Parabolik yoğunlaştıran toplayıcı-yansıtıcı yüzeyin matematiksel modellenmesi

Günümüzde pek çok alanda ihtiyaç duyulan enerjinin üretimi, tüketimi ve buna bağlı olarak değeri de giderek artmaktadır. Enerjinin üretim ve tüketimi, kalkınma ve gelişmişlik düzeylerini göstermesi bakımından da önemlidir. Dünyada halen enerji üretimi, büyük ölçüde fosil yakıt kaynaklı olması nedeniyle bu tür enerjiyi üretirken de, tüketirken de doğada önemli çevre tahribatına ve buna bağlı olarak iklim değişikliklerine sebep olduğu bilinmektedir. Bu nedenle küresel boyutta kirlilik yaratan klasik enerji üretim yöntemleri ve geleneksel üretim teknolojileri yerine; doğayı kirletmeyen, sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılabileceği yeni teknolojiler geliştirmek tüm insanlık için zorunlu hale gelmiştir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynakları önem kazanmıştır. Bu tür enerji kaynaklarından bazıları rüzgâr tribünleri ve güneş enerjisidir. Ancak güneş enerjisi tükenmez bir enerji kaynağıdır. Çevre sorunu yaratmayan, kullanımı kolay ve potansiyeli yüksek olması nedeniyle güneş enerjisi kullanımı yaygınlaşabilecek durumdadır. Türkiye’nin dünya üzerindeki konumu, güneşlenme süresi bakımından güneş enerjisi potansiyeli yüksektir. Ancak ne yazık ki bu kaynaktan yeterince yararlanılmamaktadır. Güneş enerjisinden yararlanabilmek için güneş kolektörlerine ihtiyaç vardır. Güneş enerjisinden gelen enerjiyi toplayan kolektörler, düzlemsel ve parabolik olmak üzere iki tiptir. Parabolik kolektörler de, parabolik çanak veya parabolik oluk biçiminde olabilir. Kolektörün parabolik çanak ya da parabolik oluk biçiminde olması halinde kolektörün kesit eğrisi parabol eğrisidir. Bu çalışmada söz konusu parabol eğrisinin denklemi, dik koordinat sisteminde bilinmeyen bir eğri üzerine düşen güneş ışığının fiziksel özellikleri ve sistemin geometrisi kullanılarak elde edilen doğrusal olmayan bir diferansiyel denklemin çözümü yapılarak analitik olarak elde edilmiştir.