Nanotextured solar selective metallic surfaces for parabolic trough collector receivers
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: LEVENT GÜNER
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Onur Taylan
Eş Danışman: Ahmet Alperen Günay
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.