Küçük ölçekli bir güneş bacası sisteminin hesaplamalı akışkanlar dinamığı yöntemiyle incelenmesi

Dünya nufusunun artması ve teknolojik gelişmeler sebebiyle enerjiye olan ihtiyaç çok fazla artımıştır. Çevre kirliliği önlemek ve azaltmak için de yenilebilir enerjilere olan ilgi artmıştır. Yenilebilir enerji kaynakları arasında yer alan güneş enerjisine yönelim de son yıllarda önemli ölçüde artış göstermiştir. Bu çalışmada, Konya Teknik Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü'nde var olan güneş bacası sisteminin üzerinde araştırma yapılmıştır. Güneş bacasında Konya iline ait 2024 yılı aylık ortalama meteorolojik veriler kullanılarak kollektör içindeki hava akış hızı ile oluşan sıcaklık farkı incelenmiş; bu doğrultuda hem kollektör verimi hem de güneş bacası sistem verimi analizi yapılmıştır. Söz konusu yıllık ve uzun dönem veriler temel alınarak teorik analizler, hesaplamalar ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) simülasyonları kullanılarak modellemeler yapılmıştır. 2024 mayıs ayı meteoroloji aylık ortalama verileri ile kollektör giriş hızı 0,53 m/s iken kollektör verimi %68,3 ve sistem verimi de %1,85 olarak en yüksek değerler olarak elde edilmiştir. Analiz sonuçları ile simülasyon çıktıları karşılaştırılmış, elde edilen bulguların doğruluğu ve tutarlılığı değerlendirilmiştir. Ayrıca baca girişinde hava akış hızları 1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s ve 5 m/s olacak şekilde teorik analizler yapılmış; bu sonuçlar HAD (Fluent) analizleri ile karşılaştırılmış ve elde edilen sonuçların birbirine yakın oldukları görülmüştür. Sonuç olarak, teorik analizler ile HAD simülasyonları arasında belli bir uyum olduğu görülmüştür. Bu sonuçlar HAD tabanlı analiz tekniklerinin akışkan mekaniği ve meteorolojik veriler için güvenilir bir yöntem olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar da literatür verilenleri ile uyumludur. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, Güneş bacası, Meteoroloji, Kollektör, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) fluent, Hava durumu.