Çukur ve Tümsek Ayna Geometrisinde Emici Yüzeye Sahip Güneş Hava Kolektörlerinin Sayısal Analizi

Abstract

Sürdürülebilir bir gelecek anlamında yenilenebilir enerji kaynakları oldukça büyük önem taşımaktadır. Bu anlamda güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanmak için farklı sistemler üretilmiştir. Güneş hava kolektörleri de yenilenebilir enerji kaynaklarının en temeli olan güneş enerjisinden faydalı enerji elde etmek amacıyla üretilmiş olan bir sistemdir. Günümüzde güneş hava kolektörlerinin performansının iyileştirilmesi amacıyla pek çok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada da güneş hava kolektörlerinin performansını arttırmak amacıyla çukur ayna, tümsek ayna ve çukur-tümsek ayna şeklindeki emici yüzeylere sahip güneş hava kolektörleri geleneksel düz plakalı kolektör ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sayısal olarak gerçekleştirilen bu analizlerin yapılmasında Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yaklaşımından yararlanılmıştır. Her bir sistemde giriş noktası için hava akış hızı 2.5 m/s belirlenmiş olup laminer akış modeli altında analizler yapılmıştır. Yapılan analizlerin sonucunda düz plakalı sistemden yaklaşık olarak 47.35C, çukur ayna modeline sahip sistemden 50.60C, tümsek ayna modeline sahip sistemden 39.75C ve çukur-tümsek ayna modeline sahip sistemden 53.54C hava çıkış sıcaklıkları elde edilmiştir. Bunun yanı sıra hava akış hızında maksimum düşüş çukur ayna modelinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara bağlı olarak maksimum performans çukur-tümsek ayna modeline sahip güneş hava kolektöründen elde edilirken, düz plakalı güneş hava kolektörü ile çukur ayna modeline sahip güneş hava kolektörü benzer karakteristikler sergilemiştir. Buna bağlı olarak mevcut çalışmada sayısal olarak incelenen güneş hava kolektörlerinin farklı modifikasyonlar ile daha olumlu sonuçlar verebileceği bulgusuna varılmıştır.