Farklı hava kanalı tasarımlarına sahip güneş-hava kollektörlerinin performansının deneysel incelenmesi

Abstract

Günümüzde, tükenebilir fosil kökenli enerji kaynaklarına alternatif olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması oldukça yaygın bir çalışma alanıdır. Güneş enerjisi ise bu alternatif kaynakların başında gelmektedir. Güneş enerjisinin ısı ve ışınım enerjisinden yaralanmak amacıyla aktif ve pasif güneş enerji sistemleri kullanılmaktadır. Yapılan bu deneysel çalışmada, pasif güneş enerjili bir sistem olan güneş-hava kollektörlerinin performansları incelenmiştir. Güneş-hava kollektörleri yutucu bir yüzey vasıtasıyla depolayıp muhafaza ettiği enerjiyi havaya aktararak amaçlanan ısıtma işini gerçekleştirmekte kullanılan sistemlerdir. Bu çalışmada ise bahsedilen hava kaynaklı güneş kollektörlerinin performansları, değişen hava yutucu plaka tasarımlarına göre deneysel olarak incelenmiştir. Deney için; trapez, dikdörtgen ve düz yutucu plaka geometrilerine sahip olan üç adet birbirinden farklı kollektör kullanılmıştır. Kollektörler eş zamanlı olarak aynı ortam koşullarında çalıştırılmıştır. Deney süresince dış hava sıcaklığı, havanın kollektöre giriş ve çıkış sıcaklıkları, yutucu yüzeyin sıcaklığı ve havanın kollektör içerisindeki ve çıkışındaki hızları ölçülmüştür. Deneylerde çevre sıcaklığının, ışınım şiddetinin, yutucu plaka geometrisinin, kollektör içerisindeki hava hızının kollektör verimini etkileyen faktörler olduğu anlaşılmıştır. Deneylerde elde edilen veriler sonucunda dış hava sıcaklığının, ışınım şiddetinin, kollektör içerisindeki hava hızının ve yutucu plaka yüzey alanının artması ile kollektör verimlerinin arttığı gözlemlenmiştir.

Nowadays, renewable energy is an important field of study which represents a clean alternative to non-renewable energy sources. Solar power is one of the most-widely used renewable power source. Passive or active solar energy systems are used to benefit from solar radiation energy. In this study, performance of solar air collectorswhich are passive solar energy systems were investigated experimentally. Solar air heaters are energy systems that capture sun's heat with the help of an absorber plate and heat the air through conduction. Three collectors which have flat plate, rectangle and trapezoidal geometric air channel were used for experiments. Collectors were operated for heating two identical places simultaneously. During the experiments, ambient temperature, collector inlet and exit temperatures, absorber plate surface temperatures and air velocity in the channel were measured. The effect of solar air collector structures to solar air collector efficiency was determined according to the obtained data during experiments.