Güneş enerjisi ile çalışan, stirling motorlu elektrik enerjisi üretim sistemi
Solar stirling engine for electricity production
Yazar: TOLGA PIRASACI
Danışman: PROF.DR. MECİT SİVRİOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş toplayıcıları = Solar collectors ; Stirling motoru = Stirling engine ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ÇALIŞAN, STIRLING MOTORLU ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİM SİSTEMİ (Yüksek Lisans Tezi) Tolga PIRASACI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2001 ÖZET Güneş enerjisi temiz ve yenilenebilir bir kaynaktır. Güneş enerjisinin, elektrik enerjisi üretiminde kullanılabilmesi için çeşitli sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemlerden bir tanesi Stirling motorlu elektrik enerjisi üretim sistemidir. Bu sistemlerde güneş radyasyonunu toplayarak alıcı üzerinde odaklamak için çanak şeklindeki parabolik yansıtıcılardan yararlanılır. Güneş takip sistemi, yansıtıcıyı iki eksenli olarak döndürerek güneşi takip eder. Alıcı, üzerine gelen güneş radyasyonunu emerek iş akışkanım ısıtır. İş akışkanının sahip olduğu iç enerjiyi mekanik eneriye dönüştürmek için Stirling motorları kullanılır. Elde edilen mekanik enerji bir alternatör kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürülür. Stirling motorlu sistemler güneş enerjisi sistemleri içerisinde en yüksek verime (~% 29) sahip olan sistemlerdir. Bu sistemler, en yüksek verime sahip olmalarının yanısıra basit konstriksiyon, montaj ve tek başlarına çalışabilme özellikleri nedeniyle çok geniş alanda kullanılabilmektedir. Ancak bu sistemlerin boyutları kullanım alanlarım sınırlamaktadır. Bu çalışmanın amacı Türkiye koşullarına uygun olan ve yapılarda kullanılabilecek güneş enerjisi ile çalışan, Stirling motorlu elektrik enerjisi üretim sistemi tasarım ve optimizasyonudur.11 Bu çalışma sonucunda Türkiye şartlarında kullanılabilecek güneş enerjisi ile çalışan Stirling motorlu bir elektrik enerjisi üretim sistemi için tasarım zamanı çalışma şartlan belirlenerek boyutlandırılması yapılmış ve performans değerleri elde edilmiştir. Tasarlanan bu sistemde ısıl-mekanik enerji dönüşüm aracı olarak üç pistonlu Stirling motoru kullanılmıştır. Bu motora enerji sağlamak amacıyla tasarlanan güneş kollektörü ise bina çatılarına yerleştirilebilecek bir yapıya sahiptir. Bilim Kodu: 625.04.01 Anahtar Kelimeler yenilenebilir enerji, güneş enerjisi, güneş kollektörü, Stirling motoru, çanak/stirling sistemleri Sayfa Adedi 145 Tez Yöneticisi Prof. Dr. Mecit SİVRİOĞLU

Abstract:
Ill SOLAR STIRLING ENGINE for ELECTRICITY PRODUCTION (M. Sc. Thesis) Tolga PIRASACI GAZI UNIVERSITY INSTITUTE of SCIENCE and TECHNOLOGY December 2001 ABSTRACT Solar energy is a clean and renewable energy source. Various systems were developed to produce electricity from solar energy. One of these systems is Solar Dish/Stirling system. Dish/Stirling systems utilize point focusing concentrating solar collectors that track the sun in two axes. The receiver absorbs energy reflected by the concentrator and transfers it to the engine's working fluid. The Stirling engine is used to convert heat to mechanical power. An alternator is used as a mechanical-to-electrical conversion device. Of all solar technologies, Dish/Stirling systems have demonstrated the highest solar-to-electric conversion efficiency (-29%). Also these systems are characterized by modularity and autonomous operation that allows them to be used in larger application areas. However, the large dimensions of Dish/Stirling systems limit their usages. The objective of this study is to design and optimize a Solar Stirling Engine system, which is appropriate to the conditions of Turkey and suitable to supply electricity for domestic purposes. In this study the operating conditions of a Solar Stirling Engine system were determined and the performance values of the system were obtained. In thisIV system, a three-piston Stirling engine was used as heat to mechanical conversion device. The collector used to supply heat to the Stirling engine was designed so that it can be placed on the roof of buildings. Science Code: 625.04.01 Key Words renewable energy, solar energy, solar collector, Stirling engine, dish/stniing systems Number of Page 145 Adviser Prof. Dr. Mecit SÎVRİO?LU