Güneş bacası yardımıyla laboratuar şartlarında elektrik üretimi: Model çalışma
Power generation in the laboratory conditions by solar chimney: Model study
Yazar: TAYFUN ARSLAN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT AYDINOL
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş sistemi = Solar system ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Bu çalışmada güneş enerjisinden elektrik elde etme yöntemlerinden biri olan güneş bacası sistemleri incelenmiştir. Güneş bacası yönteminde, güneşten gelen ışınlar, siyaha boyalı zemin ile bacanın çevresindeki havayı zeminden başlamak üzere ısıtır. Zemin ve çevresinde ısınan hava, özel borularla toplanarak bacaya yönlendirilir. Bu sıcak havanın dikey doğrultuda sıcaklık farkı nedeniyle oluşturduğu akım baca içerisinde sanki bir rüzgar tüneli işlevi görür. Bu hava akımı, içerisinde düşey eksen üzerinde ve hava akımına dik olarak yerleştirilmiş uygun boyutlarda ve sayıdaki pervaneleri döndürür. Bu pervanelerin her birinin döndürdüğü eksen üzerindeki dinamo sistemi yardımıyla oluşacak elektrik akımından yaralanmak mümkündür. Bu deneysel çalışmada, desteklenen proje kapsamında ve laboratuar şartlarında, güneş bacasından elektrik enerjisi üretim yöntemi ile ilgili kapsamlı bir çalışma gerçekleştirilmiştir: Çalışmada, zeminin yapay güneş oluşturulup ısıtılması ve aynı anda baca çıkış ucunun soğutulmasıyla, bacanın iki ucu arasında azami sıcaklık farkı yaratılarak bacanın içerisinde kontrollü rüzgar oluşturulmuştur. Baca çıkışına doğru konik uçlar kullanılarak havanın pervaneye çarpmadan önceki hızı arttırılmıştır. Sera altı bölgesine serilen siyah hortumlar sayesinde ilave ısıtma ile bacanın daha uzun süreli çalışması sağlanmıştır. Farklı boyutlardaki bacaları kullanarak ve sera alanını arttırarak baca içerisinde oluşan hava akımının hızındaki değişiklikler incelenmiştir. Bacanın farklı yerlerine yerleştirilen generatörlere bağlı pervaneler sayesinde dijital multimetre de ölçülen değerler kayıt altına alınıp sistemin performansını etkileyen parametreler tespit edilmiştir. Deneyimiz literatürdeki uygulamalardan farklı olduğundan ve sistemimizin verimini teorik hesaplamalara dayalı olarak yaptığımızdan verim düşük bulunmuştur. Çalışmamız doğal koşullarda yapılacak prototip için bir ön çalışma niteliğindedir. Diyarbakır' da doğal koşullarda da güneş bacası yöntemiyle sürekli elektrik üretebilecek daha büyük sistemlerin kurulmasının uygunluğu önerilmiştir.

Abstract:
In this study, solar chimney systems which are one of the methods of obtaining electricity from solar energy systems were examined. In the method of solar chimney, the rays from the sun heats the air starting from the ground in the painted black ground and around the chimney. Heated air on the ground and around is directed to the chimney by means of special pipes. This flow of warm air inside the chimney due to the vertical direction serves as a wind tunnel. This air flow rotates the vertical axis perpendicular to the propeller placed in the appropriate sizes and numbers.It is possible to make use of the each of the propellers on an axis system with the help of dynamo electric current injury. In this experimental study, supported by the project and laboratory conditions, a comprehensive study on electrical energy production out of solar chimney method was carried out: In this study, a controlled wind is formed as a result of creating maximum temperature difference between the two ends of the chimney by means of heating the ground by creating artificial solar chimney and at the same time cooling the end of it.The velocity of the air before hitting the propeller was increased by using conic ends through the exits of the chimney.With the help of the black hoses laid over greenhouse area, and with additional heating, the chimney was provided to work longer.The changes in the velocity of the air flow which form in the chimney were examined by means of using the pipes which are in different sizes and by increasing the area of the greenhouse.With the help of the propellers that are attached to the engines placed in different parts of the chimney,the values in the digital multimeter were fettered and the parameters that affect the system?s performance were determined.As our experiment is different from the ones applied in the literature and because we have determined our system?s efficiency according to the theoretical calculations,the efficiency seems to be lower.Our study is a pioneer for the prototype which will be carried out in naturel conditions.It is proposed that in Diyarbakır, larger systems can be established to produce continuous electricity with the help of solar chimney method in naturel conditions.