Hava ısıtmalı güneş kollektörü'nün ısıl veriminin sayısal analizi
Numerical analysis of thermal efficiency of solar air collector
Yazar: NECAT TABAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET DAŞ
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) = Computational fluid dynamics (HAD) ; Kollektörler = Collectors ; Termal performans = Thermal performance

Özet:
Yenilenebilir bir enerji kaynağı olan güneş, geçmişten günümüze gıda kurutma ve ısınma gibi insani gereksinimlerde önemli rol oynamaktadır. Güneş enerjisi kullanılan sistemler için araştırmacılar tarafından her geçen gün verim artırıcı yeni çözümler üretilmektedir. Bu sistemlerden biri de hava güneş kolektörleridir. Bu çalışmada, daha önce deneysel olarak incelenmiş bir havalı bir güneş kollektörü nün hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi yapılarak ve farklı emici plaka yüzey geometrileri kullanılması durumunda kollekörün performans değişimi incelenmiştir. Bu sayısal çalışmada 190x90x10 cm boyutlarında, V tipi emici plaka yüzey geometrisine sahip çift geçişli havalı bir güneş kollektörü incelenmiştir. Literatürde deneysel olarak incelenen bu kollektör için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri yardımı ile 2 farklı geometriye sahip yutucu plaka tipinin aynı kollektör için termal performansları incelenmiştir. HAD 
analizlerinde ANSYS FLUENT 'in öğrenci versiyonu Rosseland Radiation Modül'ü (RRM) kullanılmıştır. Bu modülün özelliği, bir güneş ışını izleme algoritması kullanmasıdır. HAD analizleri sonucunda en iyi termal performans, sinüs tipi yutucu 
plakalı HGK da gözlemlenmiştir. Analizler sonucunda yutucu plaka geometrisinin havalı güneş kollektörü üzerinde önemli bir rol oynadığı sonucuna varılmış ve yeni yutucu plaka geometrileri modelleri önerilmiştir.

Abstract:
The sun plays a vital role in human needs such as food drying and heating from past to present as a renewable energy source. Researchers produce new efficiency-enhancing solutions each day for the systems with solar energy usage. One of these systems is solar air collectors. In this study, computational fluid dynamics (CFD) analysis of a previously 
experimentally investigated solar air collector was performed, and the performance variation of the collector was investigated in the case of using different absorber plate surface geometries. The numerical study herein contains the investigation of a 190x90x10 cm double pass solar air collector with V-type absorber plate surface geometry. The 
thermal performances of the absorber plate type with two different geometries for the same collector were investigated with the help of computational fluid dynamics (CFD) analyses regarding the experimental examination present in the current literature. Rosseland Radiation Module (RRM) of ANSYS FLUENT student version was used in CFD analysis. The significance of this module is that it uses a sunray tracking algorithm. As a result of CFD analysis, the best thermal performance was observed in HGK with sinus type absorber plate. The analysis results concluded that the geometry of the absorber 
plate plays an essential role in the solar air collector, and new models of absorber plate geometries were proposed in this context.