Güneş takip sistemi ve stirling motor kullanarak elektrik üretimi

Abstract

Enerji; içinde yaşadığımız evrenin en önemli unsurlarından birisidir. Yapılan herhangi bir işte mutlaka enerji ile ilgili bir kavramla karşılaşılmaktadır. Günümüzde enerji üretimi ve kullanımı amacıyla farklı alanlarda değişik metotlar kullanılmaktadır. Birincil enerji kaynağı olan `Güneş` dünyanın en temel enerji kaynağıdır. Güneş bir taraftan dünyanın aydınlanmasını ve ısınmasını sağlarken diğer taraftan canlıların yaşamasını ve ikincil enerji kaynaklarının ortaya çıkmasını sağlar. Kaynağını güneşten alan enerji üretim sistemleri de doğa dostu özellikleriyle enerji üretimi alanında ön plana çıkmıştır. Güneş enerjisi üzerine yapılan Ar-Ge çalışmalarının her geçen gün arttığı görülmektedir. Bu çalışmaların, enerji üretiminin artmasına ve işletim maliyetlerinin azalmasına olanak sağladığı görülmektedir.Yapılan bu tez çalışmasının amacı yenilenebilir ve bitmeyen enerji kaynağı olan güneş enerjisinden optimum düzeyde faydalanmaktır. Ayrıca; güneş enerjisi orta sıcaklık uygulamalarında kullanılan, teknolojik olarak hızla gelişen ve yoğunlaştırıcı kolektör tiplerinden biri olan `Güneş Takip Sistemi ve Stirling Motor Kullanarak Elektrik Üretimi` sistemini incelemek, tasarımını yapmak, kolektör üretiminde kullanılan malzemelerin özelliklerini araştırmak ve temin etmek. Bunun yanında deney düzeneği kurmak, kolektör performansını incelemek ve bilgisayar ortamında simülasyonunu gerçekleştirmektir.Gerçekleştirilen bu çalışmada, `Güneş Çanak-Stirling Sistemi`nin tasarımı ve geliştirilmesi sırasında karşılaşılan sorunlar ve bunlara getirilen çözümler ele alınmıştır. Tasarım için popüler bir 3D CAD programı olan Solidworks kullanılmıştır. Yapilan tasarım çalışmalarında; konum, güneş yükseklik açısı, ortam sıcaklığı, rüzgâr hızı ve hava yoğunluğu (yükseklik) vb. performansı etkileyen özellikler hesaplanarak bu parametreleri optimize edilmiştir. Uygulamada kullanılan çanak sisteminin yüzeyi alüminyum tabaka ile kaplanmıştır. Deney çalışmalarında 500 Watt, 12 V DC jeneratör ve 800 Watt Gamma tipi Stirling motoru kullanılmıştır. Sistemin verimi % 24 – %36 arasında gerçekleşmiştir.

Energy; It is one of the most important elements of the universe we live in. There is absolutely a concept of energy in any work that is done. Today, different methods are used in various fields for energy production and use. The primary energy source, the `Sun`, is the world's most basic energy source. On the one hand, the sun provides the enlightenment and warming of the world, while on the other the living beings live and secondary energy sources emerge. The energy production systems that take its source from the sun have come to the forefront in the field of energy production with its nature friendly features. It is observed that R & D work on solar energy is increasing day by day. These studies seem to allow for increased energy production and reduced operating costs.The aim of this thesis is to make optimum use of solar energy, which is the renewable and endless source of energy. Also; To study and design the system of `Solar Tracking System and Electricity Production Using Stirling Motor` which is one of the technologically fast developing and condensing collector types used in solar energy medium temperature applications and to investigate and provide the properties of the materials used in collector production. In addition, item installation, examining the collector performance and simulation in computer environment are done.In this work, the problems encountered during the design and development of the `Solar Dish-Stirling System` and the solutions brought to them are discussed. Solidworks, a popular 3D CAD program for design, has been used. In the design studies; position, sun altitude, ambient temperature, wind speed and air density (altitude), etc. these parameters are optimized by calculating the properties that affect performance. The surface of the bowl system used in practice is covered with aluminum layer. Experimental studies use 500 Watt, 12 V DC generator and 800 Watt Gamma type Stirling motor. The yield of the system is between 24% and 36%.