GÜNEŞ BACASI GÜÇ SANTRALLERİNDE TOPLAYICI EĞİMİNİN ÇIKIŞ GÜCÜNE VE SİSTEM VERİMİNE ETKİSİ

Bu çalışmada toplayıcı eğiminin sisteme etkisi Manzanares prototipi esas alınarak geliştirilen 3 boyutlu CFD modeli ile analiz edilmektedir. Nümerik modelde güneş yükü için DO (discrete ordinates) ışınım modeli ve sistem içerisindeki hava hareketi için RNG k-ε türbülans modeli birleştirilerek uygulanmaktadır. 1000 W/m2 güneş ışınımında sistemdeki maksimum hız 14.3 m/s olarak bulunurken bu değer deneysel veri olan 15 m/s ile uyum içerisindedir. Manzanares prototipinde toplayıcı giriş yüksekliği 1.85 m olarak verilmektedir. Bu çalışma kapsamında toplayıcı giriş yüksekliği sabit tutularak, toplayıcı çıkış yüksekliği sırası ile 2.91, 3.97, 5.04, 6.12 ve 7.17 m olarak tasarlanmakta ve bu sayede toplayıcı eğiminin 0.5, 1, 1.5, 2 ve 2.5° olduğu durumlarda sistemin performansındaki değişim değerlendirilmektedir. Elde edilen sonuçlar toplayıcı eğimindeki artışın sistemdeki hava hareketinin kütlesel debisini arttırdığını ve bu artışın sistemin güç çıkışını iyileştirdiğini göstermektedir. Referans durumu temsil eden eğimsiz toplayıcı için toplayıcı verimi %38.7 iken toplayıcı eğimi 1° olduğunda verimin %41.5’e iyileştiği gözlenmektedir. Sistemin çıkış gücü referans durumda 54.5 kW iken toplayıcı eğimi 2.5° olduğunda 57.1 kW olarak belirlenmektedir.

Impact of Collector Slope on Power Output and System Efficiency in Solar Chimney Power Plants

In this study, impact of collector slope on the system is analysed with 3D CFD model developed based on Manzanares prototype. In the numerical model, DO (discrete ordinates) radiation model for solar load and RNG k-ε turbulence model for turbulent air flow in the system are simultaneously utilised. Maximum air velocity within the system for incoming solar radiation of    1000 W/m2 is determined to be 14.3 m/s, which agrees with experimental data of 15 m/s. In the Manzanares prototype, collector inlet height is given as 1.85 m. Here, collector inlet height is kept constant and the collector outlet height is configured as 2.91, 3.97, 5.04, 6.12 and 7.17 m, so the change in system performance is evaluated in cases where the collector slope is 0.5, 1, 1.5, 2 and 2.5°. Findings show that the increase in collector slope rises mass flow rate of air in the system and this improves power output of the system. Collector efficiency is 38.7% for thehorizontal collector which represents the reference case, whereas it is enhanced to 41.5% when collector slope is 1°. Power output of the system at reference case is 54.5 kW, while it is    57.1 kW when collector slope is 2.5°. 

___

  • 1. Ahirwar, M.J. ve Sharma, P. (2019) Analyzing the Effect of Solar Chimney Power Plant by Varying Chimney Height, Collector Slope and Chimney Diverging Angle, International Journal of Innovative Research in Technology, 6(7), 213-219.
  • 2. Al Alawin, A., Badran, O., Awad, A., Abdelhadi, Y. ve Al-Mofleh, A. (2012) Feasibility study of a solar chimney power plant in Jordan, Applied Solar Energy, 48(4), 260-265. doi: 10.3103/S0003701X12040020
  • 3. Bayareh, M. (2017) Numerical simulation of a solar chimney power plant in the southern region of Iran, Energy Equipment and Systems, 5(4), 431-437. doi:10.22059/EES.2017.28979
  • 4. Cuce, E., Sen, H., ve Cuce, P.M. (2020) Numerical performance modelling of solar chimney power plants: Influence of chimney height for a pilot plant in Manzanares, Spain, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 39, 100704.
  • 5. Esfinadi, M.T., Raveshi, S., Shahsavari, M. ve Sedaghat, A. (2015) Computational study on design parameters of a solar chimney, International Conference on Sustainable Mobility Applications, Renewables and Technology, Kuwait, 1-5. doi:10.1109/SMART.2015.7399268
  • 6. Haaf, W., Friedrich, K., Mayr, G. ve Schlaich, J. (1983) Solar chimneys part I: principle and construction of the pilot plant in Manzanares, International Journal of Solar Energy, 2(1), 3-20. doi: 10.1080/01425918308909911
  • 7. Haaf, W. (1984) Solar chimneys: part ii: preliminary test results from the Manzanares pilot plant, International Journal of Sustainable Energy, 2(2), 141-161. doi:10.1080/01425918408909921
  • 8. Hassan, A., Ali, M. ve Waqas, A. (2018) Numerical investigation on performance of solar chimney power plant by varying collector slope and chimney diverging angle, Energy, 142, 411-425. doi:10.1016/j.energy.2017.10.047
  • 9. Hoseini, H. ve Mehdipour, R. (2018) Evaluation of solar-chimney power plants with multipleangle collectors, Journal of Computational and Applied Research in Mechanical Engineering, 8(1), 85-96. doi:10.22061/JCARME.2017.2282.1213
  • 10. Hu, S., Leung, D.Y.C. ve Chen MZQ. (2017) Effect of divergent chimneys on the performance of a solar chimney power plant, Energy Procedia, 105, 7-13. doi:10.1016/j.egypro.2017.03.273
  • 11. Kalantar, V. ve Zare, M. (2011) Simulation of flow and heat transfer in 3D solar chimney power plants-numerical analysis, Jordan International Energy Conference, Amman, Jordan.
  • 12. Khelifi, C., Ferroudji, F. ve Ouali, M. (2016) Analytical modeling and optimization of a solar chimney power plant, International Journal of Engineering Research in Africa, 25, 78-88. doi: 10.4028/www.scientific.net/JERA.25.78
  • 13. Larbi, S., Bouhdjar, A. ve Chergui, T. (2010) Performance analysis of a solar chimney power plant in the southwestern region of Algeria, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(1), 470-477. doi:10.1016/j.rser.2009.07.031
  • 14. Li, J., Guo, H. ve Huang, S. (2016) Power generation quality analysis and geometric optimization for solar chimney power plants, Solar Energy, 139, 228-237. doi:10.1016/j.solener.2016.09.033
  • 15. Ming, T., Richter, R.K., Meng, F., Pan, T. ve Liu, W. (2013) Chimney shape numerical study for solar chimney power generating systems, International Journal of Energy Research, 37(4), 310-322. doi:10.1002/er.1910
  • 16. Mullett, L.B. (1987) The solar chimney overall efficiency, design and performance, International Journal of Ambient Energy, 8(1), 35-40. doi:10.1080/01430750.1987.9675512
  • 17. Rabehi, R., Chaker, A., Aouachria, Z. ve Tingzhen, M. (2017) CFD analysis on the performance of a solar chimney power plant system: Case study in Algeria, International Journal of Green Energy, 14(12), 971-982. doi.org/10.1080/15435075.2017.1339043
  • 18. Schlaich, J. (1995) The solar chimney: electricity from the sun, Edition Axel Menges, Stuttgart, Germany.
  • 19. Sen, H., ve Cuce, E. (2020) Dynamic pressure distributions in solar chimney power plants: A numerical research for the pilot plant in Manzanares, Spain, WSSET Newsletter, 12(1), 2-2.
  • 20. Tingzhen, M., Wei, L. ve Guoliang, X. (2006) Analytical and numerical investigation of the solar chimney power plant systems, International Journal of Energy Research, 30, 861-873. doi.org/10.1002/er.1191
  • 21. Toghraie, D., Karami, A., Afrand, M. ve Karimipour, A. (2018) Effects of geometric parameters on the performance of solar chimney power plants, Energy, 162, 1052-1061. doi:10.1016/j.energy.2018.08.086
  • 22. Zandian, A. ve Ashjaee, M. (2013) The thermal efficiency improvement of a steam Rankine cycle by innovative design of a hybrid cooling tower and a solar chimney concept, Renewable Energy, 51, 465-473. doi:10.1016/j.renene.2012.09.051
  • 23. Zhou, X., Yang, J., Xiao, B., Hou, G. ve Xing, F. (2009) Analysis of chimney height for solar chimney power plant, Applied Thermal Engineering, 29, 178-185. doi:10.1016/j.applthermaleng.2008.02.014
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

ARAÇLARDA KABİN İÇİ SESLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELERİN TESTLERLE İNCELENMESİ

Zeliha KAMIŞ KOCABIÇAK, Ümit ARDA

DÜZELTME: “Kare Silindir Üzerinden Laminer Sürekli Akışta Blokaj Oranının Isı Transferi ve Akış Karakteristiklerine Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi”

Mehmet Özgün KORUKÇU

SINAV ÇİZELGELEME PROBLEMİNDE SINIF VE GÖZETMEN ATAMALARI İÇİN İKİ AŞAMALI BİR ÇÖZÜM YAKLAŞIMI

Merve KÖSE KÜÇÜK, Büşra TELLİOĞLU, Fatih ÇAVDUR

DÖNÜŞÜM TABANLI HARMONİK KESTİRİM YÖNTEMLERİNDE GÜRÜLTÜ DUYARLILIĞI

Fahri VATANSEVER, Meltem KULU

M1 Kategorisi Araçlar İçin Geliştirilen İkinci Sıra Yolcu Koltuğu Karkasının Yapısal Güçlendirilmesi

Semih ERKUL, Semih BALCI

BURSA İLİ’NDEN TOPLANAN YUMURTA ÖRNEKLERİNDE AĞIR METAL İÇERİĞİNİN BELİRLENMESİ VE RİSK DEĞERLENDİRMESİ

AŞKIN BİRGÜL

GÜÇ BİLEŞENLERİNİN DALGACIK DÖNÜŞÜMÜ TABANLI HESAPLANMASI

Fahri VATANSEVER

İÇME SUYU ARITMA TESİSİ ATIK ÇAMURU ÜZERİNE METİLEN MAVİSİ ADSORPSİYONU VE YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ

Nurcan ÖZTÜRK, Hasan Basri ŞENTÜRK, Ali GÜNDOĞDU, Celal DURAN

DÜŞÜK BROMÜR VE ORGANİK MADDE İÇEREN SU KAYNAKLARI İÇİN ÖN DEZENFEKTAN SEÇİMİNDE ÇOK ÖLÇÜTLÜ KARAR VERME METOTLARININ UYGULANMASI

CİHAN ÖZGÜR

DEĞİŞEN DALGA PERİYOTLARI ETKİSİNDEKİ AÇIK DENİZ YAPILARININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

İlyas Devran ÇELİK, Tevfik Burak KOCAMAN, Yusuf ÖZTÜRK