Stirling motorlu güneş takip sisteminin tasarımı ve fotovoltaik panel sistemiyle verim yönünden karşılaştırılması

Günümüzde fosil bazlı kaynakların hızla tükenmesi ve fosil yakıtların çevreye vermiş olduğu zararlar, insanoğlunun alternatif enerji kaynaklarına yönelmesine sebep olmuştur. Enerji ihtiyacının devamlı artması nedeniyle gelecekte enerji darboğazlarının yaşanmaması adına yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından en bol olanı ve en kolay bulunanı güneş enerjisi olup, ülkemiz güneş enerjisi açısından yüksek bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada Dünya'da ve Türkiye'de güneş enerji potansiyeli, güneşten elektrik üretme yöntemleri ve literatür bilgilerine değinilerek, geçmişten günümüze güneşten elektrik üretiminin gerek maliyet gerekse verimlilik-performans ilişkisi analiz edilmiş, çeşitli sabit fotovoltaik (FV) panel sistemleri, güneş takip sistemleri ve Stirling Motorlu Güneş Takip Sistemleri (SMGTS) örnek tasarımları incelenmiştir. Öncelikle ANSYS Product 13.5 ve Ideal Adiabatic v.1.x Stirling Engine simülasyon programlarında çalışmalar yapılmış olup displacer uçları arası sıcaklık farkının arttırılması yöntemiyle yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmadan elektriksel verimin arttırılabileceği görülmüştür. Beta tipi bir Stirling motorun tasarım ve imalatı gerçekleştirilerek güneş takip sistemine montajlı Stirling motorun güneş enerjisiyle çalışması incelenmiştir. SMGTS, sabit FV panel sistemi ve Güneş takip sistemli FV panel sistemi elektriksel üretim ve verimlilik açısından karşılaştırılmış olup, elde edilen sonuçlarda sabit FV panel sistemine göre güneş takip sistemli FV panel sisteminin ortalama %25.7 ve SMGTS'nin ise %32 daha verimli olduğu görülmüştür. Sabit ve hareketli FV sistemler ile SMGTS'ler için maliyet analizi yapılarak elektriksel bazda verimi arttıracak önerilerde bulunulmuştur. Sonuç olarak uygulaması gerçekleştirilen Stirling motorlu sistem gibi yoğunlaştırılmış güneş enerji sistemleri kullanılarak sıcaklık ortalaması yüksek olan bölgelerde güneşten elektrik üretim kapasitesinin daha fazla arttırılabileceği tespit edilmiştir.