An Improved Design And Analysis of A Solar Receiver

Authors : Ömer ERSÖZ, Yunus ÇERÇİ, Orçun EKİN

Pages : 1272-1285

Doi:10.31202/ecjse.915069

View : 11 | Download : 7

Publication Date : 2021-09-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, 36 m2 alana sahip iki eksenli bir parabolik çanak güneş kolektörü tasarlanmış, CFD yöntemleri ile analiz edilmiş, yerel bir atölyede üretilmiş ve sahada deneysel olarak test edilmiştir. Solar-kavite ısı alıcısı, bir tarafı açık silindir bir kap olup, iç çapı 624mm ve derinliği 665 milimetredir. Silindirik yükseklik boyunca spiral bobinaj ve tabanında aynı borudan helisel bobinaj bulunur. Mükemmel ayna yüzey yaklaşımıyla yapılan optik analiz sonucunda yoğunlaştırılmış günışığının odak noktasındaki çapının 200mm olduğu hesaplanmış, ancak bu çap değeri gerçek yüzeydeki kusurlar ve aynaların yönelimlerindeki küçük sapmalar sebebiyle spiral borunun dış çapına eşit alınmıştır. Sınır koşullarının hacimsel debi, suyun giriş sıcaklığı ve hat basıncına ait gerçek verilerle oluşturulduğu CFD modeli ile gerçekleştirilen analiz gerçek sistemin ölçüm verilerine yakınlık göstermiş olup, proses ısı ışınımının hesaplamalara dahil edilmesiyle analizlerin daha iyileştirilebileceğine işaret etmektedir. Sistemin yaklaşık 30 dakikalık bir süreçte gündüz saatlerinde kalıcı durum karakteristiği göstermesine dayanılarak, bir dizi ölçümler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analitik, nümerik ve deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Analitik çıkış sıcaklığının deneysel sıcaklıktan 1.07% yüksek olduğu, hesaplamalı yöntem ile bulunan sıcaklığın deneysel sıcaklıktan 0.15% yüksek olduğu tespit edilmiştir.
Keywords : Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Zenit ve Azimut Açıları, Kolektör, Güneş Enerjisi, Boru Bobinaj