Panel Güneş Kollektörlerinde Farklı Emici Yüzey Geometrilerinin Kullanımının Isıl Karakteristiklere olan Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi

Year 2021, Volume: 13 Issue: 2, 321 - 328, 18.06.2021

Raşit Çelik , Ömer Resuloğulları , Ali Erişen

https://doi.org/10.29137/umagd.845331

Abstract

Günümüzde enerjiye olan ihtiyaç sürekli olarak artmaktadır. Enerjinin sürekliliği büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi her geçen gün artmaktadır. Özellikle güneş enerjisinin önemi son dönemde ciddi bir artış göstermektedir. Bu çalışmada güneş enerjisinden maksimum seviyede faydalanmak için kollektör verimini arttıracak emici yüzey geometrileri tasarlanmıştır. Belirlenen geometrilerin yüzey alanına düşen güneş enerjisi miktarları tespit edilerek HAD (ANSYS) programında analizi yapılmıştır. 1kg/s, 0,1 kg/s, 0,01 kg/s giriş debileri için; her bir debide 290 K, 300 K, 310 K, 320 K giriş sıcaklığı kullanılarak analizler tamamlanmıştır. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde; akışkanın giriş sıcaklığı değiştirildiğinde çıkış sıcaklığının lineer olarak artış gösterdiği görülmüştür. Ayrıca geometrilere baktığımızda açılı yüzeydeki akışkan çıkış sıcaklığının, dik yüzeyli geometriye göre daha fazla olduğu görülmüştür. Kolektör geometrilerinde açılı yüzey kullanımının güneş enerjisi absorbe miktarını arttıracağı sonucu çıkarılmıştır.

Keywords

kollektörler,, optik analiz,, HAD analizi,, çıkış sıcaklığı

Numerical Analysis Of The Effect Of The Use Of Different Absorbent Surface Geometries On Thermal Characteristics in Panel Solar Collectors

Abstract

Today, the need for energy is constantly increasing. The continuity of energy is of great importance. Therefore, the importance of renewable energy sources is increasing day by day. Especially the importance of solar energy has increased significantly recently. In this study, absorbent surface geometries are designed to increase collector efficiency in order to benefit from solar energy at maximum level. The amount of solar energy falling on the surface area of the determined geometries was determined and analyzed in the HAD (ANSYS) program. For 1kg / s, 0.1 kg / s, 0.01 kg / s inlet flow rates; Analyzes have been completed using 290 K, 300 K, 310 K, 320 K inlet temperature at each flow rate. When the results obtained are examined; It has been observed that when the inlet temperature of the fluid is changed, the outlet temperature increases linearly. In addition, when we look at the geometries, it is seen that the fluid outlet temperature on the angled surface is higher than the geometry with a vertical surface. It was concluded that the use of angled surfaces in collector geometries will increase the amount of solar energy absorption.

Keywords

collectors,, optical analysis,, CFD analysis,, outlet temperature,

References

• Abuşka M., ve Akgül M., B. (2014). “Güneş Enerjili Hava Kollektöründe Selektif Boya Kullanımının Isıl Verime Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi” M. ABUSKA et al./ ISITES2014 Karabuk – TURKEY sf. 1595 – 1602
• Abuşka M. vd.(2015). “Konik Yüzey Geometrili Güneş Enerjili Hava kollektörünün Dikey Uygulamasında Isıl Verim Analizi” ULUBTK’15 20. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 02-05 Eylül, Balıkesir.
• Atıcı M. (2006). “Değişik Yüzey Geometrilerine Sahip Güneş Kollektörlerinde Isı Transferi ve Basınç Kayıplarının Deneysel Olarak Hesaplanması” Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı.
• Balotak H. K., Said M.H. (2017).“Dikdörtgen kanallarla Çift Amaçlı Güneş Kollektörünün Deneysel Olarak incelemesi” Journal of Thermal Engineering, Vol. 3, No. 1, pp. 1052-1059, January, ManuscriptReceived 21 January 2016, Accepted 01 July 2016, Yildiz Technical University Press, Istanbul, Turkey.
• Medina, D. M., e tal. (2016). Finite element analysis of a solar collector plate using two plate geometries. Ingeniería e Investigación, 36(3), 95-101. DOI: 10.15446/ing.investig.v36n3.56071
• T. (2010) “Düzlemsel ve Bükülmüş Kollektörlerinin Deneysel İncelemesi” Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitim Anabilim Dalı.
• Özkaya M. G. vd.(2007). “Düzlemsel Güneş Kollektörlerinde Farklı Profillerdeki Emici Plakaların Deneysel İncelenmesi” POLİTEKNİK DERGİSİ, CİLT 10, SAYI 2
• Özdemir M. B. vd.(2017). “Farklı Soğurucu Yüzey Tiplerine Sahip Düzlemsel Kolektörlerin Deneysel Analizi” Politeknik Dergisi, 20 (2) : 441-449