Güneş radyasyon enerjisinin bir kısmı soğurucular (örn. güneş kollektörleri) kullanılarak ısıya dönüştürülebilir. Soğurucular, diğer gerekli bileşenlerle birlikte güneş sistemidir.

Güneş enerjisi sistemleri, yüzme havuzlarını ısıtmak, kullanım sıcak suyu üretmek, alan ısıtma talebini karşılamak veya diğer ısı tüketicilerini sağlamak için güneş ışınımını ısıya dönüştüren tesislerdir. Aşağıda, güneş termal ısı kullanımının bu biçimleri için enerji dönüşümünün fiziksel ilkeleri açıklanmaktadır.

Emilim, emisyon ve iletim

Güneş termal kullanımının temel prensibi, kısa dalga güneş radyasyonunun ısıya dönüştürülmesidir. Bu enerji dönüştürme işlemi foto-termal dönüştürme olarak da tanımlanabilir. Radyasyon malzeme üzerine gelirse, radyasyonun belirli bir kısmı emilir.

Bir vücudun radyasyonu soğurma kapasitesine soğurma kapasitesi veya absorpsiyon α denir; burada α, soğurulan radyasyonun madde üzerindeki tüm radyasyonun bir parçası olarak payını yansıtır. İdeal bir siyah cisim, her dalga boyundaki radyasyonu soğurur ve bu nedenle bire eşit bir soğurma katsayısına sahiptir.

Emisyon ε, bir cisim tarafından yayılan gücü temsil eder. Absorpsiyon α ve emisyon ε arasındaki ilişki “Kirchhoff yasası ile tanımlanır.

Belirli bir sıcaklıkta tüm cisimler için özgül radyasyon oranı ve absorpsiyon katsayısı sabittir ve miktarı bakımından bu sıcaklıktaki kara cismin özgül radyasyonuna eşittir. Bu oran, yalnızca sıcaklık ve dalga boyunun bir işlevselliğidir. Belirli bir dalga aralığında yüksek soğurma kapasitesine sahip olan madde, aynı dalga aralığında da yüksek bir emisyon kapasitesine sahiptir.

Absorpsiyon ve emisyona ek olarak, yansıma ve iletim de rol oynar. Yansıma katsayısı ρ, yansıyan radyasyonun gelen radyasyona oranını tanımlar. İletim katsayısı τ, belirli bir malzemeden iletilen radyasyonun tüm radyasyon olayına oranını tanımlar. Böylece absorpsiyon, yansıma ve iletimin toplamı birdir.

Absorberlerin Optik Özellikleri

Emiciler radyasyonu emmeli ve kısmen ısıya dönüştürmelidir. Soğurucu, diğer şeylerin yanı sıra, ifade edildiği gibi radyasyona karşı opak (τ = 0) olmasıyla karakterize edilir; soğurucu alandaki soğurma α ve yansıma ρ toplamı birdir.

İdeal bir soğurucu herhangi bir kısa dalga radyasyonunu yansıtmaz (ρ = 0) ve bu nedenle Denklem ile uyumlu olarak güneş radyasyonunu bu dalga aralığında (α = 1) tamamen soğurur. Belirli bir sınır dalga boyunun üzerindeki uzun dalga radyasyonu için durum tam tersidir. İdeal bir soğurucu verildiğinde, tüm radyasyonu yansıtır ve hiçbirini soğurmaz.

Buna göre, bu dalga aralığındaki emisyonun sıfır olması, ideal bir soğurucu durumunda soğurma ve yansıma katsayısının dalga boyuna bağlılığını gösterir.

İdeal senaryolar gerçek hayatta tamamen yeniden yaratılamaz. Sözde seçici yüzeyler (veya seçici kaplamalar), optimum emici özelliklere yakındır. Güneş ışınımı spektrumunda, yansıma katsayısı ρreal sıfıra yakındır, kızılötesi spektrumda (> 3 μm) bire yakındır. Absorpsiyon katsayısı αreal tam tersini gösterir.

Çeşitli farklı malzemeler için soğurma katsayısını ve güneş ışınımı ve güneş ışınımı spektrumunun kızılötesi aralığı için iletim ve yansıma katsayılarını gösterir. Seçici olmayan soğurucu ile karşılaştırıldığında, seçici soğurucu yüzeyler yüksek derecede αs/εI gösterir.

αS, güneş ışınımı spektrumundaki absorpsiyon katsayısıdır, εI, kızılötesi radyasyon spektrumundaki emisyon katsayısıdır. Bu tür yüzeyler bu nedenle α/ε-yüzeyleri olarak da adlandırılır. Tarif edilen seçici emiciler için as/eI oranları 9 ile 19 arasındadır. Örneğin 19’lu titanyum oksit özellikle yüksek bir as/eI oranı gösterir.

Solimpeks solar
Solimpeks Solar Konya
Solimpeks ısı pompası
Solimpeks sahibi kimdir
Solar sistem hesaplama
Solimpeks Fiyat Listesi
Solimpeks Isı pompası Hesabı
Solar Enerji ne demek

Kapakların Optik Özellikleri

Absorberin çevreye olan konvektif ısı kayıplarını azaltmak için, güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan absorberlerin çoğu durumda şeffaf bir kapağı vardır. İdeal örtüler, güneş radyasyonu aralığında bir iletim katsayısına sahipken, bu spektrumda yansıma ve soğurma katsayısı sıfıra eşittir.

Gerçek hayatta bu tür koşullar elde edilemez. Farklı kaplama malzemelerinin özelliklerini gösterir. Bu tabloya göre cam, ışık spektrumu içinde gerekli optik özellikleri çok iyi karşılamaktadır. Bununla birlikte, toplayıcı tarafından yayılan kızılötesi ışık geçemez ve esas olarak emilir.

Kirchhoff yasasına göre absorpsiyon derecesi yüksekse, cam kapağın sıcaklığı yükselir ve buna bağlı olarak çevreye olan radyasyon kayıpları da yüksektir. Bu kayıplar, kızılötesi ışığı yansıtan katmanların vakumla kaplanmasıyla azaltılabilir.

Genel Enerji Dengesi

Radyasyonu emen ve ısıya dönüştüren bir ortamın genel enerji dengesini tanımlar.

Solar termik sistemlerde soğurucu normalde bir kollektörün parçasıdır. Kollektörün diğer bileşenleri çerçeve, kapak ve izolasyondur. Bu koşullar göz önüne alındığında, enerji dengesi aşağıda daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Bir kollektör, kollektörden akan bir ısı transfer ortamı ile kullanılabilir ısıyı uzaklaştırır. Isı transfer ortamının girişindeki ve çıkışındaki enerji arasındaki fark, Q transfer ortamı tarafından uzaklaştırılan ısıl akıştır.

Burada c özgül ısı kapasitesidir, m. transfer ortamının yararlı p kütle akışıdır ve θin ve θout, toplayıcıya giren veya çıkan transfer ortamının giriş ve çıkış sıcaklıklarıdır.

Soğurucu Q’nun yansıma kayıpları, soğurucu üzerindeki radyasyon refl,abs ve yansıma derecesi ile hesaplanabilir. Soğurucu tarafından yansıtılan radyasyonun küçük bir kısmının yine kapak tarafından soğurucuya doğru yansıtıldığı ihmal edilmektedir. τcov, örtünün iletim katsayısı ve soğurucunun yansıma katsayısı ρabs’dir.

Soğurucunun konvektif termal kayıpları başlangıçta kapak plakasına aktarılır. Kararlı bir durumda (yani, kapak plakasının sıcaklık değişiklikleri konvektif termal akışın Q. yaklaşık olarak doğrusal olduğu varsayılabilir.

Conv,abs, soğurucu sıcaklığı θabs ile ortam hava sıcaklığı θe arasındaki farka bağlıdır ve ilk yaklaşımda sabit olan ısı transfer katsayısı U*col kullanılarak açıklanabilir (yani sıcaklıktan bağımsız ısı transfer katsayısı).

Denklem dikkate alındığında, Denklemin ilk iki terimi birleştirilebilir. Ayrıca, soğurucu normalde düşük emisyon derecelerine sahiptir. Soğurucu ile ortam arasındaki sıcaklık farkı düşük tutulursa Denklemin son terimi birçok durumda ihmal edilebilir.

Tüm ısı ve radyasyon kayıpları, tüm termal kayıpları hesaba katan sıcaklığa doğrusal olarak bağlı olarak, bir ısı transfer katsayısı Ucoll kullanan bir yaklaşımla tanımlanabilir. Bu varsayımlar Denklem ile sonuçlanır.

The post Solar Termal Isı Kullanımı – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).