKNOLOJİLERİ

7. BÖLÜMLE İLGİLİ ÖRNEK SORULAR

KAPALı DEVRE SISTEMLERDE KULLANıLAN YATAY DEPOLU SISTEMLER DIKEY DEPOLU SISTEMLER. İLLERE GÖRE KULLANıLAN ANTIFIRIZ ORANLARı [8]

Makine Mühendisliği Bölümü Isı Transferi Ara Sınav Soruları. Notlar ve tablolar kapalıdır. Sorular eşit puanlıdır. Süre 90 dakikadır.

VIESMANN VITOSOL 100-F. Teknik Bilgi Föyü Sipariş No. ve fiyatlar: Fiyat listesine bakınız VITOSOL 100-F. Düzlemsel kollektör

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

GÜNEŞ ENERJİSİ (SOLAR ENERGY)

VIESMANN VITOSOL 222-T Heatpipe prensipli vakum borulu kolektör Güneş enerjisi ile kullanma suyu ısıtması için boyler ile

KMPT-Montaj-Bakım Kılavuzu

KAYNAMALI ISI TRANSFERİ DENEYİ. Arş. Gör. Emre MANDEV

GÜNEŞ ENERJISININ DIĞER UYGULAMA GÜNEŞ ENERJISI İLE KURUTMA GÜNEŞ MIMARISI. ALANLARı

KRİTİK YALITIM YARIÇAPI ve KANATLI YÜZEYLERDEN ISI TRANSFERİ İLE İLGİLİ ÖRNEK PROBLEMLER

SİRENG ENERJİ MUHENDISLIK DANIŞMANLIK HIZMETLERI SAN. VE TIC. LTD.ŞTI.

SOLARCOOL PANELİ İKLİMLENDİRME SİSTEMİ

BÖLÜM 3. Yrd. Doç.Dr. Erbil Kavcı. Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 9. HAFTA

GÜNEŞ ENERJİSİ VE TEKNOLOJİLERİ

f = =

GÜNEŞ ENERJİSİ Termal Sistemler SOLİMPEKS AKADEMİ İZMİR

Isı transferi (taşınımı)

MAK104 TEKNİK FİZİK UYGULAMALAR

GÜNEŞ ENERJİLİ SICAK SU SİSTEMLERİ

BORULARDA ISI KAYBI VE YALITIMI

ISI TRANSFERİ LABORATUARI-1

DERS BÖLÜMLERİ VE 14 HAFTALIK DERS KONULARI. Ders Sorumluları: Prof.Dr. Muammer ÖZGÖREN, Yrd. Doç.Dr. Faruk KÖSE

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

Sürekli Rejimde İletim Çok Boyutlu 77. Giriş 1. Sürekli Rejimde İletim Bir Boyutlu 27. Geçici Rejim Isı İletimi 139

Güneş kollektörlerinde kullanılan siyah yüzeyler temelde dört çeşittir,

3. AKIŞKANLARDA FAZ DEĞİŞİKLİĞİ OLMADAN ISI TRANSFERİ

Bosch Termosifon Tip Paket Güneş Enerji Sistemi: Müstakil evler ve apartmanlar için uygun fiyatlı, hijyenik ve çevre dostu sıcak su.

YÖNETMELİK. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığından:

YÖNETMELİK YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARINDAN ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETEN TESİSLERDE KULLANILAN AKSAMIN YURT İÇİNDE İMALATI HAKKINDA YÖNETMELİK

Etem Sait ÖZ Engin ÖZBAŞ Ramazan DÜNDAR ÖZET

YALITIM CAMI ÜNİTELERİ

Enerji Sektörüne İlişkin Yatırım Teşvikleri

Özellikler: Vakum tüpü ve ısıtma borusunun mükemmel bileşimi.

Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Esasları. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Doç. Dr.

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN TASARIMI [1-4]

Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

YOĞUŞMA DENEYİ. Arş. Gör. Emre MANDEV

NİTELİKLİ CAMLAR ve ENERJİ TASARRUFLU CAMLARIN ISI YALITIMINA ETKİSİ

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

SIVILI DÜZLEMSEL GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERĐ ÜZERĐNE PARAMETRĐK BĐR ĐNCELEME*

OREN303 ENERJİ YÖNETİMİ KERESTE KURUTMADA ENERJİ ANALİZİ/SÜREÇ YÖNETİMİ

İlk olarak karakteristik uzunluğu bulalım. Yatay bir plaka için karakteristik uzunluk, levha alanının çevresine oranıdır.

Problem 2.6 Problem 2.21 Problem 2.23

SICAK SU HAZIRLAYICISI (BOYLER)

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

TAŞINIMLA ISI AKTARIMI DENEYİ

Master Panel NOVA 5TM Çatı

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI LABORATUVARI DOĞAL VE ZORLANMIŞ TAŞINIM DENEY FÖYÜ

ALÜMİNYUM KOMPOZİT PANELLER

T.C RECEP TAYYİP ERDOĞAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI 1 DERSİ TERMAL İLETKENLİK DENEYİ DENEY FÖYÜ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Radyasyon (Işınım) Isı Transferi Deneyi Çalışma Notu

SOLAREKS. Doğal Dolaşımlı Basınçlı Açık Sistem SOLAREKS

KONUTLARDA VE SANAYİDE ISI YALITIMI İLE ENERJİ TASARRUFU - SU YALITIMI EĞİTİMİ VE GAP ÇALIŞTAYI

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 2 Problemler. Problem numaraları kitabın «5 th Edition» ile aynıdır.

ENERJİ DEPOLAMA. Özgür Deniz KOÇ

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ


Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü 12 Ocak 2012 Perşembe, 17:30

KARARLI HAL ISI İLETİMİ. Dr. Hülya ÇAKMAK Gıda Mühendisliği Bölümü

Master Panel 1000 WT Cephe

Duman Tahliye Sistemleri Gün Işığı Aydınlatma Duman Perdeleri Yangın Kapıları Havalandırma

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 3

ÇATI KAPLAMASI. Celal Bayar Üniversitesi Turgutlu Meslek Yüksekokulu İnşaat Bölümü. Öğretim Görevlisi Tekin TEZCAN İnşaat Yüksek Mühendisi

ODAKLAYICI KOLEKTÖRLER

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

R4 Çatı Paneli. Üretim Yeri. İstanbul

Su Debisi ve Boru Çapı Hesabı

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

CSP GLOBAL MARKET OVERVIEW. solarbooster & NEW TRENDS AND TECHNOLOGIES

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI

Elektron ışını ile şekil verme. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

R3 Çatı Paneli. Üretim Yeri İskenderun. Uygulama Alanları

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Master Panel 1000 R5T Çatı

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SU ISITILMASI

N3 Çatı Paneli. Üretim Yeri İstanbul, İskenderun, Balıkesir. Uygulama Alanları

1. AMAÇ Işınımla ısı transferi olayının tanıtılması, Stefan-Boltzman kanunun ve ters kare kanunun gösterilmesi.

AKSİYAL ISITMA APAREYLERİ

Mekanik Tesisatlarda Isıl Genleşmeler ve Uygulamalar

Master Panel 1000 R5M Çatı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Transkript:

Dr. Fatih AY Tel: 0 388 225 22 55 ayfatih@nigde.edu.tr

Düzlemsel Güneş Toplayıcıları Vakumlu Güneş Toplayıcıları Yoğunlaştırıcı Sistemler Düz Toplayıcının Isıl Analizi 2

Yapı olarak havası boşaltılmış cam boru, güneş enerjisini yutan toplayıcı yüzey, ısı transfer akışkanı, bu akışkanın içinde dolaştığıısı borusu ve manifolddan oluşur. 3

Yüksek sıcaklıklarda su elde edilir Az yer kaplar Kolay montaj yapılır Mimari görünüşe uygundur 4

Düzlemsel toplayıcılara göre teknolojisi zordur Yüksek ilk yatırım maliyeti vardır 5

Maliyeti arttıran en önemli etkenler, vakum ve cam tüpleridir. Ayrıca kullanım sırasında toplayıcılarda vakum kaybı olması dolayısıyla yeniden vakumlama ilave bir külfet getirmektedir. 6

Vakum tüplü güneş toplayıcı 7

Vakum Tüplü Güneş Toplayıcılarının Yapısı: Cam Tüp: Optik kayıplar, güneş ışınlarının toplayıcının saydam kısmından geçişisırasında meydana gelir. Bu kayıpların başlıca nedenleri: - Geçirgen yüzeyin, kalınlığı ile orantılı olarak ışınlarınbirkısmını yutması, ya da yansıtmasıdır. Düzlem toplayıcılarda ortalama cam geçirgenliği %85 8

Vakum Tüplü Güneş Toplayıcılarının Yapısı: Cam tüp: Kayıpları minimum seviyede tutacak İncelik (2 mm) Saydamlık <0.0001 torr basınç Pyrex 9

Vakum sayesinde tüpler çevresi boyunca düzgün bir atmosferik basınca tabidirler. Basınç Camların mekanik mukavemeti 10

Taşınımveiletimkayıpları ortadan kalkar. Dış ortama karşı yalıtım mükemmel olduğundan sıcaklık ve rüzgar şartları ne olursa olsun toplayıcınınverimideğişmez. Yapılış özellikleri dolayısıyla kollektör basit taşıyıcı iskelelere kolayca monte edilebilir Rutubete ve ısıya karşı ek bir yalıtım gerektirmez. 11

Yutucu Yüzey: Malzeme olarak bakır, alüminyum, çelik gibi ısıl geçirgenliği yüksek malzemelerden yapılır Absorberin üst yüzeyi genellikle siyah krom seçici yüzey ile kaplanır ve içinden ısı transfer akışkanının geçtiği boru boyunca monte edilir Absorber ile borunun ısı iletimi açısından birbirine tam temas halinde olmasına dikkat edilmelidir 12

Isı Boruları: Absorber plaka üzerine monte edilmiş ve içinde ısı transfer akışkanının dolaştığı ısı borusu, absorber tarafından yutulan güneş enerjisini ısı transfer akışkanına aktaran elemandır. Termal olarak Soğuk su borusu Sıcak su borusu Soğuk su içteki küçük çaplı borudan geçerek aşağı iner ve dıştaki boruda absorberden alınan güneş enerjisi ile ısınarak sıcak su manifolduna yükselir. Bakır, çelik, alüminyumdan yapılır 13

Sıcak ve Soğuk Su Manifold Sistemi: Birbirine paralel iki borudan meydana gelmektedir. Vakumlu toplayıcının üst kısmında sıcak ve soğuk su ısı borularına monte edilir Toplayıcılara soğuk su dağıtımını ve elde edilen sıcak suyun toplanmasını sağlar 14

15

16

Güneş enerjisi uygulamalarında düzlemsel güneş toplayıcılarında düzlemsel güneş toplayıcı sistemlerinin yanı sıra daha yüksek sıcaklıklara ulaşmak için yoğunlaştırıcı toplayıcı sistemleri kullanılmaktadır. Açıklık alanı: Toplayıcılarda güneş enerjisinin düştüğü net alan Alıcı yüzey: Güneş enerjisinin yutularak ısı enerjisine dönüştürüldüğü yüzey 17

Düzlemsel güneş toplayıcılarında açıklık alanı ile alıcı yüzey alanı birbirine eşittir. Yoğunlaştırıcı toplayıcılarda ise güneş enerjisi, alıcı yüzeye gelmeden önce optik olarak yoğunlaştırıldığı için alıcı yüzey, açıklık alanından daha küçük olmaktadır. Yoğunlaştırma Oranı: Açıklık alanının alıcı yüzey alanına oranı. 18

İki boyutlu yoğunlaştırıcılarda (Parabolik oluk) 300 Üç boyutlu yoğunlaştırıcılarda (Çanak oluk) 40.000 19

Parabolik Oluk Toplayıcılar: - Termal sistemlerin en yaygınıdır - Toplayıcılar, kesiti parabolik olan yoğunlaştırıcı dizilerden oluşur 20

Parabolik Oluk Toplayıcılar: - Toplayıcılar genellikle, güneşin doğudan batıya hareketini izleyen tek eksenli bir izleme sistemi üzerine yerleştirilirler - Enerji absorban sıvıda dolaştırılan sıvı ile toplanır - Toplanan ısı elektrik üretimi için enerji santraline gönderilir - Yoğunlaştırma yaptıkları için daha yüksek sıcaklığaulaşabilirler (300-400 C) 21

Parabolik Oluk Toplayıcılar: 22

Parabolik Çanak Toplayıcılar: - Yüzeylerine gelen radyasyonu noktasal odaklarında yoğunlaştırırlar - Yüzeyleri oluk toplayıcılarda olduğu gibi yansıtıcı aynalarla kaplanmıştır - Gelen ışın stirling motoru üzerine yoğunlaştırılır - Stirling motoru ısı enerjisini elektrik jeneratörü için gerekli mekanik enerjiye dönüştürür 23

Parabolik Çanak Toplayıcılar: Stirling motoru çalışma prensibi 24

Parabolik Çanak Toplayıcılar: - Elektrik üretiminin yanında buhar ya da sıcak hava üretimi için de kullanılırlar 25

Merkezi Alıcı Güç Santralleri: - Güneş enerjisi heliostat denen aynalar yardımı ile bir kule üzerine yerleştirilmiş olan alıcıya yansıtılır. - Sıcaklık 1000 C - Heliostatlar güneşi takip ederek güneş enerjisini kule üzerindeki alıcıya yansıtırlar - Alıcıda ısıtılan akışkan buhar jeneratörüne gönderilerek buhar üretilir - Buhar türbinden geçirilerek elektrik enerjisine dönüştürülür 26

Merkezi Alıcı Güç Santralleri: 27

28

Toplayıcıda meydana gelen kayıplar; Toplayıcı üzerine gelen direkt ve yayılı güneş ışınımı şiddeti Çevre sıcaklığı Rüzgar hızı Toplayıcıların konstrüksiyonu ve boruların yerleştiriliş şekli 29

Saydam örtü sayısı ve özellikleri Toplayıcıya giren akışkanın özellikleri (sıcaklık, basınç, özgül ısı, viskozite vb.) Yutucu levhanın özellikleri (ışınım yutmaoranı, geçirme oranı, ısı iletim katsayısı,kalınlık vb.) Yalıtım şekli ve yalıtım malzemesi özellikleri 30

Toplam Isı Transfer Katsayısı Taşınım, ışınım ve iletim kayıplarının gösterimi 31

Toplayıcı için enerji korunumu; : toplayıcı yüzey alanı (J): depolanan ısı (J): faydalı ısı (J): kayıp ısı 32

Düz toplayıcılarda, çevreye olan ısı geçişi, toplayıcıların üst, alt ve yan yüzeylerinden olur. Yutucu yüzey sıcaklığının Tpolduğu kısım ile Ta sıcaklığındaki çevre arasındaki ısı kayıp katsayısı, alttan ve üstten ısı kayıp katsayılarının toplamıdır. : toplayıcı alanı : toplam ısı katsayısı 33

Toplayıcıların altındaki enerji kayıpları ilk olarak alttaki yalıtım malzemesinin içinden alt kısma doğru nakledilir. Daha sonra birleştirilmiş taşınım ve ışınımla da çevreye ısı transferi olur. Alt kısımdaki enerji kayıpları hesabında, genellikle düşük sıcaklıkta ışınımın küçük olmasından dolayı ihmal edilir. Bu şekilde ısıl dirençler; = 34

= : ğ : (W/m C) : ü ç ş (W/m C) : ü (W/m C) 35

36

İyi tasarlanmış bir toplayıcıda kenardan oluşan kayıplar küçük ve ihmal edilebilir kayıplardır. Toplam ısı transfer katsayısının hesabı için verilen eşitlikler iki ya da tek saydam örtü sistemleri için geliştirilebilir. Üst taraf toplam ısı transfer katsayısı hesaplamaları için iterasyon süreci usandırıcı ve zaman alıcı olduğu için aşağıdaki ampirik ifade kullanılır. 37

ü. + 38

f = (1-0.04 +0,0005 )(1+0.091N) C = 365.9(1-0.00883β+0.0001298 ) N = cam örtülerin sayısı Tp = Yutucu yüzeyin sıcaklığı, K Ta = Çevre sıcaklığı, K = Yutucu yüzeyin yayma katsayısı = Camın yayma katsayısı β = Toplayıcı eğim açısı = Stefan-Boltzman sabiti, 5.67x = 5.7+3.8V dış yüzey ısı taşınım katsayısı V = rüzgar hızı 39

Toplayıcı toplam ısı katsayısı; ü 40

İki boru arasındaki yutucu levha, borular üzerinde kanatçık gibidüşünülür. = (W-D) F [ S - - 41

= (W-D) F [ S - - S : yutucu yüzey tarafından yutulan ışınım enerjisi F : kanatçık verimi 42

Borunun iki yanındaki kanatlardan boruya geçen ısı = D [ S - - Birim uzunluk için faydalı enerji, kanatçık ve boru yüzeyinde toplanan enerjidir: = + = [(W-D) F + D] [ S - - 43

Yararlı enerji kazancı boru içindeki dolaşan akışkana transfer edilmelidir. Bu eşitlik aynı zamanda, Tf: Boru içindeki akışkan sıcaklığı Tb: Yüzey sıcaklığı, : Boru içindeki ısı taşınım katsayısı (W/ Di: Boru iç çapı Cb: Birleştirme (kaynak) iletkenliği (W/ : Isı iletim katsayısı (W/ b: genişlik 44

Toplayıcı verimi; Anlık verim Günlük ortalama verim : toplayıcı ısı kazanç faktörü 45

Bu ders ve içeriği oluşturulurken «Güneş Enerjisi» kitabı (Prof.Dr.Abdulvahap YİĞİT ve Yrd. Doç. Dr. İbrahim Atmaca) ders kitabı olarak kullanılmıştır. 46