|
PGKS Tanıtımı
Parabolik (Oluk Tip) Güneş Kollektörü Tasarımı projesinde, elektronik güneş takip sistemine sahip, 430 Paslanmaz Çelik Sac (SS), Eloksallı-Parlak Alüminyum Sac (EA) yansıtıcılı, bakır absorbe borulu ve konveksiyon ısı kaçaklarını minimize etmek için absorbe borunun dışında pyreks borusu bulunan güneş kollektörü imâl edilmiş ve üzerinde deneyler yapılmıştır.
Sistem, 1.68 m2 güneşlenme alanına sahiptir. Sıcak akışkan, yoğunluk farkından doğan hareketle, sistemin üst kısmına monte edilmiş olan 40 litrelik depoya ilerlemekte, deponun alt kısmından soğuk akışkan kollektöre girmektedir. Deneylerde üç farklı iş akışkanı kullanılmıştır (Arıtılmış Su (W), % 50 hacim konsantrasyonlu Antifriz (Etilen Glikol) – Arıtılmış Su karışımı (AFW), % 20 kütle konsantrasyonlu NaCl – Arıtılmış Su (NCW)).
Parabolik kollektörle 2011 Temmuz ayında fasılalı olarak 18 gün deney yapılmıştır. Deneylerde akışkanın sıcaklığını 30oC’den 50oC’ye çıkarma süreleri tespit edilmiştir. Bulunan deneysel verilerle, teorik hesaplamalar karşılaştırılmıştır.
Parabolik kollektörün rüzgâr dayanımı, Konya ilinin ortalama rüzgâr hızı için SolidWorks programında incelenmiş, gerilim, gerinim ve sehim grafikleri çizilmiştir.
1) Yansıtıcı yüzey (430 Paslanmaz Çelik Sac, Eloksallı-Parlak Alüminyum Sac)
2) Pyreks cam boru
3) Absorbe bakır boru
4) Tahrik mekanizması
5) LDR sensör tertibatı
6) İş akışkanı tankı
7) Kontrol paneli
8) Anlık güneş radyasyonu ölçüm ekipmanları
9) Akışkan sıcaklık ölçüm aleti ve termokupl
Sonuç ve Öneriler
Deney sonuçlarında, iş akışkanlarının farklı sürelerde, istenilen sıcaklık seviyesine geldikleri görülmektedir. Farklı kullanımlar için sadece bu veriler ele alınarak iş akışkanı seçimi yapılması doğru olmaz. Çünkü sonuçlardaki değişikliklere, iş akışkanlarının öz ısılarındaki farklılıklar sebep olmaktadır.
Kullanım yerine göre iş akışkanı olarak Arıtılmış Su bazı dezavantajlara sahiptir. Sıcaklık değerlerinin sıfırın altına düştüğü bölgelerde arıtılmış su kullanılamaz. Bu tip bölgelerde Antifriz (Etilen Glikol) – Arıtılmış Su karışımı veya NaCl – Arıtılmış Su karışımı kullanılabilir.
NCW’nin, Arıtılmış Suya göre sahip olduğu düşük donma sıcaklığı tercih nedeni olabilir fakat NCW deneyleri sonucunda PGKS akışkan tankı ve boruları içerisinde NaCl film tabakaları gözlemlenmiştir. Bu ise uzun müddet kullanımlarda ısı transferini olumsuz yönde etkileyecek bir faktördür.
AFW ise üç iş akışkanı arasında termal özellikleri bakımından en fazla tercih edilebilecek olandır. Bununla birlikte Etilen Glikolün birim fiyatı diğerlerine nazaran daha yüksektir. Küçük ölçekli PGKS için bu ilk yatırım bedeli fazla olmamasına rağmen büyük ölçeklilerde daha fazla bir maliyet oluşturacaktır.
SS deneylerinde kullanılan 430 Paslanmaz Çelik Sac tedarik ve birim maliyet açısından avantajlıdır. Yansıtma katsayısı 0,8 civarında olduğu için % 20’lik bir kayba sebep olmaktadır. Netice olarak toplam sistem verimi de ηSS = 0,551 olmaktadır. Bununla birlikte yüzey dayanımı daha yüksektir.
AE deneylerinde kullanılan Eloksallı-Parlak Alüminyum Sac, 430 Paslanmaz Çelik Saca göre daha yüksek bir maliyete sahiptir. Fakat yansıtma katsayısının 0,9 civarında olması sebebiyle toplam sistem verimini ηEA = 0,619 sevilerine çıkartmaktadır. Ne yazık ki yüzey dayanımı 430 Paslanmaz Çelik Sac kadar iyi değildir. Mekanik dış etkenlere karşı hassastır.
İmalatı gerçekleştirilen PGKS benzeri sistemlerin kullanımı hem fosil kaynaklı yakıtlara olan ihtiyacı azaltmakta hem de karbondioksit salınımını düşürerek doğanın korunmasına katkıda bulunmaktadır. Bunlara ek olarak, yenilenebilir ve kullanım birim maliyeti çok daha düşük olan güneş enerjisi ile kırsal bölgelerin kalkındırılmasında daha pratik bir yöntem arz etmektedir. Düzlemsel güneş kollektörlerinde verim %35 – %40 aralığında olurken, PGKS’nde % 50 – % 55 aralığındadır. İlk yatırım maliyeti düzlemsel kollektörlere göre daha fazla olsa da verim artışı, yatırımın geri kazanımını kolaylaştırmaktadır.
Parabolik Güneş Kolektörü Tasarımı, İmalatı, Test Edilmesi ve Kırsal Bölgelerde Isıtma Kullanım Alan Fizibilitesi (PDF)
Konya İli Güneş Açıları (1 Temmuz 2011)
|
