Parabolik güneş kollektörleri tasarımında havanın farklı akış şartlarında enerji verimliliği üzerine etkileri ve optimizasyonu

Yoğunlaştırılmış güneş enerji sistemlerinden biri olan parabolik oluklu kollektörler, güneş radyasyonu ve geometrisinden yararlanılarak oluşturulan ve önemli bir teknik yaklaşım olarak sunulan termal enerji toplama formudur. Güneş ışınlarının parabol şeklindeki yansıtıcı yüzeyden yansıtılması, absorber boru yapısından odaklanma ve emilimi, absorber boru içindeki akışkandan ise termal aktarımı sağlanmaktadır. Akışkanlardan bu amaç için elde edilecek potansiyel sıcaklığa göre termal aktarım seviyesi belirlenmekte, kaynaksal ve fonksiyonel özelliklere göre ise farklı alternatif seçenekler sunulmaktadır. Bu çalışmada doğadan doğrudan mevcut veya filtrelenerek elde edilmiş gaz akışkanlardan havanın bu yönde kullanım etkileri incelenmiştir. Bir parabolik oluklu güneş yoğunlaştırıcı sistemi tasarlanarak imalatı sağlanmış ve uygulamalı olarak Ordu ili için test edilmiştir. Ordu ili Haziran 2020 dönemi güneş ışınımı verilerine göre sistemin optik verimi %71, deney düzeneğindeki ölçümlerde ise havanın ısıtılması ile elde edilen ısıl verim %23-32 bulunmuştur. Bunun yanı sıra akışkan seçimindeki çeşitlilik ve havanın farklı akış rejimlerindeki ısıl performansının optik tasarım yapısıyla uyumu da önem arz etmektedir. Böylece doğadaki havanın termoekonomik analizler ve rasyonel enerji stratejileri ile parabolik oluklu güneş yoğunlaştırıcı sistemlerde yaygın olarak kullanımı sağlanabilecektir. Türkiye'nin subtropikal iklim kuşağında yer alması, güneş radyasyon değerleri ve güneşlenme süresi özellikleri bakımından avantajlarının olması bu çalışma ile enerji arzının ve talebinin karşılanmasını hızlandırması beklenmektedir.