Soğutmalı treylerde güneş enerjisi destekli soğutmanın teorik olarak incelenmesi
Theoretical investigation of solar energy assisted cooling in refrigerated trailers
Yazar: YUSUF TAHA İSMAİLOĞLU
Danışman: PROF. DR. DENİZ ULUSARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Makine mühendisliği = Mechanical engineering

Özet:
Bu çalışmada frigorifik treylerlerin soğutulması için bir güneş enerjisi destek sistemi önerilmiştir. Önerilen sistemde treylerin üst ve yan yüzeylerine güneş panelleri yerleştirilmiştir. Güneş panelleri tarafından üretilen elektrik, soğutma grubu ünitesine güç sağlar. Böylece soğutucunun kullanacağı yakıttan tasarruf edilebilir ve üretilen enerji depolanabilir. Yakıt tasarrufu hem soğutma maliyetlerini hem de emisyon değerlerini azaltacaktır. Önerilen sistemin çalışma performansını belirlemek için soğutulacak ürün olarak dondurulmuş balık seçilmiştir. Aracın İstanbul şehri içerisinde hareket ettiği varsayılmıştır. Tüm bu kabullerin ardından MATLAB ile sistem parametreleri hesaplanmıştır ve sonuçlar tablolar halinde çalışmada sunulmuştur. Bu çalışma kapsamında öncelikle seçilen ürün ve treyler yerleşim şekline göre soğutma yükü hesaplanmıştır. Ardından treyler yüzeylerine düşen güneş ışınımı, anlık ortalama ve günlük ortalama olarak hesaplanmıştır. Treylerin tavan yüzeyi haricindeki yüzeylerine düşen günlük ortalama ışınımın hesaplanmasında yöntem olarak anlık ortalama ışınım değerlerin toplamı kullanılmıştır. Treyler yüzeylerine yerleştirilen güneş panellerinden elde edilen elektrik enerjisinin soğutma için gerekli enerjiye oranı belirlenerek sağlanan enerji tasarrufu grafikler halinde çalışmada sunulmuştur. Yakıt tasarrufu değerinin belirtilmesi için de aracın önerilen sistem uygulanmadığı durumda tükettiği yakıt miktarı ve önerilen sistemin uygulanması halinde tasarruf edilecek yakıt miktarı değerleri karşılaştırılmıştır. Aynı yöntemle üretilen CO2 emisyonundaki azalmanın belirtilmesi için de sistemin araç üzerinde uygulanmadığı durum ve uygulandığı durum karşılaştırılarak tablolar halinde çalışmada sunulmuştur. Yapılan güneş enerjisi potansiyeli hesaplamaları sonucunda, treylerin boşken soğutulmasında kuzey yarım kürede temmuz ayında gerekli enerjinin %98,5'inin anlık güneş ışınımıyla sağlanabileceği belirlenmiştir. Enerji tasarrufuna bağlı olarak soğutma ünitesinin tüketeceği yakıt ve ortaya çıkan emisyon da %98,5 oranında azaltılabilir. Treylerin ürünle yüklü olması durumunda ise kuzey yarım kürede ve temmuz ayında günlük güneş ışınımıyla ürünün soğutulması için gerekli enerjinin %84,1'inin önerilen sistemle karşılanabileceği belirlenmiştir. Önerilen sistemin kullanılmasıyla soğutmalı ürün taşımacılığı için kullanılan treylerin soğutma ünitesinin tüketeceği yakıt ve ortaya çıkan emisyon da %84,1 oranında azaltılabilir.

Abstract:
In this study, a solar energy assisted cooling system is proposed for cooling refrigerated trailers. In the proposed system, solar panels are placed on the top and side surfaces of the trailer. The electricity generated by the solar panels provides power to the refrigeration unit. Thus, the fuel to be used by the cooler can be saved. Fuel savings will reduce both cooling costs and emission values. Frozen fish is selected as the product to be cooled to determine the performance of the proposed system. It is assumed that the vehicle moves within the city of Istanbul. System parameters are calculated with MATLAB. Firstly, the cooling load depending on the selected product and trailer layout was calculated. Then, instantaneous and daily solar radiation falling on the trailer surfaces were calculated. The ratio of the electrical energy obtained from the solar panels to the energy required for cooling was determined. Afterwards, the fuel consumption of the conventional system was determined. The fuel to be saved with the proposed system were also determined. The reduction in CO2 emissions produced by the same method was also determined and presented in tables. As a result of the solar energy potential calculations, it was determined that 98.5% of the energy required for cooling the trailer when it is empty in July can be provided by instantaneous solar radiation. Due to the energy savings, the fuel consumption and emissions of the cooling unit can be reduced by 98.5%. If the trailer is loaded with the product, 84.1% of the energy required for cooling the product is met by daily solar radiation in July. The fuel to be consumed by the cooling unit of the trailer used for refrigerated product transportation and the resulting emission can be reduced by 84.1%.