Güneş takip sistemi ile çalışan bir güneş ocağı tasarımıve performansının incelenmesi
Design and performance analysis of a solar furnace usinga solar tracking system
Yazar: MEHMET FATİH DOĞRU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YILMAZ AKGÜNEY
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu tez çalışmasında, güneşten çokça faydalanma imkânı olan başta Afrika ülkeleri olmak üzere Ortadoğu ülkelerinde ve çok yaygın olmasa da bazı Avrupa ülkelerinde kullanılan noktasal odaklama yapabilen parabolik güneş ocağı tasarımı yapılıp performansı deneysel olarak incelenmiştir. Çanak boyutları, 80 cm çapında ve 7 cm derinliğinde olan bu sistem güneşi gün içerisinde herhangi bir zamanda sürekli olarak iki eksende takip edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Çanak iç yüzeyi pleksi ayna denilen çok ince ve esnek altıgen şeklindeki aynalar ile kaplanmıştır. Deneyin yapılacağı yer olan Ankara ili Çankaya ilçesindeki güneş yolu hesabı yapılıp tahmini konumlar hesaplanmıştır. Bu sonuçlar ışığında bilgisayar kontrollü Arduino ile sistemin güneşi takip etmesi için en uygun algoritma hesabı yapılmıştır. Tezin amacı çift eksenli noktasal odaklama yapabilen doğrudan ısıyı pişiricide kullanabilen bir güneş takip sisteminin performansını, ortam sıcaklığı, bulutluluk durumu ve rüzgâr gibi dış etkenler etrafında analiz etmektir. 10 Temmuz tarihinden itibaren 30 gün boyunca 07:00-19:40 saatleri arasında aralıksız yapılan 1000 g su kaynatma deneylerinin sonucunda yaz mevsiminde üç aylık ve her gün ortalama 3 kez su kaynatan bir ailenin elektrikli su ısıtıcısı yerine bu tezde tasarlanan sistem kullanırsa 37,8 TL tasarruf edebileceği hesaplanmıştır. Tezde Arduino ile kontrol sistemleri ve mekanik gibi çalışma alanlarına ait birçok teknikten yararlanılmıştır. Hareket sistemi için her iki eksende de lineer aktüatör motorları kullanılmıştır. Sonuç olarak elde edilen veriler ümit vericidir.

Abstract:
In this thesis, the design and performance of a parabolic solar cooker with point focusing, which is used by African countries, Middle Eastern countries, and some European countries, although not very common, which have the opportunity to benefit from the sun, has been designed and its performance has been examined. The dish dimensions are 80 cm in diameter and 7 cm deep, and the system is designed to follow the sun continuously on two axes at any time of the day. The inner surface of the dish is covered with very thin and flexible hexagonal mirrors called plexi mirrors. The sun path in the Çankaya district of Ankara province, where the experiment will be carried out, was calculated and estimated locations were calculated. In light of these results, the most appropriate algorithm was calculated for the system to follow the sun with a computer-controlled Arduino. The aim of the thesis is to analyze the performance of a dual-axis point-focusing solar tracking system that can use direct heat in the cooker around external factors such as ambient temperature, cloudiness, and wind. As a result of 1000 g water boiling experiments were carried out continuously between 07:00-19:40 for 30 days starting from 10 July, it was calculated that a family boiling water three times a day for three months in the summer season could save 37,8 TL if they use the system designed in this thesis instead of an electric kettle. In the thesis, many techniques belonging to the fields of study such as Arduino control systems and mechanics were utilized. Linear actuator motors were used on both axes for the motion system. As a result, the data obtained are promising.