The Usage of Nano and Polymer Additives in Geopolymer Concrete PDF Ücretsiz indirin

35 15 Oluklu ya da parabolik aynalar heliostat olarak kullanılabilmektedir. Ancak aynalar çok uzun odak uzunluğuna sahip oldukları için neredeyse düz görünmektedirler. Her ayna bağımsız olarak güneģ ıģınlarını takip etmekte ve gelen ıģınlar alıcıya yönlendirilmektedir. Büyük miktarlarda elektrik üretmek için heliostat alanı oldukça büyük imal edilmektedir. Bir güneģ enerji kule sisteminin en önemli parçası ısı toplama ve transfer sistemidir. GüneĢ enerji kulesinin üzerinde yer alan merkezi alıcı bir ısı transfer akıģkanın aktığı tüplerden oluģmaktadır. Alıcı heliostatlardan gelen ısıyı absorbe ederek çalıģma maddesine aktarmaktadır. Isınan çalıģma maddesi buhar üretmek için bir ısı eģanjörüne pompalanmaktadır. GüneĢ enerji kulesindeki çalıģma maddesi alıcıdan ısı eģanjörüne doğrudan pompalanmaz.

Fotovoltaik piller, yüzeylerine gelen güneģ ıģınlarını doğrudan elektrik enerjisine dönüģtüren yarı iletken maddelerdir. GüneĢ pillerinin yüzey alanları 100 cm 2 civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm arasındadır. Fotovoltaik pillerin yüzeylerine ıģık düģtüğünde elektrik gerilimi oluģtururlar [15]. Parabolik oluklu kollektör, güneģ enerji kuleleri ve parabolik ayna-ısı makinesi sistemlerinin verimleri sırası ile %21, %23 ve %29 dir [17]. Fotovoltaik hücrelerin güneģ enerjisini elektrik enerjisine dönüģüm verimi %5-20 arasında değiģmektedir [18]. Bu sistemler arasında parabolik ayna/ısı-motoru sistemi ön plana çıkmaktadır. Bu çalıģmada, beta tipi bir Stirling motoruna güneģ enerjisi uygulayarak motor performansının belirlenmesi amaçlanmıģtır. Stirling motorunun performansı nodal analiz metodu kullanarak farklı ısı taģınım katsayıları için belirlenmiģtir.

Wiemken ve arkadaģları (2001) Almanya da 1000 çatı programı çerçevesinde 100 adet fotovoltaik sistemden elde edilen verileri bireysel ve birleģik fotovoltaik güç sistemi için incelemiģlerdir. BirleĢik güç sistemlerinin enerji çıkıģının mevcut sisteminin güç seviyesinin maksimum %65 i kadar olduğunu belirlemiģlerdir [24]. Cucumo ve arkadaģları (2005), Calabria Üniversitesinde yer alan 3 kw kapasiteli bir fotovoltaik sistemin performansını incelemiģlerdir. Sistemin verimi, deney parametrelerine bağlı olarak %2,9-%9,2 arasında değiģim göstermiģtir [25]. Li ve arkadaģları (2005), Hong Kong ġehir Üniversitesi nde kurulan küçük ölçekli bir fotovoltaik sistemin verim ve performans karakteristiklerini incelemiģlerdir. GüneĢ ve fotovoltaik sistem tarafından üretilen güç verileri sistematik olarak kayıt edilmiģtir. Kasım, Aralık, Ocak ve ġubat aylarında sistemin ortalama günlük verimleri sırası ile %9,7; %8,7; 9,6 ve %9,4 olarak elde etmiģtir [26]. 32 12 kollektör, 194,6 m yüksekliğinde ve 10 m çapında bir bacadan oluģmaktaydı [40]. 50 kw güç üretim kapasitesine sahip sistem 1986 yılından 1989 yılına kadar baģarı ile çalıģmıģtır [36] yılında Amerikalı araģtırmacı Krisst, 6 m çapında kollektör ve 10 m yüksekliğinde bacaya sahip bir güneģ bacasını test etmiģtir. Test sonucunda 10 W enerji üretimi gerçekleģtirmiģtir [37] yılında Kulunk; 9 m 2 kollektör alanına, 3,5 cm yarıçapında ve 2 m yüksekliğinda bir bacadan oluģan küçük ölçekli bir güneģ bacası imal etmiģ ve 0,14 W elektrik gücü elde etmiģtir [37].

Sistemin yıllık enerji dönüģüm verimi %14-%18 arasında iken, maksimum verimi %22 civarında elde edilmiģtir [17]. Nevada Solar1 parabolik oluklu güneģ enerji sistemi, Amerika BirleĢik Devletleri Nevada da El Dorado vadisine kurulmuģtur. Sistem her biri 470 m 2 yansıtıcı yüzey alanına sahip 760 adet parabolik kollektörden oluģmaktadır. 64 MW elektrik üretim kapasitesine sahip bu sistemin yıllık üretim kapasitesi 130 GWh tir [33]. Andasol projeleri, Solar Milennium ve ACS Cobra tarafından geliģtirilen Avrupa nın ilk büyük ölçekli parabolik oluklu güneģ enerji sistemidir. Her bir Andasol projesinin 50 MW kapasiteli ve yıllık 170 GWh elektrik üretmesi planlanmıģtır.

Türbinde kalan buhar bir kondenserde yoğunlaģtırılmakta ve buhar üretmek için ısı eģanjörüne geri gönderilmektedir. ÇalıĢma maddesi ısı eģanjörlerinden geçtikten sonra güneģ kollektörlerindeki alıcılara gönderilmekte ve çevrim yeniden baģlamaktadır [30]. Resim 2.1 de parabolik oluklu güneģ enerji sisteminin resmi görülmektedir. Cardona ve Lopez, Ġspanya Malaga daki 2 kw gücündeki fotovoltaik sistemin 1997 yılı boyunca elde edilen verilerinden yararlanarak sistemin performansı ve sistemdeki enerji kayıpları hakkında bilgi vermiģlerdir. Bu verilere göre sistem 2678 kwh yıllık ve 7,4 kwh günlük enerji üretmiģtir.

Türkiye nin yıllık güneģ enerji potansiyeli 1,3 milyar ton petrole eģittir [6]. Türkiye nin ortalama yıllık toplam güneģlenme süresi 2640 saat, ortalama toplam ıģınım Ģiddeti günlük toplam 3,6 kwh/m²-gün olduğu tespit edilmiģtir [7-9]. Resim 1.1 de Türkiye nin yıllık güneģ radyasyonu atlası görülmektedir [10]. Ġekilde görüldüğü gibi özellikle Güney Doğu Anadolu ve Akdeniz bölgeleri güneģ enerjisi uygulamaları için oldukça elveriģlidir. 30 10 Coolidge güneģ enerji sulama projesi kapsamında, 150 kw kapasiteye sahip parabolik oluklu enerji dönüģüm sistemi Arizona nın Coolidge yakınlarında bir çiftliğe kurulmuģtur. Bu sistem 1979 yılının Ekim ayı ve 1982 yılının Eylül ayları arasında çalıģmıģtır. 500 kw kapasiteye sahip bir enerji dönüģüm sistemi Uluslararası Enerji Ajansı tarafından Ġspanya nın Tabernas çölünde kurulmuģ ve 1981 ile 1986 yılları arasında çalıģmıģtır. SEGS sistemi yaklaģık 2 milyon m 2 kollektör yüzey alanına sahiptir.

34 14 Ottawa, Winnipeg ve Edmonton daki veriler kullanılarak 5 MW termal performansa sahip üç sistem için çalıģmalar gerçekleģtirilmiģtir [48]. Bernardes ve arkadaģları güneģ bacasının çıkıģ gücünü ve çıkıģ gücü üzerine çeģitli yapım koģullarının ve ortam Ģartlarının etkilerini analiz etmek için bir matematik model geliģtirmiģlerdir. Matematik modelden elde edilen veriler Manzanares deki prototipten alınan verilerle uyum içersindedir. ÇıkıĢ gücü baca yüksekliği, kollektör alanı ve kollektörün geçirgenliğinin artması ile artırılabilmektedir. Parabolik oluklu kollektörler bir sıra boyunca uzanan bir ısı toplama sistemi kullanırken, güneģ enerji kuleleri ısıyı merkezi bir noktaya odaklamaktadır [50]. GüneĢ enerji kule sistemi [30] GüneĢ enerji kule sistemi, bir kule üzerine yerleģtirilen merkezi bir alıcı ve heliostat olarak adlandırılan özel aynalardan oluģmaktadır. Kule heliostatların merkezine yerleģtirilmiģ ve güneģ ıģınları kule üzerindeki merkezi alıcıya odaklanmaktadır. Bu sistem, 72,538 m 2 toplam kollektör alanına sahip 1818 adet güneģi izleyen heliostata sahiptir. Alıcı 90,8 m çelik kule üzerine yerleģtirilmiģ ve ısı transfer akıģkanı olarak su buharı kullanılmıģtır. Enerji 19,8 m çapında ve 13,7 m yüksekliğinde içerisinde ısı transfer yağı bulunan bir tankta depolanmaktadır. Depo edilen sıcak yağdan klasik bir buhar türbini kullanılarak 274 C sıcaklık ve 2,7 MPa basınçta buhar üretilmektedir [12] yılında Ġspanya da CESA-1 isimli güneģ enerji kule sistemi çalıģmaya baģlamıģtır.

• Paslanmaz çelik boru oluģacak ısı kayıplarını azalmak için cam boru içerisine yerleģtirilmiģtir [29].
• GüneĢ enerjisini belirli bir bölgeye odaklamak amacı ile fresnel mercek kullanılmıģtır.
• John Ericsson 373 W gücünde küçük bir motora hareket vermek için 3,25 m 2 lik bir parabolik kollektör tasarlamıģ ve imal etmiģtir.

Kollektörün odak çizgisi üzerine paslanmaz çelik malzemeden imal edilen tüp Ģeklinde alıcı yerleģtirilmiģtir. Paslanmaz çelik boru oluģacak ısı kayıplarını azalmak için cam boru içerisine yerleģtirilmiģtir [29]. Kollektörler güneģ ıģınlarını içerisinde çalıģma maddesi bulunan alıcıya odaklamaktadırlar. Alıcı içerisinde dolaģan çalıģma maddesi ısınmakta ve ısı eģanjörüne iletilerek yüksek basınçta kızgın buhar üretilmektedir. Kızgın buhar bir gaz türbini-jeneratör sisteminde kullanılarak elektrik üretilmektedir.

Dünyanın her yerinde yenilenebilir enerji kaynaklarının bir ya da birkaç çeģidine rastlamak mümkündür. Bu kaynakların en büyük avantajlarından birisi de ekolojik dengeye zarar vermemesidir [2]. GüneĢ, rüzgar, jeotermal, biokütle, katı atık ve gelgit enerjileri yenilenebilir enerji kaynaklarını oluģturmaktadır. Bu enerji kaynakları arasında güneģ enerjisi en önemli potansiyele sahiptir [3]. Yeryüzünden yaklaģık olarak milyon km uzaklıktaki güneģin içerisinde sürekli olarak hidrojenin helyuma dönüģtüğü füzyon reaksiyonları gerçekleģmekte ve oluģan kütle farkı ısı enerjisine dönüģerek uzaya yayılmaktadır. Yeryüzüne ulaģan güneģ ıģınımı değeri yaklaģık 1000 W/m 2 olarak kabul edilmektedir [4]. Türkiye 36 ve 42 enlemleri arasında kuzey yarımkürede yer aldığı için güneģ enerji potansiyeli oldukça yüksektir [5].

GüneĢ enerjisini belirli bir bölgeye odaklamak amacı ile fresnel mercek kullanılmıģtır. Bu enerjiyi Stirling motorunun sıcak hacminde bulunan çalıģma maddesine aktarmak amacı ile kaviti tasarlanmıģtır. Kavitide oluģan iletimle ısı transferi 600 W/m 2 ısı akısı için belirlenmiģtir. Kaviti alüminyum, bakır ve paslanmaz çelik olmak üzere üç farklı malzemeden imal edilmiģtir. Kavitilerin motor performansına etkileri çalıģma maddesi olarak helyum kullanılarak farklı Ģarj basınçları için incelenmiģtir. 28 8 Kim ve arkadaģları (2009) Kiemyung Üniversitesi ne kurulan Osan ve Dongho isimli iki fotovoltaik sistemin performans karakteristiklerini incelemiģlerdir. Dongho ve Osan fotovoltaik sistemlerinin yıllık enerji üretimleri sırası ile kwh ve kwh olarak elde edilmiģtir. Dongho fotovoltaik sistemin güç üretim verimi %9 ile %15,3 arasında değiģirken, Osan fotovoltaik sisteminin güç üretim verimi %10,8- %16,4 arasında değiģim göstermiģtir. Osan ve Dongho sistemlerinin elektrik üretim maliyetleri sırası ile 0,824$/kW ve 0,531$/kW olarak elde edilmiģtir [27]. Parabolik oluk Ģeklindeki kollektör bir odak çizgisi üzerine yerleģtirilen bir tüpe güneģ ıģınlarını odaklamaktadır. Parabolik oluklu kollektörün yüzeyi metal folyo ya da ince aynalardan oluģan bir yansıtıcı malzeme ile kaplanmaktadır.

Check