Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Öğrenci: Pelin Güven
Eş Danışman: Onur Taylan
Özet:Tuz katmanlı güneş havuzu, düşük bütçeli ve güneş enerjisine dayalı bir sistemdir. Gelen güneş enerjisini toplar ve termal enerji formunda depolanmasını sağlar. Uzun süreli kullanımda yüksek ölçekli enerji depolayıcısı olarak görülmesiyle birlikte, az bakım gerektirdiği ve çevreye zarar vermemesinden dolayı son zamanlarda geliştirilmekte olan bir sistemdir. Güneş enerjisi, enerji talebini temiz ve sürdürülebilir bir şekilde karşılar; bu yüzden günümüzde çoğunlukla kullanılan enerji kaynaklarına sürdürülebilir bir alternatif olarak düşünülebilir. Tuz katmanlı güneş havuzu üç ana bölgeden oluşmaktadır. Birincisi, hemen yüzeyin altında bulunan üst konvektif bölgedir ve sadece sudan oluştuğu için en düşük sıcaklık ve yoğunluğa sahiptir. İkinci katman, alt konvektif bölge, en yüksek sıcaklık ve yoğunluğa sahip olmakla birlikte, güneş enerjisinin depolandığı katmandır. Sonuncusu ise, alt ve üst konvektif katmanlar arasında bulunan ve farklı tuz derişimlerine sahip olan, konvektif olmayan bölgedir. Çoğunlukla alt tabakada absorbe edilen güneş enerjisi o bölgedeki sıcaklığın yükselmesiyle sonuçlanır. Sıcaklık ve yoğunluk değişiminin oluşturulması ve kontrol edilmesi, tuz katmanlı güneş havuzlarının çalışma prensibini anlamak açısından çok önemlidir. Elde edilen sıcaklık farkları; gelen güneş radyasyonuna, rüzgar hızına, hava sıcaklığına, buna ek olarak güneş havuzunun çapına ve her bir bölgenin derinliğine bağlıdır. Bu araştırmanın temel amacı, güneş havuzunun deneysel ve sayısal analizini incelemektir. Elde edilen deneysel verilere (güneş radyasyonu, rüzgar hızı ve hava sıcaklığı) göre güneş havuzunun performans değerlendirilmesi yapılmıştır. Deneysel analizlerde, gelen güneş ışığının, rüzgar hızının ve hava sıcaklığının birbirine bağlı olarak etkisi vardır. Bunun yanı sıra, tuz katmanlı güneş havuzunun temel amacı alt konvektif bölgede yüksek sıcaklık elde edebilmektir ve yapılan deneysel analizlere göre elde edilen maksimum alt konvektif bölge sıcaklığı 46ºC olarak bulunmuştur. Elde edilen sonuçlarda, güneş radyasyonunun katmanların sıcaklık değişimi üzerindeki etkisinin hava sıcaklığının ve rüzgar hızının etkisinden daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Daha sonrasında, gelen güneş ışığının, rüzgar hızının ve hava sıcaklığının etkilerini ayrı ayrı inceleyebilmek adına sayısal modelleme geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, üst ve orta katmanların sıcaklıklarının artan güneş radyasyonu ile artarken, alt katmanın genellikle sıcaklığını koruduğu gözlemlenmiştir. Buna ek olarak, rüzgar hızının sadece üst katmana etkisinin olduğu, orta ve alt katmanlarda önemli bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Sayısal modelleme sonuçları, katmanların sıcaklığının değişmesinde en fazla etkinin değişen hava sıcaklığıyla elde edildiğini göstermiştir. Bunun dışında yapılan sayısal analizlerde, güneş havuzunun çapının artıp azalmasının katman sıcaklıklarında herhangi bir değişiklik yapmadığı bulunmuştur. Katmanların kalınlığının güneş havuzu sıcaklık değişimleri üzerindeki etkilerini daha iyi değerlendirebilmek için daha detaylı bir modelleme oluşturulması ilerideki çalışmalar için planlanmaktadır. Ek olarak, güneş havuzunun yüzeyini geçirgen maddelerle kaplamak detaylı bir şekilde incelenebilir; böylece alt katmanda depolanan sürdürülebilir enerji miktarı artabilir ve bu da doğrudan güneş havuzunun veriminin artmasıyla sonuçlanabilir.