Isı depolayıcı malzemeler ile bütünleştirilmiş PVT sistemlerin modellemesi, tasarım ve işletim parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında Uşak Üniversitesi Mühendislik fakültesinde kurulan ısı depolayan / faz değiştiren malzeme destekli fotovoltaik termal bir sistem SolidWorks programı ile çizilmiş, analizlerini yapmak üzere ANSYS FLUENT programına aktarılmıştır. Deney düzeneğinden alınan sonuçlar ile bilgisayar ortamından alınan sonuçların karşılaştırması yapılıp, determinasyon katsayısı elde edilmiştir. Doğruluğu kanıtlanan model üzerinden bütün değerler sabit tutulup debi, IDM / FDM kalınlığı, boru çapı ve kanal malzemesi parametreleri farklı analizlerde değiştirilerek sonuca etkileri gözlemlenmiştir. Yapılan analizler ile simülasyon ortamında birçok parametrenin sonuçlarını bulmak ve en verimli sisteme ulaşmak hedeflenmiştir. Zeolit kullanılan ısı depolayan malzeme destekli PVT, parafin kullanılan faz değiştiren malzeme destekli PVT sistemler ve konvansiyonel PVT için analizler yapılmıştır. Analizler sonucunda düşük debilerin akışkanın uzun temas süresinden kaynaklı olarak yüksek hızlardaki fazla molekül hareketi ile oluşabilecek ısı transferinden daha verimli olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Isı iletkenliği yüksek yutucu plaka ve kanal malzemesi kullanmanın ve çap olarak 8 mm dış çap ve 7 mm iç çapa sahip kanal kullanımının verimli olduğu sonucuna varılmıştır. Malzeme kalınlığı için ise 34 mm hem zeolit hem parafin için en yüksek verimi vermiştir.

In this thesis, an autovoltaic thermal system combined with heat storage / phase changing material established in Uşak University Engineering Faculty was drawn with SolidWorks program and transferred to ANSYS FLUENT program for analysis. The results obtained from the experimental setup were compared with the results obtained from the computer and the determination coefficient was obtained. On the proven model, all values were kept constant and flow, HSM / PCM thickness, pipe diameter and channel material parameters were changed in different analyzes and their effects were observed. With the analysis, it was aimed to find the results of many parameters in the simulation environment and to reach the most efficient system. Analyzes were made for PVT systems with heat storage material using zeolite, PVT systems with phase changing materials using paraffin and conventional PVT. As a result of the analysis, it is concluded that low flow rates are more efficient than heat transfer which may occur with high molecular motion at high speeds due to the long contact time of the fluid. It has been concluded that the use of absorbing plates and duct materials with high thermal conductivity and the use of ducts with 8 mm outer diameter and 7 mm inner diameter in diameter are efficient. For material thickness, 34 mm gave the highest yield for both zeolite and paraffin.