Isparta Koşullarında Düzlemsel Su Isıtmalı Güneş Kollektörlerinde Farklı Tasarım ve Malzeme Kullanımının Enerji ve Verim Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi
Determination of the Effects of Using Different Designs on Energy and Efficiency in Flat Plate Water Heated Solar Collectors in Isparta Conditions
Yazar: Külcü, Recep
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 20, 2020
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Isparta,Solar energy,Solar collectors,Absorber,Isolation materials ; Isparta,Güneş kollektörü,Güneş Enerjisi

Dünya’da küresel ısınmaya neden olan sera gazı emisyonlarının temel kaynağı fosil enerji kaynaklarının yoğun olarak kullanılmasıdır. Fosil enerji kaynaklarının alternatifi yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Güneş enerjisi, yenilenebilir ve yakıt kullanmayan özelliğiyle en temiz enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Güneş enerjisi; elektrik ve ısıl dönüşümler yoluyla kullanılmaktadır. Güneş enerjisinden ısıl enerji dönüşümünde güneş kollektörleri kullanılmaktadır. Güneş kollektörleri hava ve su ısıtma amacıyla tasarlanmış sistemlerdir. Bu çalışmada; Isparta koşullarında güneş kollektörlerinde, farklı tasarım ve malzeme kullanımının üretilecek enerji ve kollektör verimi üzerine etkilerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Kollektörlerde malzeme olarak farklı yutucu yüzey ve izolasyon maddeleri öngörülmüştür. Hesaplamalarda, 7 yutucu yüzey ve 5 yalıtım malzemesi kullanımına göre simülasyonlar yapılmıştır. Tasarım parametresi olarak yalıtım malzemesi kalınlığı ve boru sayısı kullanılmıştır. Çalışmada 4 farklı boru sayısı ve 4 farklı yalıtım malzemesi kalınlığı için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda; Isparta koşulları için en uygun eğim açısının 28° olduğu tespit edilmiştir. Yalıtım ve yüzey malzemesi kullanımıyla kollektörlerin yıllık veriminin %30’dan %44’e yükselebileceği ve tasarım parametreleriyle bu verimin %47 seviyelerine taşınabileceği ortaya konulmuştur.

The main source of greenhouse gas emissions that cause global warming in the world is the intense use of fossil energy resources. Alternative to fossil energy sources are renewable energy sources. Solar energy is regarded as the cleanest energy source as a renewable and fuel-free resource. Solar energy; it is used through electrical and thermal transformations. Solar collectors are used in thermal energy conversion from solar energy.Solar collectors are used for air and water heating. In this study, it is aimed to determine the effects of using different designs and materials on solar collectors used in Isparta conditions on the energy and collector efficiency to be produced. Different absorbing surface and isolation materials have been foreseen as materials in the collectors. In the calculations, the use of 7 absorptive surfaces and 5 insulation materials has been predicted. Insulation material thickness and pipe number are used as design parameters. In the study, simulations were carried out for 4 different pipe numbers and insulation material thickness. In the results of study; it was determined that the most suitable angle of inclination for Isparta conditions was 28 °. It has been demonstrated that the annual efficiency of collectors can increase from 30% to 44% with the use of insulation and surface material, and this efficiency can be increased to 47% with design parameters.