Design principles of parabolic solar collectors

Abstract

Bu çalışmada, güneşi izleyen parabolik yansıtıcı bir yüzey ve cam kılıfı içerisine alınarak odak çizgisine yerleştrilmiş bir emici borudan oluşan parabolik güneş kollektörleri için matematiksel performans modeli programlanmıştır. Tek boyutlu kararlı hal durumu için temel olan ışınım-taşınım ısı transfer bağıntıları kullanarak enerji dengesinin kurulduğu matematiksel model, Visual Basic 6.0 programlama dili yardımı ile bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Geliştirilen matematiksel model ve simülasyon uygulamaları yardımıyla: çevresel koşullar, tasarımsal koşullar, malzeme özellikleri, akışkan özellikleri ve işletme koşulların etkisinin davranış ve analizleri incelenmiştir. Sistem davranışını tanımlayan matematiksel modelin bilgisayar simülasyon sonuçları, literatürde verilen test ölçüm sonuçları ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır._x000B_Oluk tipi parabolic güneş kollektörün geometrik ölçülendirmesi yapılmış uygun yansıtıcı yüzey ve emici boru seçimi ile tasarım tamamlanmıştır. Simülasyon programı yardımıyla, tasarımı yapılan güneş kollektörünün İzmir ili iklim koşullarında üretebileceği saatlik, günlük, aylık ile yıllık ısıl enerji hesaplanmıştır. A performance model has been programmed for solar thermal collector based on a linear, tracking parabolic trough reflector focused on a selective surface absorber tube (receiver) enclosed in an evacuated transparent glass tube: a Parabolic Trough Solar Collector PTSC. This steady state, single dimensional model comprises the fundamental radiative and convective heat transfer and energy balance relations programmed in the Visual Basic 6.0. It considers the effects of ambiance conditions, design conditions, material properties, fluid properties and operating conditions on the performance of the PTSC. The numerical model has been carefully validated with experimental data obtained by Sandia National Laboratories._x000B_Taking into consideration the operation and ambiance condition, the geometric design of the PTSC is done. Depending on the simulation program and the meteorological year data of İzmir city, the hourly, daily, monthly and annually output powers of the PTSC which designed in this study are determined.