Güneş enerjisinin makrokapsüllenmiş hindistan cevizi yağında depolanarak sera ısıtmada kullanımı
Solar energy in greenhouse heating by storing in macroencapsulated coconut oil
Yazar: HASAN KAAN KÜÇÜKERDEM
Danışman: PROF. DR. HASAN HÜSEYİN ÖZTÜRK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Tarımda Enerji Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: 11111 = 12345 ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Ekserji analizi = Exergy analysis ; Enerji = Energy ; Enerji depolama sistemi = Energy storage system ; Seracılık = Greenhouse cultivation

Özet:
Bu çalışmada, Adana iklimi koşullarında 60 m2 taban alanı olan plastik seranın ısıtılmasında güneş enerjisinin kısa süreli (gündüzden-geceye) gizli ısı olarak depolanması üzerine faz değiştiren malzeme (FDM) olarak hindistan cevizi yağı (HCY) kullanılmış ve sera iç ortamının iklim değişkenleri ile enerji/ekserji analizleri yapılmıştır. FDM olarak kullanılan HCY'nin entalpisi 98,95 J/g, erime başlangıç sıcaklığı 10,91 ℃, donma başlangıç sıcaklığı ise 13,8 ℃ olarak belirlenmiştir. Yapılan TGA analizi sonucunda HCY 250 ℃ ile 400 ℃ arasındaki süreçte kütlesinin %99,99'unu kaybetmiştir. HCY'nin ısıl iletkenlik testi sonucunda ortalama ısıl iletkenliği 0,1927 W/mK, 500 çevrim sonucunda ise gizli ısısında sadece 0,76 J/g'lık bir azalma gözlenmiştir. FDM kullanılan sera bölmesi kontrol serasına göre iç ortamda 1,25 ℃ ile 4,49 ℃ arasında değişen değerlerde daha yüksek sıcaklıklar göstermiştir. FDM kullanılan sera bölmesi ile kontrol bölmesinde bulunan saksıların sıcaklıkları ise gündüz 0,9 ℃ ile 2,12 ℃, gece saatlerinde ise 1,08 ℃ ile 1,76 ℃ arasında değişen değerlerde bulunmuştur. FDM'nin sera iç ortam sıcaklığını karşılama oranı Şubat, Mart ve Nisan ayları için sırasıyla %13,4, %19,8 ve %75,8 olarak gözlenmiştir. Sera ısıtma amacıyla tüketilen günlük toplam enerji ve yakıt ile sağlanan emisyon tasarruf oranları FDM kullanılan sera için Şubat, Mart ve Nisan ayları için sırasıyla %12,9, %19,2, %42,1 olarak belirlenmiştir. Ayrıca FDM kullanılan serada yetişen domates bitkisinin verimi kontrol serası bölmesindeki verim değerlerinden %8,61 daha fazla olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, coconut oil (CO) was used as a phase change material (PCM) on the short-term (day to night) storage of solar energy as latent heat in the heating of a plastic greenhouse with a floor area of 60 m2 under Adana climate conditions, and the climate variables and energy changes of the greenhouse interior environment were used. /exergy analyzes were made. The enthalpy of CO used as PCM was determined as 98.95 J/g, the melting onset temperature was 10.91 ℃, and the freezing onset temperature was 13.8 ℃. As a result of the TGA analysis, CO lost 99.99% of its mass in the period between 250 ℃ and 400 ℃. As a result of the thermal conductivity test of CO, its average thermal conductivity was 0.1927 W/mK, and after 500 cycles, a decrease of only 0.76 J/g in its latent
heat was observed. The greenhouse compartment using PCM showed higher temperatures in the indoor environment, ranging from 1.25 ℃ to 4.49 ℃, compared to the control greenhouse. The temperatures of the greenhouse compartment where PCM was used and the pots in the control compartment were found to vary between 0.9 ℃ and 2.12 ℃ during the day and between 1.08 ℃ and 1.76 ℃ at night. The ratio of PCM to meet the greenhouse indoor temperature was observed as 13.4%, 19.8% and 75.8% for February, March and April, respectively. The emission savings rates provided by the daily total energy and fuel consumed for greenhouse heating were determined as 12.9%, 19.2%, 42.1%, respectively, for the greenhouse using PCM for the months of February, March and April. Additionally, it was observed that the yield of tomato plants grown in the greenhouse using PCM was 8.61% higher than the yield values in the control greenhouse compartment.