Silindirik parabolik güneş enerjisi toplayıcılarının teorik olarak analizi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada ilk olarak güneş enerjisiyle ilgili temel bilgiler verilmiştir. Daha sonra esas konu olan silindirik parabolik yoğuşturucu teorik olarak ele alınmıştır. Bu teorik analizde konsantre edici hem optik, hem de ısıl yönden incelenmiştir. Optik analizde konsantre edicinin geometrik özellikleri ve sistemin güneşe göre yerleştirilmesi gözönüne alınarak en büyük verimi temin edecek konsantre edicinin özellikleri tespit edilmiştir. Isıl analizde ise yutucu boru, yutucu boru içinden geçen akışkan ve silindirik cam zarf için yazılan enerji denklemleri, optik analizden elde edilen veriler ve deneylerde ölçülen gerçek güneşlenme şartlan gözönüne alınarak nümerik olarak çözülecektir. Akışkanın, yutucu borunun ve cam zarfın sıcaklıklarının zamana ve konuma göre değişimleri belirlenmiştir. Ayrıca yine bu teorik analizden faydalanılarak çeşitli parametrelerin sistem verimi üzerindeki etkisi saptanmıştır. iv

Parabolic trough concentrators are of the most promising effective devices for the collection of solar energy, specially in sunny parts of the world. Historically the idea of collecting solar energy with the help of parabolic trough concentrators goes as for back as the second century. Numereus paners have been published on the theroetical and experimental analysis of the parabolic trougg concentrators. Howewer the great majority are devetod to optical analys is, where the ray coming from the center of the sun is assumed to be perpendicular to the aperture of the concentrator. Recently, an optical analysis for the parabolic trough concentrators has also been developed for the case where the reflector surface is perfect. Howewer there are very few studies on the thermal analys is of the PTC and these studies consider only the steady- state behaviour of the PTC. The parabolic trough concentrator investigated in this study consist of a cylindrical parabolic reflecting surface, a transparent envelope and a receiver tube centered a long the reflectoes focal line which carries a working fluid. The annulus between the receiver tube and the glass envelope is evecuated. In this study an analytical method is developed to describe the thermal system by means of set of unsteady state differential equations for the receiver tube, the glass envelope end the working fluid. Convective processes are modeled using empirically determined relationships. The effect of wind on convective losses from the glass envelope is also included.