Isı Depolama Malzemesi ile Bütünleşik Hava Isıtıcılı Güneş Kollektörünün Geliştirilmesi

Hava ısıtıcılı güneş kollektörleri, kollektör aktif alanı, kullanılan izolasyon malzemesi ve kalınlığı, yutucu yüzey, koruyucu cam ve ısıl depolama özelliği gibi birçok tasarım parametresine sahiptir. Bu parametrelerden kollektör aktif alanı, kullanılan izolasyon malzemesi ve kalınlığı gibi parametreler sabit tutularak değişiklik yapılan parametrenin kollektörün ısıl verimindeki etkileri araştırılabilmektedir. Bu sayede farklı materyallerle tasarlanmış kollektörler arasında en iyi ısıl verimin elde edildiği materyal ve uygulama parametreleri belirlenebilmektedir. Deneysel tasarlanmış kollektörler genel olarak belirlenmiş sabit tasarım parametreleri üzerinden üretilmekte ve uygulama parametreleri değiştirilerek ısıl verime olan etkileri incelenmektedir. Bu durum her bir varyasyon için ayrı bir kollektör üretimini gerektirmektedir. Bu çalışmada güneş simülatörleri ile ilgili yapılmış çalışmalar incelenerek ve belirlenmiş standartlar dahilinde bir güneş simülatörünün tasarımdan imalata kadar olan sürecinde izlenen yöntemler ve elde edilen sonuçlar anlatılmıştır. İç ortam şartlarında güneş enerjili sistemler üzerine yapılacak çalışmalarda kullanılabilecek; ışınım miktarının ayarlanabildiği, geliş açısının değiştirilebildiği, %10’dan daha az hatayla homojen ışınım dağılımı sağlayabilen, araştırmacının belirlemiş olduğu parametreler üzerinden deney sürecini kontrol edebilen, farklı sıcaklık verisini dakikada bir kayıt edebilen, akışkan hızını ve debisini ayarlayabilen halojen lambalarla işletilen bir güneş simülatörünün tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca çalışmada farklı noktalarındaki sıcaklık sensörleri ile güneş simülatörünün otomasyon sistemine entegre olabilen farklı materyaller ile ısı depolaması sağlayan bir kollektör tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Bu kollektör ile çalışma içeriğinde belirtildiği üzere en çok ısıl verimin sağlandığı materyalin belirlenmesine yönelik denemeler yürütülmüştür. Denemelerin sonuçlarına göre çift akışlı sistem ile yürütülen testlerin tamamında verimin tek akışlı sisteme göre daha verimli olduğu görülmüştür. Kullanılan ısı depolama materyali ve optimum miktarlar bakımından değerlendirildiğinde ise; serpantin dizilimli başmakçı tuğlası ile yapılan denemelerde 12 adet başmakçı tuğlası ile çift akışlı yöntemde yürütülen denemenin %66.9 verim ile en yüksek verime sahip olduğu tespit edilmiştir.