Güneş enerjisinin çakıl deposunda depolanması ve plastik tünel tipi bir seranın ısıtılması amacıyla kullanılması konusunda bir çalışma
A Study on the solar energy storing rock-bed and utilization of this energy to heat a plastic tunnel type greenhouse
- Tez No: 133008
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KÜRKLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarım Makineleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
ÖZET GÜNEŞ ENERJİSİNİN ÇAKIL DEPOSUNDA DEPOLANMASI ve PLASTİK TÜNEL TİPİ BİR SERANIN ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI KONUSUNDA BİR ÇALIŞMA Sefai BİLGİN Yüksek Lisans Tezi, Tarım Makinaları Anabilim Dalı Danışman: Doç. Dr. Ahmet KÜRKLÜ Ocak 2002, 62 sayfa Bu çalışmada, güneş enerjisinin toprakaltı bir çakıl taşı deposunda depolanması ve plastik tünel tipi bir seranın ısıtılmasında kullanılması amaçlanmış ve böyle bir sistemin ekonomikliği incelenmiştir. Denemeler 5x3 m (15 m2) boyutlarında biri kontrol amaçlı olmak üzere iki adet plastik tünel tipi serada yürütülmüştür. Enerji depolama ortamı olarak, sera içerisindeki toprakta açılan 3x0.75x1.25 m (uzunlukxgenişlikxyükseklik) boyutlarında iki adet kanala yerleştirilen, ortalama çapı 3.21 cm ve yaklaşık ağırlığı 8 ton olan çakıl taşlan kullanılmıştır. Kanal çevresi 50 mm kalınlığında cam yünü ile yalıtılmış ve kanalların üzeri toprak ile kapatılmıştır. Deneme süresince, enerji depolama sistemi içerisinden sera iç ortam havasını dolaştırmak üzere 1 100 m3/h debilİ radyal bir fan kullanılmıştır. Fan, minimum ve maksimum çalışma şartlarını belirleyen iki adet termostat tarafından kontrol edilmiştir. Seranın ısıtılmasında, gün boyunca çakıl taşı deposunda enerji depolanmış ve gece boyunca, depolanan enerji iç ortama geri verilmiştir. Aynı sistemin aşın sıcaklık yükselmesinin önlenmesi amacıyla kullanılması durumunda ise, gün boyu çakıl taşı deposunda depolanan enerji, gece daha soğuk dış ortam havası kullanılarak sera dışına boşaltılmıştır. Denemelere Ekim 2000'de başlanılmış ve Mayıs 2001*de bitirilmiştir. Deneme süresince sera içerisinde herhangi bir ürün yetiştirilmemiş ve sera havalandırma pencereleri, sera iç ortamında aşırı yoğuşma olmadığı sürece açılmamıştır. Araştırma sonuçlarına göre; seranın ısıtılmasında, deneme düzeninin her iki sera iç ortam sıcaklıkları arasında yaklaşık 10 °C'lik bir fark sağlayabildiği ve açık bir gününardından gelen kapalı bir günün sonunda bile sera İç ortam sıcaklığının dış ortam sıcaklığından daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Dolayısı ile sistem tararından depolanan enerjinin bir kısmı 24 saatten fazla bir süre depoda tutulabilmiştir. Sistemin, yüksek güneş ışınımı ve dış ortam sıcaklığında daha etkin çalıştığı gözlenmiştir. 140 mmSS basınç düşmesine sahip mevcut fanın gereksinimden daha büyük olduğu görülmüş ve aynı hava debisi ve daha düşük basınç düşmeli bir fanın mevcut olan ile değiştirilmesi durumunda güç tüketiminin daha düşük olacağı ve dolayısı ile bu sistemin ekonomikliğinin daha da artacağı söylenebilir. Ayrıca sistemin ortalama enerji depolama verimi yaklaşık %34, enerji geri kazanım verimi ise %80'nin üzerinde bulunmuştur. Matematiksel modelleme yoluyla hesaplanan değerler ile ölçülen değerler arasında büyük bir uyum olduğu belirlenmiştir. Bu tür bir enerji depolama sisteminin soğuk havalarda, seralarda oluşabilecek donu engelleyebileceği ve diğer ısıtma sistemlerine (LPG'li ve Mazotlu) göre daha ekonomik olduğu belirlenmiştir. Sistemin seralarda sıcaklık yükselmesinin önlenmesi amacıyla kullanılması durumunda ise, deney serasında kontrol serasına kıyasla 14 °C'ye kadar daha düşük iç ortam sıcaklıkları sağlandığı belirlenmiştir. Sıcaklık farkının, güneş radyasyonu ve dış ortam sıcaklığının artması İle arttığı görülmüştür. Nispi nem, deney serasında gün boyu yaklaşık % 40'm altına düşmemiş ve her zaman kontrol serası nispi neminden daha yüksek olmuştur. Bu uygulamada çakıl taşı depolama sisteminin güneş enerjisi depolama verimi % 38 olarak hesaplanmış ve sistemin seralarda aşın sıcaklık yükselmelerini önleme uygulamaları için önemli bir potansiyele sahip olduğu görülmüştür. ANAHTAR KELİMELER: Sera, çakıl taşı deposu, enerji depolama, ısıtma, aşırı hava sıcaklıkları, güneş enerjisi, matematiksel modelleme, ekonomik analiz JÜRİ: Doç. Dr. Ahmet KÜRKLÜ Prof. Dr. Feridun HAKGÖREN Prof. Dr. Osman YALDIZ ıı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT A STUDY on the SOLAR ENERGY STORING ROCK-BED and UTILISATION of THIS ENERGY to HEAT a PLASTIC TUNNEL TYPE GREENHOUSE Sefaİ BİLGİN M. Sc Department of Agricultural Machinery Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Ahmet KÜRKLÜ January 2002, 62 Pages In this study, storage of solar energy in an underground rock-bed and its utilization for heating of a tunnel type greenhouse was aimed and its economic analysis was carried out. The experiments were conducted in two plastic tunnels each with 15 m2 ground area (5x3 m); one of the tunnels being the control. Two canals each with the dimensions of 3xO.75xl.25 m were excavated in the ground of the tunnels and the rocks with average diameter of 3.21 cm and about weighting of 8 tons as the energy storage material were filled in the canals. Following this process all the sides were insulated to 50 mm thickness by glass wool and the top surface, then re-covered by the soil. During the experiments, a blower with a capacity of 1100 m3/h was used to move the greenhouse air through the energy storage system. Minimum and maximum thermostats controlled the operation of the blower. For heating of greenhouse, energy was stored in the rock-bed during the day and stored energy was recovered inside greenhouse during the night. When using the same system for the reduction of air temperature rise inside the greenhouse, energy stored in the rock-bed during the day was damped outside the greenhouse at night using the cooler outside air. The experiments were started in October 2000 and finished in May 2001. No crops were grown in the greenhouses and the vents were kept closed unless excessive condensation occurrence inside the greenhouses. The results of greenhouse heating showed that the rock-bed system created an air temperature difference of about 10 °C at night, between the two greenhouses, the mcontrol one having the lower temperature and furthermore, the rock-bed system kept the inside air temperature higher than that of outside air at night, even in an overcast day following a clear day. Therefore, some proportion of the energy stored by the system was kept in the store longer than 24 hours. The system worked more effectively in day with high solar radiation and air temperatures. A 140 mmWG head fan seemed larger than the required and if a lower head fan with the same air flow capacity can be replaced with existing one, power consumption can be lowered, which in turn increases the economic benefits of the system. Furthermore, average solar energy collection and the energy recovery efficiencies of the system were found to be about 34 % and higher than 80%, respectively. Excellent agreement was observed between calculated and measured data. This type of energy storage system seemed to be capable of preventing the damage of frost in greenhouses and was determined to be more economical than the other heating system (LPG or petroleum-based fuel burning) under the Turkish economic conditions. The results of the use of this system to prevent excessive increase of air temperature inside the greenhouse showed that the rock-bed system maintained 14 °C lower air temperature at maximum in the experimental greenhouse than the control one. The temperature difference seemed to increase with increasing solar radiation and outside air temperature. Relative humidity during the day remained at about 40 % in the experimental greenhouse and always higher than that of the control one. Average solar collection efficiency was 38 % and the rock-bed system seemed to have a significant potential for the prevention of air temperature increases in greenhouses. KEYWORDS; Greenhouse, rock-bed, energy storage, heating, excessive air temperatures, solar energy, mathematical modeling, economic analysis COMMITTEE: Assoc. Prof. Dr. Ahmet KÜRKLÜ Prof. Dr. Feridun HAKGÖREN Prof. Dr. Osman YALDIZ iv
Benzer Tezler
- Fresnel merceklerle yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin ısıya dönüştürülmesi ve depolanması
Design and built of solar thermal conversion system that converts and stores concentrated solar energy by fresnel lenses
LÜTFİ ERDEM GÖLALMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEMİR İNAN
- Havayla ısıtılan güneşli evlerde analitik ve deneysel bir inceleme
Başlık çevirisi yok
DOĞAN DEMİRAL
Doktora
Türkçe
1996
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. NECDET ALTUNTOP
- Güneş enerjisinin farklı malzemelere depolanmasının araştırılması
Investigation of the storage of solar energy in different materials
İLHAMİ ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSAMETTİN BULUT
- Kaya yataklı sistemlere havalı kollektörler yardımıyla güneş enerjisi depolanmasının araştırılması
Investigation of solar energy storage to rock bed with air collectors
FEVZİ GÜLÇİMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. AYDIN DURMUŞ