My Other Research

Projenin Adı: Biyogaz üretiminde verimliliğin artırılması amacı ile güneş kolektörlerinden farklı bir yararlanma yöntemi.
Projenin Amacı: Çalışmanın amacı konutlarda sıcak su elde edilmesinde  kullanılan güneş
kolektörü sistemlerden biyogaz üretiminde verimliliğin artırılması amacıyla
yararlanmayı mümkün kılacak uygun bir modelin önerilmesidir.

 Giriş: Nüfusunun büyük bir bölümü kırsal kesimde yaşayan ve geçimini tarıma dayalı tutan gelişmekte olan ülkelerde, biyogaz üretimi hem gübre kaynağı olması hem de enerji elde edilmesi yönünden önem taşır. Biyogaz üretiminde verim artırıcı önemli faktörlerden birisi, bu gazın üretiminde kullanılacak karışım sıcaklığının belirli sınırlar içerisinde tutulmasıdır. Ülkemizdeki biyogaz üretim uygulamalarının özellikle soğuk mevsimlerde olumsuz yönde etkilediği yada bazı bölgelerde tamamen işlemez hale geldiği  bilinmektedir. Öte yandan güneş enerjisi kullanarak sıcak su üreten kolektörler  temiz enerji kaynağı olarak hızla benimsenen ve yaygınlaşan sistemlerdir. Bu tür güneş kolektörü sistemler bol miktarda sıcak su üretebilme yeteneğine sahip düzeneklerdir. Biz güneş kolektörü su ısıtma sistemlerinin atıl potansiyellerinin biyogaz üretim süreçlerine yönlendirilmesi yoluyla, biyogaz üretiminde verimlilik artırıcı bir yöntem geliştirilebileceğini düşündük.

        Yöntem:
Biyogaz üretecinin oluşturulması: Biyogaz üretecinin laboratuvar modelinin hazırlanmasında Atatürk Üniversitesi Çevre Sorunları Araştırma Enstitüsü tarafından 1981 yılında yapılan ve
sürekli besleme prensibi ile çalıştırılan, Hindistan (Acharya) tipi, yüzücü gaz toplayıcı üreteci benimsendi. Ancak biyogaz üretim tankının tabanına ısı tanponlayıcı bir su haznesi ilave edildi. Bu hazne üreteç hacminin 1/10’u kadardır.
Güneş kolektörü su ısıtma sistemi: Soğuk iklim bölgelerine uygunluk gösteren güneş kolektörlerinden bir adet kullanıldı, ancak yapılan bir düzenleme sonucu biyogaz üreteç modeli, kolektör tarafından ısıtılan suyun en çok 1/10’u kullanabilmektedir.
          Sistemin bir bütün olarak konut-ahır kompleksinde yerleşiş Şekil 1. de verildi.
Sistemimiz esas olarak, konut artık sularının sahip olduğu ısının biyogaz üretim sürecine
aktarılarak değerlendirilmesi doğrultusunda yapılandırılmakla birlikte, konut sakinleri ihtiyaçları doğrultusunda ve istedikleri taktirde güneş kolektörü vasıtasıyla elde edilen ısıtılmış suyu (ısı enerjisi) bir vana yardımıyla, yalnızca  biyogaz üretim sürecine  yönlendirebilmektedirler.   
 Sistemin verimliliğinin belirlenmesi amacı ile ilk olarak biyogaz üreteci, üreteç iç muhtevanın 210C sabit sıcaklıkta tutulduğu koşullarda, ikinci olarak kolektörle bağlantılı biçimde, ancak sürekli besleme prensibi ile ve bina içi ortamda çalıştırıldı. Her iki denemede aynı hazırlık ve ölçüm
metotları uygulandı. Ölçüm sonuçları çizelgelerde (Çizelge 1. ve Çizelge 2.)  verildi.
Sonuçlar ve Tartışma: 
     Çizelgelerdeki (Çizelge 1. ve 2.) sonuçlar doğrultusunda  biyogaz üreteçinin iç ortamına bir kolektör
yardımı ile  ısı transferi yaparak  biyogaz üretiminde verimliliğin artırılabileceğini belirledik.  Önerilen sistem,  biyogaz üreteçlerinde ilk doldurma sıvısının ısıtılması ve günlük ilave sıvının ısıtılmasına da (Tank hacminin % 2-4) olanak sağlayabilmektedir. Böylece; ilk gaz çıkışı için gereken
sürenin (soğuk iklim yörelerinde yaklaşık üç hafta) kısaltılması, kış aylarında biyogaz üretiminin sürdürülebilir düzeyde tutulması sağlanabilecektir.
Çalışmamızda  iki temiz enerji kaynağının birbirlerinin tercih edilebilirliklerini artırmakta kullanılabileceği görüldü. Ancak  ayrıntılı sonuçların elde edilebilmesi için laboratuvar uygulamalarının daha uzun süreli çalışmalar biçiminde düzenlenmesi zorunludur. 
Kaynaklar:
Kırımhan, S., (1981), Organik Atıklardan Biyogaz Üretimi, Atatürk Üniversitesi Çevre sorunları       Araştırma Enstitüsü., Erzurum.
Enerji İstatistikleri, (1978), Türkiye 3. Genel Enerji Kongresi, Ankara.
Gobargas, (1979), “Gobargas ReRetrospect and Prospects”, Directorate of Gobar Gas Scheme, Bombay, India. 
Projenin Adı:
Porsuk çayı yeşil suyundan biyokömür elde edilmesi amacıyla yararlanılması.
Amaç:
Porsuk çayı havzasında aşırı miktarlarda çoğalan ve bir kirlilik unsuru olarak çeşitli sorunlara neden olan fitoplankton biyokütlelerinden biyokömür üretilmesi ve bitki yetiştiriciliğinde verim artırıcı bir materyal olarak önerilmesidir.
Giriş:
Plankton olarak adlandırılan çoğu mikroskobik ve sucul organizmaların ototrof (üretici) olan üyeleri fitoplankton olarak adlandırılmaktadır.
Fotosentetik organizmalar olmaları itibariyle suyun ve -büyük miktarlarda okyanusların- ışık alan üst katmanlarında yaşam sürmektedirler. Suda çözünmüş karbondioksiti kullanarak besin üreten bu canlılar, besin zincirinin de birincil üreticileri konumundadırlar. Su ortamlarında yerleşim göstermelerine rağmen, nemli karasal ortamlar örneğin, ıslak toprak ortamında da yaşayabilmektedirler.
Fitoplanktonik canlılar bitkisel özellikler taşır ve bu yüzden de fotosentez yapma özelliğine sahiptir. Bunlar ortamda bulunan karbondioksit, besleyici tuzlar ve çeşitli elementleri kullanarak, sahip oldukları klorofil maddesiyle güneş ışınlarını alarak fotosentez yapar. Bu olay sonucunda da organik besin moleküllerini oluşturur.
Çok az bir su ile, mikroalgler sadece gün ışığını kullanarak popülasyonlarını bir günde iki katına çıkarmaktadırlar. Hatta bazı mikroalgler bu büyümeyi sadece birkaç saat içinde tamamlamaktadırlar. Bir ton algin büyüyebilmesi için 1,8 ton CO2’e ihtiyaç duyulmaktadır. Bu açıdan algler büyük miktarlarda CO2 absorplayıcıdır.
Organik maddelerin, oksijensiz ortamda pirolizi veya az miktarda oksijen varlığında gazlaştırma işlemi sonucunda elde edilen yüksek karbon ve mineral içerikli ürüne “Biochar” denilmekte. Biochar, içine katıldığı toprağın hava almasını ve köklerin toprak içinde daha kolay ilerlemesini sağlayarak toprak kalitesini arttıran doğa dostu bir ürün. Bunun yanı sıra, içerdiği karbonu toprağa gömerek atmosfere geri dönmesini önleyeceğinden, üreten ülkelere Kyoto Protokolü kapsamında, karbon puanı sağlar.
Piroliz, basit bir yöntem olarak biyokütleden gaz elde etmek için de kullanılmış olan en eski yöntemlerdendir. Oksijensiz ortamda odunun 900oC‘ye kadar ısıtılması ile oluşan kimyasal ve fiziksel olaylar dizisi olarak tanımlanır. Piroliz sonucu gazlar, katran, organik bileşikler, su ve odun kömürü gibi maddeler elde edilir.
Ancak son yıllarda, tatlı su alglerinden biyokömür elde edilmesi ile ilgili deneysel düzeyde bilimsel çalışmalar ve yayınlar da görülmektedir.
Aksu Dağı'nın kuzey yamacından inen Bayatçık deresi ile Murat Dağı'nın kuzey yamacından inen Kızıltaş Suyu ‘nün birleşmesiyle doğan Porsuk Çayı, Sakarya Irmağı'nın en uzun (448 km) koludur. Kütahya Ovası'ndan geçip Eskişehir kentinin güneybatısında yer alan ve 1948'de hizmete giren Porsuk I ve 1971'de hizmete giren Porsuk II barajları arkasında toplandıktan sonra, Eskişehir Ovası’ndan ve Eskişehir kentinden geçer; Yassıhöyük karşısında Sakarya Irmağı'na ulaşır.
Eskişehir’in 25 km güneybatısında yer alan Porsuk Baraj Gölet’inin yapımına 1966 yılında
başlanmış ve 1972 yılında tamamlanmıştır. Rezervuarın uzunluğu 16 km, hacmi 457 milyon m3 ve yüzey alanı 27,20 milyon m2 dir.
Porsuk havzası gerek kolları ve gerekse rezervuar alanları ile önemli miktarlarda tatlı su barındırmaktadır.
Bu havzanın (Görsel 1.) başlıca kent içerisinden geçen kısım olmak üzere, çok yoğun biçimde içerdiği alg kirliliğinin giderilmesi amacı ile alg biyokütlelerinin ekonomik değere sahip bir ürün (biyokömür) elde edilmesine yönelik olarak ile filtre edilmesinin uygun bir çözüm getirebileceğini düşünerek çalışmalarımızı gerçekleştirdik.
Görsel 1. Porsuk çayı adalar bölgesi.


Yöntem:
Basamaklar halinde şu çalışmalar yapılmıştır (Şekil 1.):


Şekil 1. Proje kapsamında gerçekleştirilen çalışmalar.
1- Yeşil su örneklerinin alınması:
Porsuk çayının kent içerisinden geçen bölümlerinin (adalar) yüzey suyundan yeşil su ve makroskobik alg içeren örnekler alındı.
2- Örneklerin muhafaza edilmesi:
Okul laboratuvarında hazırlamış olduğumuz steril ve yapay aydınlatmalı kapalı oda koşullarında 48 saat süre ile muhafaza edilmiştir.
3- Yeşil su örneklerinden biyokütlenin ayrıştırılması:
İki farklı süzme (filitrasyon) uygulandı,
a- Göz açıklığı 1 mm olan plastik süzgeç kullanılarak süzüldü
b. Standart filtre kağıdı yardımı ile süzüldü
Elde edilen ıslak biyokütle yabancı materyallerin uzaklaştırılması amacı ile 1 lt çeşme suyu kullanılarak yıkanmıştır.
4- Kurutma: Süzülerek elde edilen biyokütlenin doğal olarak içerdiği suyun ve nem’in uzaklaştırılması amacı ile balon joje içerisine alınan biyokütlenin ispirto ocağı üzerinde ısıtılması işlemi uygulanmıştır.
5- Kömürleştirme düzeneğinin hazırlanması: Biyokömür elde etmek amacı ile 5 cm x 3 cm ebatlarında iki adet aliminyum aparattan oluşan bir kap kullanıldı.
6- Biyokömür eldesi: Bu amaçla 11 g miktarı ile kap içerisine konulan kuru mas 6 dakika süre ile ispirto ocağı üzerinde tutularak yavaş proliz yöntemi ile kömürleşme işleminin gerçekleşmesini sağladık (Görsel 2.).
Görsel 2. Elde edilen biyokömür.
Çalışmalarımız sırasında elde edilmiş olan fotoğraflar (Ek-1) verilmiştir.


Sonuçlar ve Tartışma:
Alglerin enerji üretimi amaçlı (biyodizel, etanol, biyogaz ve direk yakma) kullanımının yanı sıra birçok alanda kullanımı söz konusudur ve ekonomik değere sahip biyolojik bir varlıktır.
Alg biyokütlelerinin kullanımı ile elde edilen biyokömür’ün tarımsal uygulamalar bakımından önemi ise şöyle özetlenebilir: Biyokömür daha az gübre kullanımı sağlar fakat, tek başına gübre olarak kullanımı doğru değildir. Toprak analiz sonuçlarına göre tespit edilen elementlerle birlikte biyokömür uygulanması gerekir. Çünkü biyokömür asıl işlevi, gübrenin etkin bir şekilde toprakta tutunmasını ve bitki tarafından alınmasını sağlamaktır. Bu yüzden temel gübrelemede yanmış ahır gübresiyle birlikte kullanımı ya da eksik element gübrelemesi yapılacak ise kullanılacak gübreyle birlikte biyokömür kullanılması gerekir. Örneğin; temel gübrelemede dekara 2 ton yanmış ahır gübresi verilecekse; 1 ton ahır gübresi + 1 ton biyokömür karışımı toprağa uygulanır.
Biyokömür’ün toprak için yararlı etkileri ise: Metan emisyonunu tamamen engellemesi, nitroz oksit emisyonlarını ~%50 oranında azaltması, gübre gereksinimini ~%10 oranında azaltması, karbonun toprakta uzun süre tutulmasını sağlaması, toprak asitliğini gidermesi, pH değerini yükseltmesi, alüminyum toksitesini azaltması, yararlı mantar hiflerini (mikoriza, mikorizal mantar) artırarak, toprak yapısını düzenlemesi, su kullanımını iyileştirmesi, topraktaki mevcut besinleri tutması (NPK), baklagillerin toprakla azot fiksasyonunu dengelemesi, katyon değişim kapasitesini %50 artırması ve toprak geçirgenliğini yükseltmesi biçiminde sıralanabilir. Biyokömür’ün bitkisel üretim için yararlı etkileri ise: Bitki büyümesini hızlandırması, toprak çekme dayanımını artırması, karbon emisyonuna katkı sağlaması, pazara erken girme avantajı sunması, toprak verimini artırarak birim alandan daha yüksek miktarda ürün alınmasını sağlayarak ekstra kazanç sağlaması, verimi %20-%120 oranında artırması, ürünün kalitesini artırması ve homojen ürün deseni oluşturması, toprağın daha iyi havalanmasını sağlaması ve su geçirgenliğini artırması, toprağın su tutma kapasitesini artırarak, kuraklığa karşı su kaybını azaltması ve toprak nemini koruması, toprak rengini koyulaştırdığı için güneşi daha fazla absorbe etmesi ve güneş enerjisinden daha fazla yararlanmayı sağlaması, organik tarım yetiştiriciliği sağlaması, toprakta uzun yıllar kalabildiği için gübre maliyetlerini azaltması, bitkinin dayanımını artırması nedeniyle dolaylı olarak hastalık ve zararlılara karşı bitkinin dirençli olmasını sağlamasıdır.
Görüldüğü gibi biyokömür kullanımı, tarımsal uygulamalar için çok yönlü yararlar sağlamaktadır.
Biz, gerçekleştirdiğimiz proje çalışmaları sırasında porsuk çayından alına yeşil suyun rahatsız edici bir kokuya sahip olduğunu ancak, bu sudan yararlanılarak elde edilen biyokömür’ün böyle bir koku göstermediğini belirledik. Proje çalışmamız ile esasında itici bir etken olan kokunun da giderilebildiğini belirlemiş bulunmaktayız. Bu durum, biyokömür’ün arazi, park veya bahçelerde tercih edilen bir uygulama materyali olarak yaygın kullanımı için önemlidir.
Porsuk çayı ve rezervuarlarından alglerin filtre edilmesi ile tehlikeli sonuçlara da neden olabilecek, rahatsız edici bir kirlilik unsuru olan biyolojik kirlilik ve biyolojik kirlenme nedeniyle yaygınlaşan kimyasal kirliliğin azaltılması ve önüne geçilmesi de projemiz ile sağlanması mümkün olabilecek yararlı sonuçlardandır.
Kaynaklar:
Porsuk Çayı’nda (Eskişehir) Sucul Makrofitler, Zooplankton ve Bentik Makroomurgasızların İncelenmesi. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi Cilt: 3, Sayı: 1, Haziran 2011, 65-72
B. Taş., A. Gönülol., 2007. DERBENT BARAJ GÖLÜ (SAMSUN, TÜRKİYE)'nün PLANKTONİK ALGLERİ. Journal of FisheriesSciences.com (3): 111-123
Porsuk Baraj Gölü Epipelik Diyatome Frustullerinde Makro ve Mikro Element Konsantrasyonlarının Belirlenmesi. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi 4 (2): 1-6, 2011
Meb. 2008. Fitoplankton Kültürü Ders notları. T.C. Milli Eğitim Bakanlığı. Mesleki eğitimi güçlendirme projesi. ANKARA
http://www.marmore.com.tr/kutuphane-biochar
http://yahyau.home.uludag.edu.tr/documents/algler.pdf

Kanyaporn C., Tanongkiat K., Nat V., Churat T., 2012. Biochar production from freshwater algae by slow pyrolysis. Maejo International Journal of Science and Technology.
Projenin Adı:
Rüzgar ve güneş termal enerjisinden birlikte yararlanabilen yeni bir alternatif enerji ünitesinin önerilmesi.
Amaç:
Elektrik elde etmek amacı ile kullanılan bir yapı olan düşey akslı rüzgar türbin ünitesinin, güneş enerjili su ısıtma sistemleri için tasarlanmış olan vakum tüp kolektörlü sistem ile entegre edilmesini mümkün kılan yeni bir alternatif enerji ünitesinin önerilmesidir.
Giriş:
Dünya üzerine düşen güneş enerjisinin ~%1’i rüzgâr enerjisine dönüşür. Yaklaşık 3x1022Joule/yıl, yani dünyanın bir yılda tükettiği enerjinin yaklaşık iki katıdır. Rüzgârın oluşumunu sağlayan 2 temel etken vardır:
– Dünyanın kendi etrafında dönüşü
– Dünya yüzeyindeki sıcaklık farklılıkları

Bu iki etken başta hızı olmak üzere büyük miktarlarda değişkenlik gösteren bir tabiat olayına “rüzgâr” neden olmaktadır.
Türkiye’nin karasal alanlardaki yıllık rüzgâr enerjisi doğal potansiyeli 400 milyar kWh ve
teknik potansiyeli de 110 milyar kWh olarak hesaplanılmıştır. Bunun yanında, Türkiye yıllık
deniz üstü rüzgar enerjisi teknik potansiyeli de, 180 milyar kWh olarak tahmin edilmektedir.

Türkiye rüzgârlarının çok kuvvetli ve elektrik enerjisi üretmek bakımından çok elverişli oldukları iddia edilemez. Çok kuvvetli rüzgâr karakterleri 7,5-14,5 ve 14,5-21,4 ve >21,4m/s olduğu için ülkemiz coğrafyası üzerinde elektrik üretmeye yönelik rüzgar potansiyeli yüksek bölgeler Marmara, Ege ve Akdeniz kıyılarıdır. Bu bölgeler dünya üzerinde rüzgar gücü en yüksek olan ilk %30 alana girmektedir. Bu bakımdan konu ele alındığında, daha düşük rüzgar hızlarında 4-5 m/s hatta 2 m/s hızla çalışan lülesiz ve lüleli Savonius (helikal) türbinleri kullanmak, güç faktörlerin küçük olmalarına karşın daha akılcı olacaktır.

Bilindiği üzere güneş termal enerjisi, güneş ışınlarını ısı enerjisine dönüştürerek sıcak su üretiminde kullanılabilir. Klasik güneş enerji sistemlerinde güneş ışınlarını ısı enerjisine dönüştürmek için bakır, alüminyum ve galvanizli çelik kolektörlerden faydalanılır. Yani su, bu metallere temas ederek ısınır. Eskiden bakır alüminyum gibi metaller mutfaklarımızda kullanılırdı, fakat zehir etkisi yaratmaması için sık sık kalaylanırlardı. Ancak, kolektörlerde sağlık açısından oldukça önemli olan kalaylama işlemi yapılmamaktadır. Zaman içerisinde mutfakta kullandığımız bu metallerin yerini oldukça sağlıklı olan Krom Nikel ve Cam malzemeler aldı.

Vakum tüp silindirik şekli dolayısıyla gün boyu güneş ışınlarını dik olarak alır. Bu sayede güneş ışınlarının büyük bir kısmını emerek ısıya çevirebilir. Böylece su sıcaklığı yaz aylarında 95 °C, kış aylarında 55 °C sıcaklıklara çıkabilmektedir. İki tüp arasında bulunan hava vakumla alındığından çift cam pencere ve termos mantığıyla ısı yalıtımı sağlar.

Gölgeli ve hatta -30 °C ve -50 °C dereceye varan sert hava koşullarında dahi su sıcaklığını artırmaya devam eder. Klasik güneş enerjilerinde ısı kaybı geceleri havanın soğumasıyla birlikte düzlem kolektörlerin cam yüzeylerinden ve yetersiz cam yünü ısı yalıtım malzemesi kullanılması nedeniyle depo cidarından gerçekleşir. Camyünü izolasyon yağmurlu havalarda su yalıtımı iyi yapılmamış olan depo cidarından içeri sızan suyu emerek kısa zamanda çürür. Camyününün çürümesi demek depoların ısı yalıtım özelliğini kaybetmesi demektir.
 Vakum tüplü sistemlerde kullanım suyu cam dışında herhangi bir metale temas etmeksizin ısınır hijyeniktir. Vakum tüpün yukarıda belirtilen üstün özellikleri yanı sıra su deposunun termosifon kalitesinde poliüretan izolasyonu sayesinde, diğer klasik düzlem kolektörlerden farklı olarak, geceleri kolektörden olan ısı kaybı minimuma iner ve elde ettiği ısıyı maksimum düzeyde günlerce muhafaza edebilir.
Kolektör verimini artıran birinci etken, güneş ışınlarının gün boyu dik olarak alınmasıdır. Normal kolektörlerde ısı emici metal yüzey düzlem şeklinde olduğundan güneş ışınlarını sadece öğle saatlerinde dik olarak alır.
 İkinci etken, soğurucu yüzey performansıdır. Soğurucu yüzey performansı ısı emici yüzeyin absorbsiyon (a) katsayısının, yansıtma (e) katsayısına oranıdır. Absorbsiyon katsayısının yüksek, yansıtma katsayısının düşük olması kolektör verimini yükseltir.
                                                     DÜZLEM KOLLEKTÖR         VAKUM TÜP
Absorbsiyon Katsayısı (a)                  0,92 - 0,96                     0,93 - 0,96
Yansıtma Katsayısı (e)                        0,30 - 0,40                     0,03 - 0,06
Soğurucu yüzey performansı            2,3 - 3,2                         15,5 - 32,0
Görüldüğü gibi aradaki fark (6-10 kat) azımsayamayacak kadar fazladır 
Yöntem:
Projemiz için vertikal akslı bir rüzgâr türbin modeli (Şekil 1.) önerilmektedir.

Şekil 1. Projemiz için önerilen rüzgâr türbin modelinin şematik yapısı.
Türbin pervaneleri tekne biçimli olup, üretici firma tarafından 1 KW model için 7 adet pervane kullanılmış olmasına rağmen bizim model çizimimiz üzerinde iki adet pervane bulunmaktadır.
Güneş ısıl enerjisini toplamak amacı ile vakum tüplü kolektörlerin (Şekil 2.) kullanılmasını önermekteyiz.
Şekil 2. Vakum tüplü kolektör.
Tüp kolektörün, tekne biçimli rüzgâr pervanelerinin iç kısımlarına ilave olan vakum tüp teknesi üzerine (Şekil 3.) monte edilmesini önermekteyiz.

Şekil 3. Vakum tüpün yerleşimi.
Projemiz için önerilen kolektörler esas olarak (Şekil 4.) özetlenen prensiplere göre çalışırlar.


Şekil 4. Güneş kolektörü içyapısı ve çalışma prensipleri.
Projemizde güneş ısıl enerjisinin absorbe edilmesi amacı ile kullanılan esas unsur tüp kolektörler olmasına rağmen,  kolektör üst kısmında toplana sıcak çalışma sıvısından ısı alınması ve alınan bu ısının depolama tankına taşınması amacı ile ilave bir sıvı dolaşım (Şekil 5.) devresi önermekteyiz.


Şekil 5. Genel dolaşım şeması.
Dolaşım sistemi içerisinde bulunan sıcak ve soğuk su kütlelerinin hareketi iki kuvvetin etkisi ile gerçekleşecek biçimde tasarlanmıştır: Bunlar, merkezkaç kuvveti ve ısınan suyun genleşmesinden ortaya çıkan kuvvettir.
Dolaşım sistemi üzerinde yer alan geçişler (Şekil 6.) gösterilmiştir.


Şekil 6. Geçiş bağlantıları.
a- Pervane geçişi: yukarıdan gelen ve merkezkaç etkisi ile ve öz ağırlık farklılığı nedeni ile ayrık biçimde akan sıcak ve soğuk su eşit hızla dönüş yapan ancak sıcak ve soğuk su kanalları olarak ayrılmış iki kanallı boru sistemi içerisine alınır.
b- Rotor geçişi: Devam eden dikey boru hattının (iki kanallı boru sistemi) pervane ile eş zamanlı hareketini sağlamak için rotor dönüşünden destek sağlayan bir yapıya sahiptir.
c- Depo geçişi: Rotor tarafından tahrik edilen iki kanallı dikey boru hattının depo içerisine geçişini sağlar.
 Sistem içerisindeki sıvı akışı kademeli olarak şöyle özetlenebilir:
1- Vakum tüpü alt bölümünde ısınan sıvı kütlesi genleşerek tüpün üst kısmına yükselir.
2- Vakum tüpü üst bölümünde tüp ile çalışma sıvısı arasında ısı değişimi gerçekleşir.
3- Pervane hattının dönüş hareketi nedeniyle ortaya çıkan merkezkaç kuvveti soğuk suyu dışa, sıcak suyu içe iterek sıvıların akışını sağlar.
4- Dikey boru hattına giren su kütlesi pervana hattında üretilen merkezkaç etkisi ile deponun rezerv ettiği su kütlesi ile karşılıklı akış gerçekleştirir.
Sistemde deponun (ısı depolama ünitesi) pervane hattına göre alt konumda konumlandırılmış olması, pervaneler tarafından üretilen merkezkaç kuvvetinden bir miktar kaybedilmesine neden olacaktır ancak bu kayıp dikey boru hattının kısa tutulması ile azaltılabilir. 
Sonuçlar ve Tartışma:
Projemiz ile elde edilmesi amaçlanan yararlar şunlardır:
1-  Vakum tüp kolektörlerin, vakum tüp teknesi içerisinde saklanması kolektörlerin ısıl yalıtımını daha etkin hale getirecektir.
2- Vakum tüp kolektörlerin ışık alan yüzeylerini artırarak (Şekil 7. ) verim artışı sağlamak.
Bu verim artışı vakum tüplerin parabolik ayna benzeri bir geometriye sahip pervane teknelerinin içerisine yerleşik olmalarından kaynaklanmaktadır. Bu durumda vakum tüpler her yönden ışık alabilmekte ve vakum tüp teknesinin yoğunlaştırıcı etkisinden yaralanmaktadır.

Şekil 7. Farklı sistemlerin karşılaştırmalı verimlerinin şematize edilmiş gösterimi.
3- Ülkemiz rüzgâr koşulları ile uygunluk gösteren bir türbin modelinin, gene ülkemiz güneşlenme koşulları ile uygunluk gösteren bir kolektör modeli ile bütünleştirilmesi.
4- Rüzgâr enerjisine yönelik türbin mimarisinden, güneş termal enerjisi elde edilmesi amacı ile de yararlanılarak ekonomik yarar sağlanması.
5- Geliştirilmeye uygun bir alternatif enerji ünitesinin tasarlanmasıdır.
Sistemin güneş ışığı ile etkileşen unsuru olan vakum tüplerin, hareketli bir bileşen olan rüzgar pervaneleri üzerine yerleşik olması ışık ile sabit bir hattan teması engellemektedir, ancak bu handikap vakum tüplerin her yönde ışık alabilen yerleşim özellikleri nedeniyle büyük ölçüde giderilmiş olmaktadır.
Proje çalışmamız kapsamında ortaya koymuş olduğumuz kuramsal yapının, ölçeklendirilmiş bir model üzerinde sınanması için çalışmalarımız devam etmektedir. Bu konuda desteklenmeye ihtiyaç duymaktayız.   
Kaynaklar:
Mutlu BOZTEPE 2009. RÜZGAR ENERJİSİ. EES 487 Yeni Enerji Kaynakları . Ege Üniversitesi yayınları.
Önder ÖZGENER. 2002. TÜRKİYE’DE VE DÜNYA’DA RÜZGAR ENERJİSİ KULLANIMI. DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 3 sh. 159-173
M. Ali ERSÖZ., A. YILDIZ., 2003. Isı Borulu Vakum Tüp Güneş Kollektörlerinde Optimum Boru Çapının Belirlenmesi. Tesisat Mühendisliği - Sayı 133
A. Walker., F. Mahjouri., R. Stiteler., 2004.  Evacuated-Tube Heat-Pipe Solar Collectors Applied to the Recirculation Loop in a Federal Building. NREL/CP-710-36149
Dr. F. Mahjouri.,  Vacuum Tube Liquid-Vapor (Heat-Pipe) Collectors. Thermo Technologies.
RENEWABLE ENERGY TECHNOLOGIES: COST ANALYSIS SERIES. Volume 1: Power Sector. Issue 5/5. Copyright (c) IRENA 2012.

Comments

Post a Comment