Theoretical modeling and designing a line-focused horizontal-receiver-solar thermal power plant

Abstract

Adı-Soyadı: Osman Can YAZICIOkul: zmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: Enerji Mühendisli iProgramı: Enerji Mühendisli i (Yüksek Lisans)Tez Ba lı ı: Çizgisel Odaklayıcılı Yatay Alıcılı Termal Güne EnerjisiSantralinin Teorik Modellenmesi ve DizaynıÖZETBu çalı mada ?çizgisel odaklayıcılı termal güne enerjisi santralinin? mekanikolarak çalı ması için gerekli olan astronomik formüller incelenmi tir. Bahsi geçensantral ?Do rusal Fresnel Yansıtıcıları? kullanılarak dizayn edilmi tir. Dönmeeksenleri kuzey-güney do rultusunda bulunan çok sayıdaki düzlemsel yansıtıcının tekeksenli oryantasyonu ile güne ı ınlarının gün içinde sürekli olarak bir toplayıcıdaodaklanmasını sa layacak formüller geli tirilmi tir. Böylece yansıtıcıdan gelen güneı ınlarının toplayıcı üzerindeki kesin pozisyonunu belirlemek de mümkün olmu tur.Santralin yatay veya e imli düzlemde olması durumları ayrı ayrı incelenmi tir.Formüllerin çıkarılmasında ?Dönü Denklemleri? nden yararlanılmı tır.Odaklamanın sürekli olması için, de i en güne pozisyonuna göre,yansıtıcıların dönü açılarındaki de i im miktarının e olması gerekti i gösterilmi tir.Bu duruma göre, bir kez kalibre edilen sistemin tek bir motor ile bütün bir yılboyunca kontrol edilebilece i görülmü tür.Çalı ma kapsamında, geli tirilen formüllerden yararlanarak bir maketprojelendirilmi tir. Maketin ölçülendirilmesinde, fresnel tasarımı esasına göre taklitedilecek parabol seçilmi ve daha sonra, yansıtıcı adedi, geni likleri, dönme eksenleriarası uzaklıkları belirlenmi tir. Belirlenen yapısal ölçüler üretime imkan verecekekilde tekrar düzenlenmi tir.Çok sayıda düzlemsel yansıtıcı ve bir adet receiver den olu an sistemdetoplanabilecek ekstraterresterial güne radyasyonunu hesaplamak için bir yöntemönerilmi tir. Önerilen yöntem projelendirilen maket için uygulanmı tır.

Name: Osman Can YAZICISchool: zmir Institute of TechnologyDepartment: Energy EngineeringMajor: Energy Engineering (Master)Title of Thesis: Theoretical Modeling and Designing a Line-Focused Horizontal-Receiver- Solar Thermal Power PlantABSTRACTIn this study astronomical formulas that are necessary for the mechanicalstructure of a line focused horizontal receiver-solar thermal power plant areexamined. The subjected Power Plant is designed with ?Linear Fresnel Reflectors?.The astronomic formulas are developed to focus the sunrays on a receivercontinuously with the single axis orientation of multiple planar reflectors. Rotationaxis of the planar reflectors are placed North / South direction. By means of thisstudy it is possible to determine the exact position of the sunrays on the receiver thatis reflected from the planar reflectors. Both conditions for the horizontal and inclinedplacement of the power plant are studied separately. Rotation angles are used byevaluating the formulas.Considering changing sun position, it is shown that changes in the rotationangle for all of the planar reflectors are equal for continuous focusing. By means ofthis once the system is adjusted it can be controlled with a single motor for entireyear.With the help of the equations evaluated during the study a small model isprojected. For scaling the model the parabola is chosen from the Fresnel designprinciple. Then the reflector amount, reflector widths and distance between theirrotation axes have been determined. Finally the measurement of the model isredesigned to make it possible for the production.A method is advised for calculating the extraterrestrial solar radiation amountabsorbed on the system. And this method is executed for the projected model.