YENİ BİR YOĞUNLASTIRICI GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMİ TASARIMI VE STİRLİNG MOTOR VE JENERATÖR BİRİMLERİNİN UYGULAMASI

Abstract

Bu tez çalışmasında, Matlab-2012a benzetim programı kullanarak yeni bir beta tipi Stirling motor modeli geliştirlimişitir. Bu motora ilk kez üç fazlı sabit mıknatıslı yeni bir jeneratör eklenerek deneysel bir çalışma modeli gerçekleştirilmiştir. Modelde, Güneş enerjisinden elektriksel güç elde edebilmek için, sabit sıcaklıkta, ama farklı basınçlarda (1-5 bar) aralığında gazlar kullanılarak sistemin elektro-mekanik ve termo-mekanik özellikleri mühendislik performansı ve kullanılabirlik verimleri iyleştirilmişitir. Çalışmada, Stirling motor ve jeneratör için; basınç-hcmim ilişkisi, rotorun dönme hızı-çalışma gaz ilişkisi, rotorun momenti - ürettiği elektriksel güç ilişkisi, basınç-hcmim ilişkisi deneyleri, ortamdaki çalışma gazların (helyum ve hava ortamları)’nın sıcaklıkları-rotorun dönüş hızı gibi çeşitli fiziksel deneyler gerçekleştilmişitir. Sonuçlar teorik modellerle desteklenmiştir. Tasarlanan ve çalışan Stirling motor, 1 barlık basınç altında 1.5 kW gücü ve 600 K sıcaklık, uç sıcaklıkta üretebilmiştir. Bu çıkış güçü, belli basınç ve yüksek sıcaklık altında kontrollü olarak artılarak 270 W maksimum elektriksel güç elde edilmişitir. Tez kapsamında yapılan deneysel ve benzetim çalışmalarında, Stirling motor için kapalı hacim ortamında çalışma gazı olarak helyum ve hava kullanılmıştır. Sonuç olarak, helyum çalışma gazında havaya göre üretilen gücün en az 5 kat daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca büyük miktarda (DNI) absorbe etmek için GPS cihazı, iki kademeli motor, her bir koordinat için bir tane ve dişli kutu kullanılarak bir çift eksenli Güneş izleme tasarlanmıştır.