Silindirik oluk tipindeki güneş yoğunlaştırıcısının deneysel ve teorik incelenmesi

ÖZET Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, silindirik yansıtıcı, yutucu, sıcak su ve kızgın buhar. Denizli-Kızıîdere Jeotermal tesislerinde kurulan düz ve sabit yutuculu, güneş izleyicili deneysel sette silindirik ayna vasıtasıyla buhar üretilmektedir. Aynalar 4.2 m genişliğinde 13 m uzunluğunda toplam 54 m2 alana sahip olup iki eksen üzerine monte edilmiştir. Üzerine topladığı güneş ışmlannı yoğunlaştıran bu aynalardan, odak mesafesi 12 m olan yutucuya güneş ışınımı gönderilmektedir. Toplayıcının yoğunlaştırma oranı 20 dir. Yutucunun genişliği 0.20 m ve boyu 14 m olup 2.8 m2 alana sahiptir. Deney seti güneye doğru yerleştirilmiş olup, doğu-batı yönünde güneşi takip etmektedir. Bölgenin enlemiyle (37°) aynı eğimde yerleştirildiğinden polar sistemlidir. Elektrik üretmek amacıyla kurulan bu deney setinde dolaştırılan akışkan; Jeotermal Tesisleri türbinlerinde kullanılan buharın yoğuşturulmasıyla elde edilen sudur. Korozyon özelliği az olduğundan bu su kullanılmaktadır. Silindirik aynalardan yansıyan güneş ışınımlarının yutucuda odaklanmasıyla suyun - çalıştırma şekline göre- sıcak su veya kızgın buhar haline dönüştürülmesi sağlanmaktadır. Güneş ışınımına göre buhar miktarı değiştiğinden elde edilebilecek buhara göre suyun sisteme pompalaması bir debi düzenleyicisi tarafından otomatik olarak yapılmaktadır. Elde edilen kızgın buhar bir ısı değiştiricisinde ısısı alındıktan sonra tekrar sisteme verilmektedir. Değişik tarihlerde sıcak su ve buhar üretimi yapılmıştır. Deneyde ortam sıcaklığı, rüzgar hızı, ortam nemi, yutucuya giriş ve çıkış sıcaklıkları, güneş ışınım miktarı ve buhar debisi ölçümleri alınmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda değişik basmçîardaki buhar ile sabit debilerde sıcak suyun ısıl güç ve ısıl verimleri bulunmuştur. Eğik ve hareketli bir yüzey üzerine gelip yutucuya yansıyan direkt ışınım, yutucudaki ısıl kayıpları ile sistemin teorik ısıl güç ve ısıl verimleri hesaplayan bir program geliştirilmiştir. Isıl güç ve ısıl verim analizleri için değişik tarihlerdeki deneylere ait grafikler hazırlanmıştır. Deneysel sonuçlarla bulunan değerlerin, teorik hesaplamalarda bulunan değerlerden çok düşük olmadığı görülmüştür. Yapılan deneysel çalışmada sistemin maksimum %40 ısıl verime sahip olduğu anlaşılmıştır. Gelen ışınım şiddetine göre ısıl güç değiştiğinden, sabah ve akşam saatlerinde minimum 6 kW, öğle saatlerinde ise maksimum 1 5 kW elde edilmiştir. Sıcak su ve buhar deneylerinin ısıl verimleri için yapılan karşılaştırmada ise buhar ile yapılan deneylerin daha yüksek çıktığı görülmüştür. Direkt buhar üretebilen bu sistemin performansının iyileştirilmesi ve sistemin bir tarla halinde kurulmasıyla elektrik üretilebileceği sonucuna varılmıştır. xiv