Parabolik oluk tipi güneş kollektörlerin teorik olarak incelenmesi

Abstract

Ülkelerin çoğu enerji ihtiyaçlarını birincil kaynaklar olarak adlandırılan petrol, kömür, doğal gaz gibi fosil kaynakları kullanarak elde ederler. Bu kaynakların kullanılması sonucu oluşan emisyonlar çevre kirliliğinin yanı sıra küresel ısınmaya neden olmaktadır. Bu kaynaklar rezervlerinin sınırlı olmasından dolayı ömürleri bitecektir. 1971 yılındaki ilk petrol krizinden sonra ülkeler çıkarları doğrultusunda enerji de dışa bağımlı olmak istememişlerdir ve bu doğrultuda enerji ihtiyaçları için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmişlerdir. Emisyonu olmaması, kolay bulunabilmesi ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına göre maliyetinin daha ucuz olmasından dolayı güneş enerjisi üzerinde yoğunlaşmışlardır. Teknolojik gelişmelerin her geçen gün artmasıyla güneş enerjisinden elektrik üretilmesi konusunda çalışmalar üzerinden durulmuş ve özellikle güneş enerjisinden yüksek sıcaklıklarda buhar elde ederek elektrik üretimi yaygınlaşmaya başlamıştır. Buhar ve buhar türbinleri kullanarak elektrik üretimi için yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır. Orta ve yüksek sıcaklık uygulamaları için yoğunlaştırıcılı güneş sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemlerin başında da parabolik oluk tipi güneş kollektörleri gelmektedir. Sistem güneş ışınlarını yansıtıcı yüzey sayesinde parabolik oluk tipi güneş kollektörünün odak noktasında yer alan alıcı boruya yansıtarak yoğunlaştırma yapmaktadır. Bu çalışmada da parabolik yoğunlaştırıcılar teorik olarak ele alınmıştır. Sistem içinde yer alan yansıtıcı kısım, emici boru, cam örtü ve güneş takip mekanizması detaylı bir şekilde incelenmiştir. Teorik olarak bir parabolik yoğunlaştırıcı tasarlanmıştır. Tasarlanan yoğunlaştırıcının Denizli ili için 2009-2010 yıllar güneş verilerine göre testi gerçekleştirilmiştir. Test sonuçlarında sistemin buhar türbinine kadar olan verimi %67 bulunmuş, sisteme gerekli buhar türbini kapasitesinin 300-500 kW arasında olacağı belirtilmiştir.

Most of the countries obtain their energy need by utilizing fossil resources such as petroleum, coal, natural gas which are called primary resources. Emissions caused by these resources lead to not only environmental pollution but also global warming. Due to limited reservers these resources will be exhousted. After the first petroleum crisis in 1971, for the national interests, countries did not wanted to be foreign-dependent and thus they headed towards renewable energies. They concentrated on solar energy due to being easy to find, not to cause emission and low-cost then other renewable energies. With the progression on technologiacal development, studies focused on the electric generation from solar energy and especially generating energy from solar energy by producing steam at high temperatures started to become widespread. To generate electric by using steam and steam turbine, high temperatures are needed. For the high and intermediate temperatre applications condensating solar systems are being used. The primary system of these is parabolic trough type solar collectors. Due to the solar rays reflecting surfaces, by reflecting to the reciever tube at the focal point of the parabolic trough type solar collector it makes condensation. In this study parabolic condensator is dealed with theoretically. Reflecting part, absorber tube,glass covering and solar tracing mechanism within the system are investigated in detail. A parabolic condensator is designed theoretically. Designed condensator is tested in Denizli acoording to the solar datas of 2009-2010 .According to the results the yield of the system until the steam turbine is found to be 67% , the needed stem turbine capacity determined to be 300-500 kW.