Geri Dön

Nanotextured solar selective metallic surfaces for parabolic trough collector receivers

Parabolik oluklu kolektör alıcıları için nanotekslenmiş güneş seçici metalik yüzeyler

PDF İndir

  1. Tez No: 921376
  2. Yazar: LEVENT GÜNER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR TAYLAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ALPEREN GÜNAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik enerji, Güneş enerjisi, Güneş enerjisi sistemleri, Isı enerjisi, Yenilenebilir enerji, Electromagnetic energy, Solar energy, Solar energy systems, Heat energy, Renewable energy
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez, parabolik oluklu kolektörlerde (PTC) kullanılan güneş seçici kaplamalı alıcıların, imalat sürecini basitleştirerek ve teknolojinin uygulanabilirliğini artırarak nano dokulu metalik yüzeylerle değiştirilme potansiyelini araştırmaktadır. Bu amaçla, korozyona karşı dirençleri ve termal kararlılıkları nedeniyle Cr ve AISI 304 tercih edilmiştir. Bu malzemelerin optik parametreleri Lorentz-Drude Teorisi kullanılarak belirlenmiş, nano dokulu yüzeyler ise Gauss Rastgele Yüzeyler (GRS) yöntemiyle oluşturulmuştur. UV-VIS-NIR ve IR bölgelerindeki spektral yansıma spektrumları, Maxwell Denklemlerini çözmek için FDTD yöntemi kullanılarak modellenmiştir. Her bir malzeme-yüzey konfigürasyonu için opto-termal özellikler, spektral yansıma verilerinden türetilmiş ve PTC alıcısının termal modeline uygulanmıştır. Nanodokunmuş Cr yüzeyler arasında, 400°C sıcaklıkta 0,90 güneş soğurganlığı (α_s) ve 0,12 ısıl yayıcılık (ε_th) değerleri ile yüksek güneş seçiciliği elde edilmiştir. Bununla birlikte, 0,69'luk maksimum ısıl dönüşüm verimliliği (η_(th,c)) α_s/ε_th = 0,94/0,18 durumunda elde edilmiştir ve bu değer ticari PTC alıcısınınkinden (η_(th,c) = 0,71) sadece %2,8 daha düşüktür. Buna karşılık, AISI 304 benzer soğurganlığa (α_s = 0,94) ancak daha düşük seçiciliğe yani daha yüksek ısıl yayıcılığa (ε_th = 0,29) sahiptir ki bu da η_(th,c) = 0,65 ile ticari alıcının ısıl dönüşüm veriminin %8,5 daha altında kalmaktadır.

Özet (Çeviri)

This thesis investigates the potential of replacing commercial solar selective coated receivers in PTC receivers with nanotextured metallic surfaces to reduce the complexity of the fabrication and enhance the feasibility of these receivers. Chromium and stainless steel are selected for their corrosion resistance and thermal stability. Optical parameters of these materials are obtained using Lorentz-Drude Theory, while Gaussian Random Surfaces (GRS) are used to generate nanotextured surfaces. Spectral reflectance spectra over UV-VIS-NIR and IR regions are modeled using the FDTD method to solve Maxwell's Equations. The opto-thermal properties are derived from spectral reflectance data for each material-surface configuration and applied to a thermal model of the PTC receiver. Nanotextured Cr surfaces demonstrate high solar selectivity with solar absorptance (α_s) of 0.90 and thermal emittance (ε_th) of 0.12 at 400 °C. However, maximum thermal conversion efficiency (η_(th,c)) of 0.69 is achieved at α_s/ε_th = 0.94/0.18, only 2.8% lower than the commercial PTC receiver (0.71). In contrast, AISI 304 achieves similar absorptance (α_s = 0.94) but lower selectivity (ε_th = 0.29), resulting in η_(th,c) = 0.65.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    338592

    A feasibility study for external control on self-organized production of plasmonic enhancement interfaces for solar cells

    Güneş gözeleri için plazmonik arttırım arayüzü üretiminde kendinden oluşmanın dış etmenler ile kontrolü üzerine bir fizibilite çalışması

    MONA ZOLFAGHARI BORRA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    YRD. DOÇ. DR. ALPAN BEK

    DOÇ. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

  2. Tez No

    372520

    Dikey karbon nanotüp üretimi ve çeşitli uygulamalar için yüzey özelliklerinin incelenmesi

    Synthesis of vertically aligned carbon nanotubes and investigation of their surface properties for different applications

    ZEYNEP DALKILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KARATEPE YAVUZ

  3. Tez No

    418735

    Micro and nanotextured polymer fibers for open microfluidics

    Mikro ve nanoyapılı fiber tabanlı açık mikroakışkanlar

    MUHAMMAD YUNUSA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    PROF. MEHMET BAYINDIR

  4. Tez No

    438765

    Biyomedikal uygulamalar için titanyum implantların mikro ve nano yapılı titanyum oksit filmler ile kaplanması ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the mechanical properties of micro and nano structured titanium oxide films produced on titanium implant for biomedical applications

    TUNCAY DİKİCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Diş HekimliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA TOPARLI

  5. Tez No

    827133

    The performance of surface textured SiAlON ceramic cutting tools on turning operation of Inconel 718

    Inconel 718'ı̇n tornalama operasyonunda yüzey dokulu SiAlON seramik kesı̇cı̇ uçların performansı

    KÜBRA GÜRCAN BAYRAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERHAN AYAS

Geri Dön