Güneş Takip Sistemi ile Çanak-Stirling Sistemi Tasarımı ve Testleri

Year 2018, Volume: 4 Issue: 1, 1 - 8, 29.04.2018

Ömer Faruk Farsakoğlu Adil Alahmad

Abstract

Enerji,
hayatımızda kullandığımız evrenin önemli unsurlarından birisidir. Yaptığımız
herhangi bir işte mutlaka enerji kavramı ile karşılaşırız. Enerjiyi hem üretip
hem de tüketiriz ve bunun için hem fiziksel hem de kimyasal reaksiyonlar
gerçekleşir. Hayatımızın en küçük noktasından itibaren sürekli enerji üretmeye
ve bu enerjiyi en verimli şekilde kullanmaya çalışırız. Dünyamızda da enerji
üretimi ve enerjiyi kullanmak adına çok çeşitli alanlarda çok farklı metotlar
kullanılıyor. Birincil enerji kaynağı olan “Güneş” dünyanın temel enerji
kaynağıdır. Güneş dünyayı aydınlatmayı, ısıtmayı, canlıların yaşamasını ve
ikincil enerji kaynaklarının ortaya çıkmasını sağlar. Günümüzde enerji
ihtiyacının büyük kısmını fosil kaynaklar karşılanmaktadır. Teknolojinin Yenilenebilir
enerji kaynaklarının kullanılması yavaş gelişimile den fosil yakıtlar ön plana
çıkarmıştır. Ancak fosil kaynakların çevreyi kirletmesi, enerji üreten
tesislerin işletilmesinin pahalı olması ve kaynakların sınırlı olması daha
farklı enerji üretim yollarına başvurmayı zorunlu kılmıştır. Bunlardan birisi
de güneş enerjisi sistemleridir. Güneş enerjisi sistemleri doğa dostu
özellikleriyle enerji üretiminde ön plana çıkmıştır. Gün geçtikçe güneş
enerjisi Ar-Ge çalışmalarına artan ilgi, üretimde artmaya ve işletim
maliyetlerinde azalmaya olanak sağlamıştır. Yapılan tez çalışmasında amaç
yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinden faydalanmaktır. Bu
çalışmanın hedefi, güneş enerjisi orta sıcaklık uygulamalarında kullanılan,
teknolojisi hızla gelişen ve yoğunlaştırıcı kolektör tiplerinden biri olan “güneş
takip sistemi ile kontrol edilen stirling motorlu jeneratör” sistemini
incelemek, tasarımını yapmak, kolektör üretiminde kullanılan malzemelerin
özelliklerini araştırmak ve temin etmek, deney düzeneği kurmak, kolektör
performansını incelemek ve bilgisayar ortamında simülasyonunu
gerçekleştirmektir. Son olarak çıkan deney, teorik ve simülasyon sonuçları
karşılaştırılarak sistemin doğruluğu hakkında bilgiler elde etmektir.

Keywords

Güneş enerjisi, Güneş Takip Sistemi, Sıcak Hava Motorlar, Kolektör

Design and Testing of Solar Dish-Stirling System with Solar Tracking System

Abstract

This article
provides a review on design and testing solar dish-Stirling system. In this
type of systems, Stirling engine is depending on sun radiation as source of
heat to providing the input energy. This project presents design calculations
of different components of solar dish-Stirling system like received terminal
energy from sun, solar collector dimensions, Stirling engine parameters,
generator selection and calculations for solar tracking system. This paper
addresses issues we are seeing during design and development of solar Stirling
engine with generator to be sufficient acceptable for experimental and small
wattage applications. This makes the energy usable in homes as a supplemental
source of power or as an independent power source. The 3D model of
system is prepared in solid work program to enable us starting the
manufacturing and calculations. 3D model is showing the different components of
solar Stirling system like the parabolic collector, receiver, Stirling engine,
generator, and double axes Mechanism for solar tracking system. The design is
implemented to include location and depends on properties that affect the
performance based on the sun elevation angle, ambient temperature, the wind
speed, and density of air (altitude). The solar collector is fabricated by
using communication satellite fitted with polished sheets of Aluminum as a
reflection material. Overall efficiency of designed solar Stirling system is
between (17 – 20) percentages.

Keywords

Solar Energy, Solar Tracking System, Hot Air Motors

References

• [1] M. Abbas, B. Boumeddane, N. Said, and A. Chikouche, ‘‘Dish Stirling technology: A 100 MW solar power plant using hydrogen for Algeria,’’ Int. J. Hydrogen Energy, vol. 36, no. 7, pp. 4305–4314, 2011.
• [2] M. H. Ahmadi, H. Hosseinzade, H. Sayyaadi, A. H. Mohammadi, and F. Kimiaghalam, ‘‘Application of the multi-objective optimization method for designing a powered Stirling heat engine: Design with maximized power, thermal efficiency and minimized pressure loss,’’ Renewable Energy, vol. 60, pp. 313–322, Dec. 2013.
• [3] E. Gholamalizadeh and S. H. Mansouri, ‘‘A comprehensive approach to design and improve a solar chimney power plant: A special case—Kerman project,’’ Applied Energy, vol. 102, pp. 975–982, Feb. 2013.
• [4] E. Gholamalizadeh and J. D. Chung, ‘‘Design of the Collector of a Solar Dish-Stirling System: A Case Study,’’ IEEE Access, vol. 5, 2017, October 2, 2017.
• [5] T.C. MINISTRY OF FORESTRY AND WATER WORK General Directorate of Meteorology https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/sicaklik-analizi.aspx
• [6] S. Petrescu, M. Costea, C. Harman, and T. Florea, ‘‘Application of the direct method to irreversible Stirling cycles with finite speed,’’ Int. J. Energy Res., vol. 26, no. 7, pp. 589–609, 2002
• [7] Jean-Pierre Van Dormael, ‘‘sothermic calculation of a Stirling engine: alpha, beta or gamma,’’ Moteur Stirling, 2002.
• [8] W. B. Stine, and R. W. Harrigan, Solar Energy Fundamentals and Design: With Computer Applications. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 1985.