Farklı tasarımlara sahip hava akışkanlı güneş kolektörlerinin deneysel analizi /
Yazar: ABDULLAH ER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM YILMAZ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ AYLA DURMUŞ
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yenilenebilir Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde enerji elde etmek için çok farklı çalışmalar yapılmaktadır. Yapılan bu çalışmalar genelde yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde olmaktadır. Çünkü yenilenebilir enerji kaynakları hem çevreye zarar vermez hem de sürekli enerji kaynağıdır. Yenilenebilir enerji kaynakları: Rüzgâr enerjisi, Jeotermal enerji, Güneş Enerjisi vb. şeklinde sıralanabilir. Bu kaynaklardan elde edilen enerjinin doğa üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur. Bundan dolayı petrol türevli yakıtların atmosfere vermiş olduğu tahribat yenilenebilir enerji sayesinde önlenmiş olacaktır. Bu çalışmada içyapısı farklı şekilde tasarlanan üç farklı havalı güneş kolektörünün kıyaslanması 42o'de ve 3m/s, 6,5m/s hava hızında çalıştırılarak deneyler yapılmıştır. Birinci panele herhangi bir işlem yapılmamış olup düz plaka sacdan oluşmaktadır, ki bu geleneksel havalı güneş kolektörü tipidir. İkinci kolektöründe havanın ısı transferini artırmak için atık kola kutuları seri bir şekilde tasarlanarak yerleştirilmiştir. Üçüncü kolektör ise atık kutulardan paralel şekilde tasarlanmış ve yerleştirilmiştir. Kola kutularından imal edilen kolektörlerimizin ısıyı daha iyi absorbe etmesi için siyah mat boya ile boyanmıştır. Boruların altına monte edilen yalıtım malzemesi ise kendisinden yansıyacak olan ışınları borulara vereceği düşünülerek parlak bırakılmıştır, bu sayede birim yüzeye gelecek güneş ışınının daha fazla olacağı düşünülmüştür. 
Yapılan deneyler sonucunda düz yüzeyli havalı güneş kolektöründe 6,5m/s'de en yüksek sıcaklık 88oC/  sıcaklık elde edilirken, kola kutularından tasarlanan seri bağlantılı havalı güneş kolektörünün en yüksek sıcaklığı 101oC paralel bağlantılı havalı güneş kolektöründe ise en yüksek sıcaklık 97oC olarak tespit edilmiştir. 3m/s hızında 20 Ağustos'ta düz yüzeyli kolektörde 101oC olarak ölçülmüş, seri kolektörde elde edilen en yüksek sıcaklık 101oC olarak ölçüldü, Paralel bağlantılı kolektörde ise 110oC olarak ölçüldüğü görüldü. 15 Ağustos'ta 6,5m/s'de yapılan ölçümlerde giriş ve çıkış sıcaklık farklarına bakıldığında ise Saat 9:00'da alınan verilerde, düz kolektörde sıcaklık farkının 23oC, paralel kolektörde 33oC ve seri kolektörde sıcaklık farkının 35oC olduğu görüldü. Düz kolektörde maksimum farkın saat 12:20'de olduğu, paralel kolektörde maksimum farka saat 12:00' da 56oC olduğu ve seri kolektörde ise maksimum farkın 11:40'da 56oC olduğu görüldü. Saat 16:00'da ise düz kolektörde sıcaklık farkının 27oC, paralel kolektörde 19oC ve seri kolektörde sıcaklık farkının 37oC olduğu gözlemlendi. 20 Ağustos'da 3m/s hızda yapılan ölçümlerde ise saat 9:00'da yapılan ölçümlerde düz kolektörde sıcaklık farkı 33oC, seri kolektörde sıcaklık farkı 35oC paralel kolektörde oluşan sıcaklık farkı ise 33oC olarak ölçüldü. Düz kolektörde maksimum farkın saat 12:40'da olduğu, paralel kolektörde maksimum farka saat 11:20'de    68oC olduğu ve seri kolektörde ise maksimum farkın 11:00'da 59oC olduğu görüldü. Saat 16:00'da ise düz kolektörde sıcaklık farkının 33oC, paralel kolektörde 50oC ve seri kolektörde sıcaklık farkının 35oC olduğu gözlemlendi. Elde edilen sonuçlara göre sistem 6,5m/s hızda çalıştırıldığında seri kolektör daha iyi sonuçlar verirken, 3m/s hızda çalıştırıldığında paralel kolektörün daha iyi sonuçlar verdiği görüldü. Yapılan hesaplamalar sonucunda ise 6.5m/s hızda en iyi verimi seri kolektör verirken, 3m/s hızda ise en iyi verimi paralel kolektör vermiştir.

Abstract:
Today, many different studies are carried out to obtain energy. These studies are generally on renewable energy sources. Because renewable energy sources do not harm the environment and are a continuous energy source. Renewable energy sources: Wind energy, Geothermal energy, Solar Energy, etc. can be listed as. The energy obtained from these sources does not have a negative effect on nature. Therefore, the damage caused by petroleum-derived fuels to the atmosphere will be prevented by renewable energy. In this study, the comparison of three different air solar collectors with different internal structures was carried out by operating them at 45o and at an air speed of 3m/s, 6,5m/s. No process has been applied to the first panel and it consists of flat plate. It is the coolest panel type used by companies. In order to increase the heat transfer of the second panel, the waste coke boxes were designed and placed in a series. The third panel is also designed and placed in parallel from waste bins. Made of cola cans, our collectors are painted with black matte paint to absorb heat better The insulation material mounted under the pipes is left bright considering that it will give the rays that will be reflected from it to the pipes, so it is thought that the sun rays to the unit surface will be more. 
As a result of the experiments, the highest temperature of 88oC / day was obtained in the flat surface air solar collector at 6,5m/s, the highest temperature of the series connected air solar collector designed from coke boxes was 101oC / day, and the highest temperature was 97oC in the parallel connected air solar collector. determined as / day. It was measured as 10oC / day in a flat surface collector another day at a speed of 3m/s, the highest temperature obtained in the serial collector was measured as 101oC / day, and it was observed that it was measured as 110oC / day in the parallel connected collector. When the input and output temperature differences were examined at 6,5m / s on August 15, it was seen that the temperature difference was 23oC in the flat collector, 33oC in the parallel collector and 35oC in the serial collector. It was observed that the maximum difference was at 12:20 in the flat collector, the maximum difference was 56oC at 12:00 in the parallel collector, and the maximum difference was 56oC at 11:40 in the serial collector. At 16:00, it was observed that the temperature difference was 27oC in the flat collector, 19oC in the parallel collector, and 37oC in the serial collector. In the measurements made on August 20 at a speed of 3m/s, the temperature difference in the flat collector was measured as 33oC, the temperature difference in the serial collector was 35oC and the temperature difference in the parallel collector was 33oC in the measurements made at 9:00. It was observed that the maximum difference was at 12:40 in the flat collector, the maximum difference was 68oC at 11:20 in the parallel collector, and the maximum difference was 59oC at 11:00 in the serial collector. At 16:00, it was observed that the temperature difference was 33oC in the flat collector, 50oC in the parallel collector and 35oC in the serial collector According to the results, it was seen that the serial collector gave better results when the system was operated at a speed of 6.5m/s, while the parallel collector gave better results when operated at a speed of 3m / s.