Termal enerji depolamalı parabolik güneş kollektörünün termodinamik incelemesi
Thermodynamic investigation of the thermal energy storage parabolic solar collector
Yazar: PERVİN ALPTEKİN
Danışman: PROF. DR. REŞAT SELBAŞ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Termal enerji = Thermal energy ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklı güneş enerji teknolojisinden biri olan 
parabolik oluk güneş kolektörünün Isparta şartlarında enerji üretiminin performansı 
incelenmiştir. Bu hedefle, öncelikli olarak parabolik oluk kolektörünün dinamik 
matematiksel modellemesi bilgisayar programı olan Energy Equation Solver paket 
programı ile yapılmıştır. Bir yıl boyunca elde edilen saatlik verilerin incelenmesi ile 
en yüksek ve en düşük ışınım şiddetine sahip olan aylar belirlenmiştir. Belirlenen aylar 
Temmuz ve Aralık ayları olmuştur. Temmuz ve Aralık ayların en iyi performans 
gösterdiği akışkan debisi, çıkış sıcaklığı, enerji ve ekserji verimliliklerinin parametrik 
incelenmesi yapılarak en iyi performans şartları Isparta ili için incelenmiştir. 
Karşılaştırmalar sonucu Temmuz ayında 981 W/m2
de ve 0.092 kg/s akışkan debisi ile 
%27.64 enerji verimliliği, %28.5 ekserji verimliliği çıkış sıcaklığı 137.2 ℃ ve faydalı 
enerji miktarı 5970 W olarak belirlenmiştir. Aralık ayında 388 W/m2
de ve 0.092 kg/s 
'de %69.64 enerji verimliliği, %63.87 ekserji verimliliği çıkış sıcaklığı 114.5 ℃ ve 
faydalı enerji miktarı 2325 W olarak belirlenmiştir. Sıcak depolama tankı için de 
performans analizi yapılmıştır. Daha düşük depolama tank hacimleri tank içinde daha 
yüksek sıcaklığa yol açtığı belirlenmiştir. Aylar arasındaki sıcaklık farkı düşük 
depolama tankı hacimleri daha yoğundur. Tank hacmi 4 m3
de Temmuz ayında tank  sıcaklığı 133.8 ℃, Aralık ayında tank sıcaklığı 110.7 ℃ olarak gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, the performance of the parabolic trough solar collector, which is one of 
the renewable energy-sourced solar energy technologies, in Isparta conditions was 
investigated. With this aim, firstly, the dynamic mathematical modelling of the 
parabolic trough collector was carried out with the computer program Energy Equation 
Solver package. The months with the highest and lowest radiation intensity were 
determined by analysing the hourly data obtained for a year. The months determined 
were July and December. The best performance conditions were examined for Isparta 
province by parametric analysis of the fluid flow rate, outlet temperature, energy and 
exergy efficiencies in July and December. As a result of the comparisons, was 
determined as 27.64% energy efficiency, 28.5% exergy efficiency, outlet temperature 
137,2 ℃ and useful energy amount 5970 W at 981 W/m2 and 0.092 kg/s fluid flow 
rate in July. In December at 388 W/m2 and 0.092 kg/s, 69.64% energy efficiency, 
63.87% exergy efficiency, outlet temperature 114.5 ℃ and useful energy amount 2325 
W were determined. Performance analysis was also performed for the hot storage tank. 
It was determined that lower storage tank volumes lead to higher temperature inside 
the tank. The temperature difference between months is more intense with lower 
storage tank volumes. At a tank volume of 4 m3
the tank temperature was 133.8 ℃ in 
July and 110.7 ℃ in December.