Güneş enerjisi destekli termal fotovoltaik kurutucu tasarımı ve kurutma parametrelerinin incelenmesi
Design of solar energy assi̇sted thermal photovoltaic dryer and investigation of drying parameters
Yazar: COŞKUN YÜKSEL
Danışman: DOÇ. DR. ERDEM ÇİFTÇİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Enerji = Energy

Özet:
Sürdürülebilir bir gelecek için yaşamın kaynağını oluşturan en temel bileşen olan gıdaların uygun şekilde depolanması büyük önem taşımaktadır. Gıdaların farklı mevsim koşullarında tüketilebilmesi ve bozulmadan saklanabilmesi gerekliliği, kurutma sistemlerinin üretimini ve geliştirilmesini motive etmiştir. Bu bağlamda, hem temiz bir enerji kaynağına dayanan hem de uygun maliyetli olan güneş enerjili kurutucular sürdürülebilir bir geleceğe katkı sağlamaktadır. Bu deneysel çalışma, V oluklu çift geçişli bir güneş enerjili kurutucunun üretimine ve termal depolama ünitesi de dahil olmak üzere farklı modifikasyonlarla performansının iyileştirilmesine odaklanmaktadır. Bu amaçla ilk olarak, V oluklu ve çift geçişli bir PVT üretilmiş (MODEL_1) ve daha sonra bu fotovoltaik panele parafin bazlı bir termal depolama ünitesi (MODEL_2) entegre edilmiştir. Her iki deneysel sistem de aynı çevresel koşullar altında eş zamanlı olarak analiz edilmiştir. Kurutma ürünü olarak altın elma dilimleri tercih edilmiş ve hava akışı 70×70 mm'lik fanlar aracılığıyla sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlarda, güneş kolektörünün ısıl verimi MODEL_1 için %40,94 ile %77,18 arasında değişirken, MODEL_2 için bu değerler %55,11 ile %78,47 arasında dalgalanmıştır. Kurutma odasının toplam ekserji verimleri ise MODEL_1 ve MODEL_2 için sırasıyla %65,69 ve %66,23 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca termal enerji depolama ünitesi içeren PVT güneş enerjili kurutucuda kurutma işleminin daha erken tamamlandığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
For a sustainable future, proper food storage, the most basic component that forms the source of life, is of great importance. The need for foods to be consumed under different seasonal conditions and stored without spoiling has motivated the production and development of drying systems. In this context, solar dryers, based on a clean energy resource and cost-effective, contribute to a sustainable future. This experimental work focuses on fabricating a V-grooved double-pass solar dryer and improving its performance with different modifications, including a thermal storage unit. For this purpose, a V-grooved and double-pass PVT was produced (MODEL_1), and then a paraffin-based thermal storage unit (MODEL_2) was integrated into this photovoltaic panel. Both experimental systems were analyzed simultaneously under the same environmental conditions. Golden apple slices were preferred as the drying product, and airflow was provided through 70×70 mm fans. In the results obtained, while the thermal efficiency of the solar collector varied between 40.94% and 77.18% for MODEL_1, these values fluctuated between 55.11% and 78.47% for MODEL_2. The total exergy efficiencies of the drying chamber were calculated as 65.69% and 66.23% for MODEL_1 and MODEL_2, respectively. Additionally, it was observed that the drying process was completed earlier in the PVT solar dryer containing a thermal energy storage unit.