Bir mikro güneş bacası için türbin tasarımı, imalatı ve deneylerinin yapılması

ile elektrik üretiminde kullanılan yeni sistemlerden birisi de güneş bacalarıdır. Güneş bacaları; kollektör, baca ve türbin olmak üzere üç ana elemandan oluşur. Güneş ışınımı etkisi ile ısınan ve yükselen hava, bacanın da vakum etkisi ile baca girişine yerleştirilen bir türbini döndürerek elektrik enerjisi üretilir. Bu çalışmada 10 m baca yüksekliğinde, 6,4 m kollektör çapına sahip eğimli bir güneş bacası sistemi deney seti olarak kullanılmıştır. Güneş bacası sistemi üzerinde montajı yapılan sensörler ile 10 saniye aralıklarla kollektör giriş ve çıkış hava sıcaklığı, dış ortam sıcaklık, baca giriş ve çıkışı hava akış hızı, dış ortam rüzgar hızı, baca içerisindeki basınç farkı, türbin devir sayısı ve güneş ışınımı değeri verileri alınarak değerlendirmeler yapılmıştır. Türbin kanatları 3 farklı kanat profilinden imal edilmiştir. 5 kanata sahip olan güneş bacası türbini için alüminyum döküm yöntemi kullanılarak toplamda 15 adet kanat imalatı yapılmıştır. Baca çapı ölçüsüne göre imal edilen türbin baca girişine montajlanmıştır. NACA0015, NACA2415, NACA4415 profil tipinde imalatı yapılan kanatlar 3 farklı hatve açısında test edilmiştir. Çalışma sonucunda güneş ışınımı ve kollektör çıkış sıcaklığının baca girişi hava akış hızı üzerinde doğrudan etkisinin olduğu gözlemlenmiştir. Bu profil tiplerinde kamburluk oranı arttıkça ve hatve açısı azaldıkça türbin devir sayısında artış olduğu tespit edilmiştir. NACA4415 profilinin 40° hatve açısında en verimli model olduğu sonucuna ulaşılmıştır.