Güneş enerjili, ısı kontrollü ve faz değiştiren elemanlı biyogaz tesisinin tasarımı
The design of biogas plant with solar energy, heat controlling and phase change material
Yazar: ABDULLAH AKBULUT
Danışman: Y.DOÇ.DR. CELAL SARSILMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyogaz = Biogas ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Reaktörler = Reactors

Özet:
Günümüzde, yenilenebilir enerji kaynaklarının uygulanabilirliğinin geliştirilmesi üzerine çok yönlü çalışmalar yapılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi gelmektedir. Güneş enerjisinin biyogaz üretiminde kullanılabilirliği son zamanlarda büyük önem kazanmıştır. Bizim çalışmamızda güneş enerjisiyle çalışan bir biyogaz reaktörü geliştirilmiştir. Reaktör, iç içe geçmiş üç kapalı silindir gibi düşünülmüştür ve dış yüzeyi cam yünü ile yalıtılmıştır. Bu silindirlerden en içteki, gaz elde etmek için hayvan küspesinin konulduğu şartlandırma odasıdır. Orta bölümdeki silindir; fermantasyon sıcaklığı için sıcak suyun geçtiği alandır. Sıcak su; 4 m" yüzey alanına sahip, zorlanmış konveksiyonla çalışan, kapalı devre güneş kollektöründen sağlanmaktadır. En dıştaki silindir ise; güneş ışınlarının olmadığı saatlerde, şartlandırma odasına ısı aktaracak, ısının depolandığı bölümdür. Isı depolamak için faz değiştiren materyal (FDM) kullanılmıştır. Faz değiştiren materyal olarak kalsiyum klorür hegzahidrat, yüksek özgül ısısı nedeniyle tercih edilmiştir. Ayrıca sistem, şartlandırma odasında 32 °C (fermantasyon) sıcaklık sağlamak için sıcak suyun hacimsel debisini ayarlayan bir kontrol ünitesiyle desteklenmiştir. Deneyler sonucunda, uygun fermantasyon sıcaklığıyla ve faz değiştiren elemanın desteğiyle biyogaz üretim süresinin önemli ölçüde kısaldığı görülmüştür.Anahtar kelimeler: Biyogaz, Faz değiştiren eleman, Güneş enerjisi

Abstract:
Recently, three are many studies about renevable energy sources. Solar energy is the most important renewable energy sources. Bioenergy is commonly recognized as an important renewable energy. The utility of solar energy in biogas production is an important phenomeno. In this study, biogas reaktör which was aided solar energy was improved. Reaktör was projected like three cylindirical jacket inner to inner and the outer surface was insulated with glass-wool the inner cylindirical jacket in which was put the organic materials for obtain the biogas is conditional room. The middle cylindirical jacket is the area which pass the hot water. Hot water is obtained from a solar collector which has an area of 4 m2 and closed loop works with forced convection. When the solar radiation isn't effective, the required heat for supplying the fermantation tempareture maintained at 32 °C was obtained from the outer cylindirical jacket where the heat was stored by phase change material. As a phase change material CaCb was prefered because of the high specific heat. To obtain 32 °C in the conditional room, a control unit which is PID was used for requtate the hot water's volumetric flow rate. As a result of the experiments, biogas production time has been watch over to become shorter by suitable fermantation temperature and phase change material.Keywords: Biogas, phase change material, solar energy