Yoğunlaştırıcılı güneş kolektörüne tümleşik termoelektrik jeneratör ile elektrik enerjisi üretimi
Electrical power production via thermoelectric generator integrated to concentrating solar collector
Yazar: OSMAN KAHVECİ
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN YAPICI
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada güneş ışınlarından elde edilen ısı enerjisi, termoelektrik jeneratörler yardımı ile elektrik enerjisine dönüştürülmüştür. Yarım kabul açısı 45˚ olan bileşik parabolik yoğunlaştırıcılı güneş kolektörü ile toplanan güneş ışınları, 5cm çaplı vakumlu silindirik alıcı üzerine düşürülmüştür. Silindirik alıcı içerisinde ki akışkanın doğal sirkülasyonla dolaşımı sağlanmış ve yalıtımlı depoda depolanmıştır. Depo üzerine iki adet 127 adet p-n ekleminden oluşan termoelektrik jeneratör yerleştirilmiştir. Termoelektrik jeneratörün bir yüzeyi sıcak akışkana temas ederken diğer yüzeyi dış ortamla temas halinde olmuştur. Isı transferinin artırılması için alüminyum soğutucular kullanılmıştır. Termoelektrik jeneratörün yüzeyleri arasında oluşan sıcaklık farkından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilmiştir.
Farklı günlerde ve saatlerde gerçekleştirilmiş olan ölçümler veri kaydedici cihazlar ve bilgisayar yardımı ile kayıt altına alınmıştır. Akışkan sıcaklığının en yüksek değeri 82.9 ˚C olarak gözlenmiştir. Deneysel sistemin geneli kapsaması açısından az bulutlu ve açık bir günün verileri ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. 
Literatürdeki çalışmalardan farklı olarak, sıcak akışkanın yalıtımlı depoda depolanmasıyla gece boyunca da elektrik üretiminin devam etmesi sağlanmıştır.  24 saat boyunca ölçümler alınarak kaydedilmiştir. Gündüz saatlerindeki sistemin elektriksel verimi ortalama %1.82 değerinde iken üretimin ışınımın olmadığı gece saatlerinde de devam etmesiyle ortalama %2.42 değerine ulaşmıştır.

Abstract:
In this work, thermal energy obtained from solar energy has been converted into electric power by means of thermoelectric generators. Solar beams collected with compound parabolic solar collectors with half-acceptance angle of 45 C° have been sent into a cylindrical vacuumed receiver with a diameter of 5 cm. Natural circulation of the fluid in the cylindrical receiver has been achieved and the fluid has been stored in the insulated collecting tank. Two thermoelectric power generators consisting of 127 p-n junction have been mounted on the tank. While one surface of thermoelectric power generator is in contact with the hot fluid, the other surface is in contact with external environment. Use has been made of aluminum coolers to increase heat transfer. Electrical power has been obtained by utilizing the difference of temperature between the surfaces of the thermoelectric power generator.
Measurements taken at different times of different days have been recorded by means of datalogger devices and computers. The maximum temperature of the fluid has been observed to be 82.9 C°. The data regarding the efficiency of the system obtained on sunny and slightly cloudy days have been analyzed in detail so that its efficiency can be generalized.
Unlike the studies in the literature sustenance of electricity generation throughout the night has been achieved through storing the hot fluid in the insulated tank. Measurement have been taken and recorded throughout 24 hours. While the electrical efficiency of the system in daylight hours is 1.82 % on average, it has reached 2.42% on average with the sustenance of generation at night hours, when there is no sun light.