Rüzgar ve güneş enerjisi destekli kurutma sisteminin geliştirilmesi
Development of wind and solar energy assisted drying unit
Yazar: NUR YAVAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HALİL ATALAY
Yozgat Bozok Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Kurutma teknikleri = Drying technique ; Rüzgar enerjisi = Wind energy

Özet:
Rüzgâr enerjisi kullanımı hızla artan yenilenebilir enerji kaynağı olup günümüzde en çok elektrik enerjisi üretiminde kullanılır. Kurutma ise öncelikle gıda ürünlerinin raf ömrünü uzatmak için kullanılır. Bu çalışma kapsamında rüzgâr ve güneş enerjisi gibi iki farklı yenilenebilir enerji kaynağından elde edilen enerjinin kurutma işlemi için kullanılması sağlanmıştır.  Çalışmayı literatürdeki çalışmalardan ayıran en temel fark ise rüzgâr enerjisinin ilk defa kurutma işlemi için kullanılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda güneş enerjisi destekli küçük kapasiteli bir kurutma ünitesi geliştirilmiştir. Rüzgâr enerjisi ise bir bataryaya elektrik enerjisi şeklinde depolanarak kurutma sisteminde elektrik enerjisinin tüketimine neden olan fanın çalıştırılması için kullanılmıştır. Ayrıca, sistemin rüzgâr ve güneş açısından verimli her alanda çalışmasını sağlamak amacıyla küçük ölçekli olması planlanmıştır.  Öncelikli olarak kurutma işlemi için gereken elektrik enerjisinin üretilmesi amacıyla enerji tüketimine uygun olarak rüzgâr türbini seçilmiştir. Aynı zamanda rüzgâr enerjisinin elektrik enerjisi olarak depolandığı batarya kapasitesi de tespit edilmiştir. Bir sonraki adımda ise 1-2 kg ürün kurutma kapasitesine sahip kurutma ünitesinin dizaynı yapılmıştır. Kurutma ünitesinin dış kısmı paslanmaz çelik levha bükülerek yapılmıştır. Ara katmanda izolasyon malzemesi kullanılmıştır. İç kısımda ise paslanmaz çelik sac ile izolasyon malzemesi kaplanmıştır. Güneş kolektörü malzemesi olarak en alt katmandan en üst katmana doğru sırasıyla paslanmaz çelik sac, izolasyon malzemesi, siyah boya ile boyanmış alüminyum levha ve cam kullanılmıştır.  Böylelikle kurutma işlemi için gereken enerjinin önemli bir kısmı yenilebilir enerji kaynakları kullanılarak elde edilmiştir. Dolayısıyla gerçekleştirilen bu çalışma ile meyve ve sebze kurutma alanında yüksek enerji verimliliğine sahip bir sistemin literatüre ve kurutma endüstrisine kazandırılması söz konusu olmuştur.

Abstract:
Wind energy is a rapidly increasing renewable energy source and is mostly used in electricity generation today. Drying is primarily used to extend the shelf life of food products. Within the scope of this study, it is aimed to use the energy obtained from two different renewable energy sources such as wind and solar energy for the drying process. The main difference that distinguishes the study from the studies in the literature is that wind energy is used for the first time for the drying process. For this purpose, a small scale drying unit supported by solar energy has been developed. Wind energy, on the other hand, is stored in a battery as electrical energy and used to operate the fan, which causes electrical energy consumption in the drying system. In addition, it is planned to be small-scale in order to enable the system to work in every wind and solar efficient area. First of all, a wind turbine was selected in accordance with the energy consumption in order to generate the electrical energy required for the drying process. At the same time, the battery capacity where wind energy is stored as electrical energy has also been determined. In the next step, a drying unit with a product drying capacity of 1-2 kg was designed. The outer part of the drying unit was performed by bending the stainless steel plate. Insulation material was used in the intermediate layer. On the inside, the insulation material was covered with stainless steel sheet. As the solar collector material, from the bottom layer to the top layer, stainless steel sheet, insulation material, aluminum plate painted with black paint, and glass were used, respectively. Thus, a significant part of the energy required for the drying process was obtained by using renewable energy sources. Therefore, with this study, a system with high energy efficiency in the field of fruit and vegetable drying has been brought to the literature and drying industry.