Parabolik Güneş Kolektörlü Sistemlere Ait Değişkenlerin Enerji Verimliliği Açısından Değerlendirilmesi
Bu çalışma kapsamında, odaklı güneş kolektörleri grubunun en yaygın olarak kullanılan ve teknolojisi ile güneş enerji sistemleri arasında önemli potansiyele sahip olan parabolik güneş kolektör sistemlerine ait önemli değişkenler, kolektörünenerji verimliliği açısından sayısal olarak değerlendirilmiştir. Hesaplamalar, 6,1 malıcı boru uzunluğuna ve 13,2 m2 açıklık alanına sahip parabolik güneş kolektörükullanılarak yapılmıştır. Çalışma akışkanı olarak, bir sentetik yağ olan “ThermoilVP-1”, 10-200 litre/dakika hacimsel debilerde ve 100 °C-400 °C sıcaklık aralığında kullanılmıştır. Ayrıca çalışma kapsamında kıyaslanmak üzere alıcı boru seçicikaplaması olarak siyah krom ve cermet kaplama kullanılmıştır. Parabolik güneşkolektörü sistemleri ile ilgili değişkenler; akışkan debisi (litre/dakika), alıcı boruve cam boru çaplarının etkisi (m), alıcı boru için kullanılacak malzemenin iletkenlikkatsayısı (W/mK) ve alıcı boru üzerinde kullanılan seçici kaplama cinsinin kolektörün enerji verimliliğine etkisi çalışma kapsamında değerlendirilmiştir. Sonuç olarak alıcı boru üzerine kaplanan seçici kaplamanın cinsinin kolektörün enerji verimliliğini önemli ölçüde etkilediği, alıcı boru iletkenlik katsayısının ısıl performansaoldukça az etki ettiği görülmüştür. Ek olarak, alıcı boru vakumlu olarak kullanılırsakayıplar 400 °C sıcaklıkta %44,74 azalmakta ve kolektörün ısıl veriminde de %3,72ile %24,1 arasında artış sağlanmaktadır.
Energy Efficiency Evaluation of Variables of Parabolic Trough Collector Systems
In this study, important variables of parabolic trough solar collector which is the most widely used among of consantrated solar collectors and have significant potential among the solar energy systems have been evaluated in terms of energy efficiency of the collector. Calculations were made by using the parabolic solar collector, which has a receiver length of 6,1 m and an open area of 13,2 m2 . As a working fluid, Thermoil VP-1, a synthetic oil, was used at a flow rate of 10-200 l/min and a temperature range of 100 °C to 400 °C. In addition, black chrome and cermet coating were used as receiver pipe selective coating for comparison. The parabolic solar collector systems related variables; The effect of fluid flow (liters / minute), the effect of receiving pipe and glass pipe diameters (m), the conductivity coefficient (W/mK) of the material to be used for the receiving pipe and the effect of selective coating on the energy efficiency of the collector were evaluated. As a result, the type of selective coating coated on the receiving pipe significantly influenced the energy efficiency of the collector, and the receiver pipe conductivity coefficient was found to have a very low effect on thermal performance. In addition, if the receiving pipe is used in vacuum, the losses are reduced by 44,74% at a temperature of 400 °C and the thermal efficiency of the collector is increased by between 3,72% and 24,1%.
___
- [1] Guo, J., Huai, X., Liu, Z., “Performance Investigation of Parabolic Trough Solar Receiver”, Applied Thermal Engineering, 95: 357-364, 2016.
- [2] Lovegrove, K., Stein, W., “Concentrating Solar Power Technology: Principles, Developments And Applications”, Elsevier, 2012.
- [3] https://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/ tabid-10615#gallery/3758
- [4] Coccia, G., Di Nicola, G., Hidalgo, A., “Parabolic Trough Collector Prototypes for Low-Temperature Process Heat”, Springer, 2016.
- [5] Dudley, V. E., Evans, L. R., Matthews, C. W., “Test Results, Industrial Solar Technology Parabolic Trough Solar Collector” Sandia National Labs., Albuquerque, NM (United States), 1995.
- [6] Kalogirou, S. A., “Solar Thermal Collectors and Applications”, Progress in Energy and Combustion Science, 30.3: 231-295, 2004.
- [7] Hachicha, A. A., Rodríguez, I., Capdevila, R., Oliva, A., “Heat Transfer Analysis and Numerical Simulation of a Parabolic Trough Solar Collector”, Applied Energy, 111: 581-592, 2013.
- [8] Yaghoubi, M., Ahmadi, F., Bandehee, M., “Analysis of Heat Losses of Absorber Tubes of Parabolic Through Collector of Shiraz (Iran) Solar Power Plant”, Journal of Clean Energy Technologies, 1.1: 33-37, 2013.
- [9] Kalogirou, S. A., “A Detailed Thermal Model of a Parabolic Trough Collector Receiver”, Energy, 48.1: 298-306, 2012.
- [10] Behar, O., Khellaf, A., Mohammedi, K., “A Novel Parabolic Trough Solar Collector Model–Validation with Experimental Data and Comparison to Engineering Equation Solver (EES)”, Energy Conversion and Management, 106: 268-281, 2015.
- [11] Bellos, E., Tzivanidis, C., “A Detailed Exergetic Analysis of Parabolic Trough Collectors”, Energy Conversion and Management, 149: 275-292, 2017.
- [12] Bellos, E., Tzivanidis, C., “Thermal Analysis of Parabolic Trough Collector Operating with Mono and Hybrid Nanofluids”, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 26: 105-115, 2017.
- [13] Duffie, J. A. Beckman, W. A., “Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley & Sons”, 2013.
- [14] Forristall, R., “Heat Transfer Analysis and Modeling of a Parabolic Trough Solar Receiver Implemented in Engineering Equation Solver”, National Renewable Energy Lab., Golden, CO.(US), 2003.
- [15] Arslan, M., “Parabolik Güneş Kolektörlerinde Enerji ve Ekserji Analizi”, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yükseklisans Tezi, 2019.
- [16] Syltherm 800 Heat Transfer Fluid” https:/ / www.loikitsdistribution.com /files/ syltherm800-product-brochure.pdf
- [17] Therminol VP-1 Heat Transfer Fluid”, https:// www.therminol.com/sites/therminol-prd.useast-1.elasticbeanstalk.com/files/documents/ TF09A_Therminol_VP1.pdf
- ISSN: 1300-3399
- Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
- Başlangıç: 1993
- Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
Sayıdaki Diğer Makaleler
Hüseyin GÜNERHAN, F. Mertkan ARSLAN
Yüzey Eğimlerinin Güneş Enerjisi Potansiyeline Etkisi
Galip KALTAKKIRAN, Kadir BAKIRCI
Islak Tip Soğutma Kulelerinde Dolgu Yüksekliğinin Performansa Etkisinin Deneysel İncelenmesi
Dönmeli Eş Eksenli Çarpan Jetlerde Isı Transferinin Deneysel İncelenmesi
Temiz Oda İklimlendirme Tesisatında Kullanılan Filtreler ve Geliştirilen Standartlar