mahonick Üye Puan: 1768.5  | Gönderilme Tarihi: 26 Kasım 2009 23:04:58
İÇİNDEKİLER
1. KOLLEKTÖR
1.1. DÜZLEMSEL KOLLEKTÖR
1.2. YOĞUNLAŞTIRICI KOLLEKTÖR
1.2.1.DOĞRUSAL YOĞUNLAŞTIRICILAR
1.2.2.NOKTASAL YOĞUNLAŞTIRICILAR
2.GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ UYGULAMALARI
KOLLEKTÖR
ÖZET
Güneş enerjisinin kullanılabilmesi için öncelikle toplanması gerekir. Bu toplama işlemi ısıl (güneş ısıl kollektörler) ve elektriksel (fotovoltaikler) olmak üzere iki değişik yolla yapılmaktadır. Basitlik ve ucuzluk gibi nedenlerden ısıl toplama yöntemi yeğlenmektedir. Isıl özelliğinden yararlanarak güneş radyasyonunu toplamada kullanılan ısıl güneş kolektörlerinin; düz yüzeyli ve yoğunlaştırmasız güneş kolektörleri, odaklayıcı ve yoğunlaştırmalı güneş kolektörleri, güneş havuzları olmak üzere üç tipi vardır. Güneş enerjisini elektriksel olarak toplayan fotovoltaikler ise ışık özelliğinden yararlanmakta ve ışık enerjisinin fotonlarını fotoelek-triksel olay gereğince elektrik enerjisine dönüştürmektedirler.
1.DÜZLEMSEL KOLLEKTÖR
En yaygın biçimde düz yüzeyli ısıl güneş kollektörleri kullanılır. Bunlar doğrudan gelen direkt güneş radyasyonunun yanında kırılma ve yansımalarla dağılmış diffuz güneş radyasyonunu da değerlendirirler. Düz yüzeyli kollektörler 100oC’u aşmayan uygulamalarda kullanılır. Güneşi izlemesi gerekmeyen, güneye yönelik ve güneş radyasyonu üzerine dik çarpacak biçimde eğimli yerleştirilen bu kollektörlerin mevsimlik ayarlanması gerekir. Güneşli su ısıtıcılarda görülen kollektörler bu tiptir. Böyle bir kollektör absorbe edici (soğurucu) plaka, sırt ısı izolasyonu, üst saydam (cam veya plastik) örtü ve dış kasadan oluşmaktadır.
Şekil 1:Düz yüzeyli Kollektör
Güneş radyasyonu, absorbe edici plaka tarafından tutularak su veya hava gibi bir akışkana transfer edilir. Isıtılacak akışkanın cinsine göre absorbe edici plakada boru veya özel kanallar bulunur. Isıl geçirgenliği ve özgül ısısı yüksek olması gereken absorbe ediciler, plakalı ısı eşanjörleri (reküperatörler) gibidir. Güneş radyasyonu çarpan yüzeyleri, yüksek absorptiviteli olabilmesi için mat siyaha boyanır ya da daha iyisi özel bir işlemden geçirilerek radyasyon seçici bir tabaka ile kaplanır. Absorbe edicinin ön tarafında tek ya da çift saydam örtü, arka tarafında sırt ısı izolasyonu bulunur. Burada tanıtılan klasik yapılı düz yüzeyli kollektörlerin verimleri çalışma sıcaklık farkına bağlıdır. Geliştirilmiş düz yüzeyli kollektörler ise ısı borusu (heat pipe) kullanılarak oluşturulmaktadır. Isı borusu, yapıldığı malzemenin ısıl geçirgenliğine ve sıcaklık farkına bağlı olmaksızın yüksek ısı kapasiteli ve ısıyı tek yönde geçiren bir elemandır.
Kolektörlerde ortalama verim % 40 - 45 dir. Çok berrak günlerde % 55 e çıkabilir, kısmen bulutlu günlerde de % 35 e düşebilir. )
Kolektör gündüzleri ısıyı toplarken geceleri de yayabilir. Özellikle karanlık ve bulutsuz gecelerde kolektörün ısı kaybı çok artabilir. Kolektörün yüzeyine 25 mm aralıkla iki cam konul¬ması ısı kayıplarım azaltmakta¬dır. Öte yandan çift cam daha fazla yansıma oluşturduğundan ısı kazancını da azaltmaktadır. Tercih kolektörün kullanılaca¬ğı yörenin iklim koşulları göz önünde tutularak yapılmalıdır. Genel olarak güneydoğu ve batı Anadolu da tek camlı, ülkenin diğer bölümlerinde de çift camlı uygulamanın iyi sonuçlar vere¬bileceği söylenilebilir..
2.YOĞUNLAŞTIRICI KOLLEKTÖRLER
Güneş enerjisini yoğunlaştıran kollektörlerde en önemli kavramlardan biri "yoğunlaştırma oranı" dır. Yoğunlaştırma oranı; açıklık alanının alıcı yüzey alanına oranı şeklinde tarif edilir. Yoğunlaştırma oranı, iki boyutlu yoğunlaştırıcılarda (parabolik oluk) 300, üç boyutlu yoğunlaştırıcılarda (parabolik çanak) 40000 mertebesindedir.
Bu tür kollektörlerde güneş enerjisi, yansıtıcı veya ışın kırıcı yüzeyler yardımı ile doğrusal ya da noktasal olarak yoğunlaştırılabilir.
1.2.1.DOĞRUSAL YOĞUNLAŞTIRICILAR
Parabolik oluk kollektörler, doğrusal yoğunlaştırma yapan ve kesiti parabolik olan dizilerden oluşur. Oluğun iç kısmındaki yansıtıcı yüzeyler, güneş enerjisini paraboliğin odağında yer alan ve boydan boya uzanan siyah bir absorban boruya yansıtır.
Orta derecede sıcaklık isteyen uygulamalarda kullanılan bu sistemlerde, güneş enerjisi bir doğru üzerinde yoğunlaştırılacağından tek boyutlu hareket ile güneşi izlemek yeterlidir.
Doğrusal Yoğunlaştırıcı Kollektör
1.2.2.NOKTASAL YOĞUNLAŞTIRICILAR
İki boyutta güneşi izleyip noktasal yoğunlaştırma yapan ve daha yüksek sıcaklıklara ulaşan bu tür sistemler, parabolik çanak ve merkezi alıcı olmak üzere iki gruba ayrılır.
Parabolik çanak kollektörler iki eksende güneşi takip ederek sürekli olarak güneşi odak noktasına yoğunlaştırırlar.
Parabolik Çanak Kollektörler
Merkezi alıcı sistemde, tek tek odaklama yapan ve heliostat adı verilen düzlemsel aynalardan oluşan bir alan, güneş enerjisini, bir kule üzerine monte edilmiş ve alıcı denilen ısı eşanjörüne yansıtır. Heliostatlar bilgisayar tarafından kontrol edilerek, alıcının devamlı güneş alması sağlanır.
Solar I Merkezi Alıcılı Güneş Isıl Elektrik Santralı
2.GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ UYGULAMALARI:
2.1.PARABOLİK OLUK KOLLEKTÖRLERLE ELEKTRİK ÜRETİMİ
Parabolik oluk kollektörlü güç santralleri, güneş tarlası, buhar ve elektrik üretim sistemlerinden oluşur. Bu santrallerde proses ısısı için, doğrusal yoğunlaştırma yapılarak, güneş enerjisinden 300 øC'nin üzerinde sıcaklık elde edilir ve ısı transfer akışkanı olarak yüksek sıcaklıklara dayanıklı termal yağ kullanılır.
Güneş tarlası; bağımsız üniteler şeklinde birbirine paralel bağlanmış parabolik oluk kollektör gruplarından oluşan alandır. Bu üniteler, gelen güneş enerjisini 4 mm kalınlığında ve yüksek yansıtma oranına (% 94) sahip aynalar vasıtasıyla, odakta bulunan alıcı boru üzerine yansıtırlar. Parabolik oluk kollektörler grupları yatay eksen boyunca dönmelerini engellemeyen metal yapılarla desteklenmiştir. Sistemde aynaların güneşi izlemesini sağlayan bir sensör bulunur.
Isı toplama elemanı; cam tüp, yüzeyi yaklaşık % 97 lik bir absorbtiviteye sahip çelik alıcı boru ve cam-metal birleştiricilerden oluşur. Alıcı boru üzerinde meydana gelen yüksek sıcaklık nedeniyle oluşan ısı kayıplarını azaltmak için, cam tüp ile alıcı boru arasındaki hava vakumlanmıştır. Bu boşluk basıncı yaklaşık 0.1 atm dir. Isıya dayanıklı cam tüp, yüksek bir geçirgenliğe ve radyasyon kayıplarını en aza indirgemek için antireflektif bir yapıya sahiptir. Sıcaklık nedeniyle meydana gelen genleşmelerin etkilerini gidermek için körüklü cam-metal birleştiriciler kullanılmaktadır.
Güneş tarlası kontrol sistemi; genel kontrol sistemi ve her kollektör grubunda bulunan lokal kontrol ünitelerinden oluşur. Genel kontrol sistemi güneşlenme durumunu izler ve buna göre sistemi tamamen ya da kısmen açar ya da kapatır. Bu işlem, lokal kontrol üniteleriyle iletişim içinde yapılır. Lokal kontrol üniteleri, her kollektör grubunu ayrı ayrı kontrol ederek güneşin takip edilmesini sağlarlar.
Buhar üretim sistemi; ön ısıtma, buhar üretimi ve süper ısıtma bölümlerinden oluşur. Bu bölümlerden geçirilerek 371oC ve 100 bar basınca yükseltilen buhar, elektrik üretimi için türbine gönderilir. Šretimden sonra yeterince soğumayan buhar, yeni bir çevrime gönderilmeden, yeniden aynı sıcaklığa kadar ısıtılır ve tekrar türbine gönderilir. Bu ikinci çevrimden sonra artık soğuyan buhar, sıkıştırılıp sıvı hale getirildikten sonra yeni bir çevrime gönderilir.
Güneş enerjili güç santrallerinde, güneş enerjisinin yetersiz kaldığı durumlarda, kesintisiz elektrik üretimini sağlamak için ilave ısıtıcılar kullanılır. Petrolle ya da doğal gazla çalışan ilave ısıtıcılar, aynı sıcaklık ve basınçta buhar üretirler. Şekilde gelen güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülmesi ve kaçaklar görülmektedir.
Parabolik Oluk Elektrik Santrallerinde Elektrik Verimi
Teknoloji Türü Sistem Verimi % Maks. Çıkış Sıcaklığı oC İlk Yatırım Maliyeti $ Enerji maliyeti
Elekt. Isı Elekt. $/kWh Isı $/kWh
Düzlemsel Koll. - 50-70 80 250-1000 - 0.0013-0.004
Parabolik Oluk 14 46 380 2800 kWe 0.15 0.0053
Parabolik Çanak 24 79 700 5000 kWe 0.28 -
Merkezi Alıcı 15 46 600-700 3000 kWe 0.16 0.004
Tek Kristal Silisyum 12 - - 6000 kWe 0.29 -
Çok Kristal Silisyum 10 - - 6000 kWe 0.29 -
Tek İnce Film 4 - - 5000 kWe 0.25 -
Çoklu İnce Film 7 - - 5000 kWe 0.24 -
Güneş Enerjisi Teknolojileri ve Özellikleri
2.2.DÜZLEMSEL KOLLEKTÖRLE KULLANIM SUYUNUN ISITILMASI
|
Bu içeriğin geçmişi: 
27 Kasım 2009 23:30:52 tarihinde mahonick tarafından düzenlenmiş. 
12 Aralık 2009 00:04:32 tarihinde sendetiklat tarafından taşınmış. 
Ara
