GÜNEŞ ENERJİSİ TOPLAYICILARINDA EĞİM VE YÖNLENDİRMENİN YARARLANABİLİRLİĞE ETKİSİ

Öz

Bu çalışmada, İzmir ilinde yatay yüzey üzerine gelen, günlük toplam ve yayılı güneş ışınım değerleri ölçülerek,güneş enerjisi toplayıcılarının optimum eğim açısı, zamana bağlı olarak 0o ile 61o arasında hesaplanmıştır. Kışaylarında optimum eğim açısının 55,7o, ilkbahar ve sonbahar aylarında 18,3o-43o, yaz aylarında ise 4,3o olduğuortaya konmuştur. Bütün yıl boyunca sabit optimum eğim açısı değeri ise 30,3o olarak elde edilmiştir. Ölçülen budeğerler, optimum eğim açısı hesaplama yöntemleriyle karşılaştırılmış ve 2,87o ile 5,9o arasında değişensapmalar gözlenmiştir. 3o’nin üzerinde gözlenen sapmaların elde edildiği eşitliklerin uygun olmadığı sonucunaulaşılmıştır. Bütün aylar için, optimum eğim açısına ayarlanmış güneş enerjisi toplayıcılarının optimum yüzeyazimut açısı () değeri 0o bulunmuştur. Güneş ışınımından en fazla faydalanmak için, Nisan ayında, eğim açısı(β60°) seçilen toplayıcılarda (=± 60°), Mayıs ve Ağustos aylarında eğim açısı (β40°) seçilen toplayıcılarda(= ±75°), Haziran ve Temmuz aylarında eğim açısı (β30°) seçilen toplayıcılarda (= ±90°), Eylül ayında iseeğim açısı (β70°) seçilen toplayıcılarda (= ±45°) olması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Güneş enerjisi toplayıcısı, optimum eğim açısı, yüzey azimut açısı, açıklık endeksi, güneş ışınımı

Kaynakça

1. EİE., “Türkiye’nin Güneş Enerjisi Potansiyeli”,
2. http://www.eie.gov.tr., 2007.
3. Ulgen, K., “Optimum tilt angle for solar
4. collectors”, Energy Source Part A, Cilt 28,
5. -1180, 2006.
6. Enerji ve Doğal Kaynaklar Bakanlığı,
7. http://www.energy.gov.tr., 2007.
8. İnan, D., “Time to initiate new steps for

9. conversions of solar energy”, Standard, 36-39,
10. -
11. Heywood, H., “Operational experience with
12. solar water heating”, J. Inst Heat Vent
13. Energy, Cilt 39, 63-69, 1971.
14. Lund, P.J., Solar Thermal Engineering, New
15. York, Wiley, 1980.
16. Garg, H.P., “Treative on Solar Energy,
17. Volume 1: Fundamentals of Solar Energy”.
18. New York, Wiley, 1982.
19. Duffie, J.A., Beckman, W.A., Solar
20. Engineering of Thermal Processes, New
21. York, Wiley, 1991.
22. Kern, J., Harris, L., “On the optimum tilt of a
23. solar collector”, Solar Energy, Cilt 17, No 2,
24. -102, 1975.
25. Iqbal, M., “Optimum collector slope for
26. residential heating in adverse climates” Solar
27. Energy, Cilt 22, No 1, 77-79, 1979.
28. Chiou, J.P., El-Naggar, M.M., “Optimum slope
29. for solar insolation on flat surface tilted toward
30. the equator in heating season”, Solar Energy,
31. Cilt 36, No 5, 471-478, 1986.
32. Elsayed, M.M., “Optimum orientation of
33. absorber plates”, Solar Energy, Cilt 42, 89-
34. , 1989.
35. Tiris, M., Tiris, C., “Optimum collector slope
36. and model evaluation: case study for Gebze,
37. Turkey”, Energy Conversation and
38. Management, Cilt 39, No 3, 167-172,1998.
39. Tiris, M., Tiris, C., “Effect of collector
40. orientation on solar energy availability”,
41. Energy Conversation and Management, Cilt
42. , No 8, 843-852, 1998.
43. Bari, S., “Optimum slope angle and orientation
44. of solar collectors for different periods of
45. possible utilization”, Energy Conversation
46. and Management, Cilt 41, 855-860, 2000.
47. Bari, S., “Optimum orientation of domestic
48. solar water heaters for the low latitude
49. countries”, Energy Conversation and
50. Management, Cilt 42, 1205-1214, 2001.
51. Yakup, M.A., Malik, A.Q.,“Optimum tilt angle
52. and orientation for solar collector in Brunei
53. Darussalam”,Renewable Energy, Cilt 24, No
54. , 223-234, 2001.
55. Lewis, G., “Optimum tilt of solar collectors”,
56. Solar and Wind Technology, Cilt 4, No 3,
57. -410, 1987.
58. Gueymard, C., “An isotropic solar irradiance
59. model for tilted surfaces and its comparison
60. with selected engineering algorithms”, Solar
61. Energy, Cilt 38, 367-86, 1987.
62. El-Kassaby, M.M., “Monthly and daily
63. optimum tilt model, experimental and empirical
64. correlations”, Solar and Wind Technology,
65. Cilt 5, No 6, 589–596, 1988.
66. Nijegorodov, N., Devan, K.R.S., Jain, P.K.,
67. “Atmospheric transmittance models and an
68. analytical method to predict the optimum slope
69. on an absorber plate, variously orientated at
70. any latitude”, Renewable Energy, Cilt 4, No 5,
71. -543, 1994.
72. Al-Dabbas, M.A., “An experimental,
73. mathematical model & computer program
74. developed for isotropic and anisotropic
75. modeling of tilt and azimuth angles of solar
76. radiation in Amman, Jordan”, Australian
77. Journal of Basic and Applied Sciences, Cilt
78. , No 4, 1186-1203, 2008.
79. Muschavek, J., Spirkl, W., Timinger, A., Benz,
80. N., Dörfler, M., Gut, M., Köse, E., “Optimized
81. reflectors for non-tracking solar collectors with
82. tubular absorbers”, Solar Energy, Cilt 68, No
83. , 151-159, 2000.
84. Hartley, L.E., Martinez-Lozano, J.A., Utrillas,
85. M.P., Tena, F., Pedrós, R., “The optimization
86. of the angle of inclination of a solar collector to
87. maximize the incident solar radiation”,
88. Renewable Energy, Cilt 17, 291-309, 1999.
89. Shariah, A., Al-Akhras, M.A., Al-Omari, I.A.,
90. “Optimizing the tilt angle of solar collectors”,
91. Renewable Energy, Cilt 26, 587-598, 2002.
92. Chow, T.T., Chan, A.S., “Numerical study of
93. desirable solar collector orientations for coastal
94. region of South China”, Applied Energy, Cilt
95. , 249-260, 2004.
96. Hussein, H.M.S., Ahmad, G.E., El-Ghetany,
97. H.H., “Performance evaluation of photovoltaic
98. modules at different tilt angles and
99. orientations”, Energy Conversation and
100. Management, Cilt 45, 2441-2452, 2004.
101. Kacira, M., Simsek, M., Babur, Y., Demirkol,
102. S., “Determining optimum tilt angles and
103. orientations of photovoltaic panels in Sanliurfa,
104. Turkey”, Renewable Energy, Cilt 29, 1265–
105. , 2004.
106. Elminir, H.K., Ghitas, A.E., El-Hussainy, F.,
107. Hamid, R., Beheary, M.M., Abdel-M, K.M.,
108. “Optimum solar flat-plate collector slope: case
109. study for Helwan, Egypt”, Energy
110. Conversation and Management, Cilt 47, 624–
111. , 2006.
112. Shu, N., Kameda, N., Kishida, Y., Sonoda, H.,
113. ,“Experimental and theoretical study on the
114. optimal tilt angle of photovoltaic panels”,
115. Journal of Asian Architecture and Building
116. Engineering, Cilt 5, 399-405, 2006.
117. Li, D.H.W., Lam, T.N.T., “Determining the
118. optimum tilt angle and orientation for solar
119. energy collection based on measured solar
120. radiance data”, International Journal of
121. Photoenergy, Cilt 85, 402-9, 2007.
122. Gunerhan, H., Hepbasli A.,“Determination of
123. the optimum tilt angle of solar collectors for
124. building applications”, Building and
125. Environment, Cilt 42,779–83, 2007.
126. Mondol, J.D., Yohanis, Y.G., Norton, B., “The
127. impact of array inclination and orientation on
128. the performance of a grid-connected
129. photovoltaic system”, Renewable Energy, Cilt
130. , 118-140, 2007.
131. Ertekin, C., Evrendilek, F., Kulcu,
132. R.,“Modeling spatio-temporal dynamics of
133. optimum tilt angles for solar collectors in
134. Turkey”, Sensors, Cilt 8, 2913-2931, 2008.
135. Chang, T.P., “The Sun’s apparent position and
136. the optimal tilt angle of a solar collector in the
137. northern hemisphere”, Solar Energy, Cilt 83,
138. -1284, 2009.
139. Chang, T.P., “Performance evaluation for solar
140. collectors in Taiwan”, Energy, Cilt 34, 32-40,
141. -
142. Skeiker, K.,”Optimum tilt angle and orientation
143. for solar collectors in Syria”, Energy
144. Conversation and Management, Cilt 50,
145. -2448, 2009.
146. Mehleri, E.D., Zervas, P.I., Sarimveis, H.,
147. Palivos, J.A., Markatos, N.C. “Determination
148. of the optimal tilt angle and orientation for
149. solar photovoltaic arrays”, Renewable Energy,
150. Cilt 35, 2468-2475, 2010.
151. Benghanem, M., “Optimization of tilt angle for
152. solar panel, Case study for Madinah, Saudi
153. Arabia”, Applied Energy, Cilt 88, 1427-1433,
154. -
155. Talebizadeh, P., Mehrabian, M.A.,
156. Abdolzadeh, M., “Prediction of optimum slope
157. and surface azimuth angles using the generic
158. algorithm”, Energy and Buildings, Cilt 43, No
159. , 2998-3005, 2011.
160. O. Turgut, “Yatay jaluzili, aktif güneş ısıtıcılı,
161. hava-tutuculu pencerenin ısıl performansının
162. deneysel olarak incelenmesi”, Journal of the
163. Faculty of Engineering and Architecture of
164. Gazi University, Cilt 17, No 4, 71-82, 2002.
165. Liu, B.H., Jordan, R.C., “The interrelationship,
166. characteristics, and distribution of direct,
167. diffuse and total solar radiation”, Solar
168. Energy, Cilt 4, 1-10, 1960.
169. Bulut, H., “Bina enerji analizi ve güneş enerji
170. sistemleri için eğimli yüzeylere gelen toplam
171. güneş ışınım değerlerinin hesaplanması”,
172. Teskon 2009 IX.Ulusal Tesisat Mühendisliği
173. Kongresi Bildiriler Kitabı, 435-448, Izmir,
174. -
175. Firatoglu, Z., Yesilata B., “ New approaches on
176. the optimization of directly coupled PV
177. pumping systems, Solar Energy, Cilt 77, 81-
178. , 2004.