View
10
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
I
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
FOTOVOLTAİK PANEL DESTEKLİ GÜNEŞ FIRINI TASARIMI
BİTİRME PROJESİ
Murat GÖMLEKLİ
Habib Semih UÇKAN
Burak KOÇ
Kubilay EROL
I. ÖĞRETİM
HAZİRAN 2020
TRABZON
II
T.C.
KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
FOTOVOLTAİK PANEL DESTEKLİ GÜNEŞ FIRINI TASARIMI
Murat GÖMLEKLİ
Habib Semih UÇKAN
Burak KOÇ
Kubilay EROL
Danışman: Prof. Dr. Tülin BALİ
BÖLÜM BAŞKANI: Prof. Dr. Burhan ÇUHADAROĞLU
HAZİRAN 2020
TRABZON
III
ÖNSÖZ
Bu projede, yiyeceklerimizi pişirmek amacıyla her gün kullandığımız büyük enerji tüketen
fırınların yerine güneş enerjisinden faydalanarak pişirme işlemi gerçekleştiren bir güneş fırını
tasarımı amaçlanmıştır.
Tez çalışmamız boyunca bizlere yardımcı olan Prof. Dr. Tülin Bali hocamıza teşekkür ederiz.
Murat GÖMLEKLİ
Burak KOÇ
Habib Semih UÇKAN
Kubilay EROL
Trabzon 2020
IV
ÖZET
FOTOVOLTAİK PANEL DESTEKLİ GÜNEŞ FIRINI TASARIMI
Bu çalışmada, güneş enerjisinden faydalanarak yansıtıcı yüzeyler yardımıyla güneş
ışınlarını kutu tipi bir fırın içerisinde odaklayıp yiyeceklerin pişirilmesi amaçlanmıştır. Güneş
ışınlarının günlük ve mevsimsel değişikler sonucunda yeryüzüne geliş şiddetleri değişmektedir.
Bu nedenle pişirme işleminde uygun sıcaklara ulaşmak zorlaşır. Bu durumun önüne geçmek için,
fotovoltaik panel desteğinden yararlanılmıştır. Fotovoltaik panel, gelen güneş enerjisini elektrik
enerjisine dönüştürür ve elektrik enerjisi de bir aküde depolanarak güneş ışığının yetersiz kaldığı
durumlarda yiyeceklerin pişmesi için gerekli enerjiyi sağlar.
Güneş fırını dıştan yalıtımlı bir kutu şeklinde olup, kapak kısmı güneş ışığını odaklayabilen
ve ısı iletim katsayısı düşük cam malzemeden tasarlanmıştır. Fırının iç yüzeyleri güneş ışınlarını
yansıtıcı alüminyum folyo malzeme ile kaplı ve eğimlidir. Pişirme işlemini desteklemek için
güneş panelinden üretilen elektriği kullanan bir direnç fırının tabanına yerleştirilmiştir. Tasarımda
fırın sıcaklığını ayarlamak için bir termostat mevcuttur. Yiyecekleri daha hızlı ve verimli bir
şekilde pişirmek / ısıtmak için yüksek ısı iletim katsayısına sahip bir bakır kap kullanılmıştır.
Seçilen bazı yiyeceklerin pişmesi için gereken süre teorik olarak hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Güneş Enerjisi, Fotovoltaik Panel, Kutu Tipi Güneş Fırını
V
SUMMARY
SOLAR OVEN DESIGN WITH PHOTOVOLTAIC PANEL
In this study, it is aimed to cook the food by focusing the sun's rays into a box type oven
with the help of reflective surfaces by using solar energy. As a result of the daily and seasonal
variations of the sun's rays, the intensity of the sun’s rays varies. Therefore, it becomes difficult
to reach the appropriate temperatures during the cooking process. To prevent this, photovoltaic
panel support was utilized. The photovoltaic panel converts the incoming solar energy into
electrical energy and the electrical energy is stored in a battery and provides the energy required
for cooking in the event of insufficient sunlight.
The solar oven is in the form of an externally insulated box and a lid is designed with a
glass material that can focus the sunlight and has low thermal conductivity. The inner surfaces of
the oven are covered with aluminum foil reflecting the sun's rays and are inclined. In order to
support the cooking process, a resistor using electricity generated from the solar panel is placed at
the bottom of the oven. The design includes a thermostat to adjust the oven temperature. A
copper container with high thermal conductivity was selected for cooking / heating food faster
and efficiently. The time required for some selected foods to be cooked is theoretically
calculated.
VI
İÇİNDEKİLER
Sayfa No
ÖNSÖZ .......................................................................................................................... III
ÖZET ..............................................................................................................................IV
SUMMARY ................................................................................................................... V
İÇİNDEKİLER ..............................................................................................................VI
ŞEKİLLER DİZİNİ ......................................................................................................VIII
TABLOLAR DİZİNİ ..................................................................................................... IX
SEMBOLLER DİZİNİ .................................................................................................... X
1. GENEL BİLGİLER......................................................................................................1-7
1.1 Giriş .......................................................................................................................1-2
1.2 Sistem Gereksinimlerini Karşılayabilecek Elemanlar …………………..……....3-7
1.2.1 Fotovoltaik Panel………………………………………........……………..3-5
1.2.2 Şarj Kontrol Ünitesi……………………………………………….…….....5-6
1.2.3 Akü………………………………………………………….………….......6
1.2.4 Evirici (İnverter)…………………………………………………………...7
1.2.5 Rezistans…………………………………………………………………...7
2. YAPILAN ÇALIŞMALAR………… ………………………………………………8-20
2.1 Fırın Tasarımı……………………………………………………………………11-16
2.1.1 Fırın Duvarları……………………………………………..…….……...….11-12
2.1.2 Kapak……………………………………………………………….….…..13
2.1.3 Yansıtıcı Plakalar………………………………………………….…….....13
2.1.4 Pişirme Kabı………………………………………………………..……....14-16
2.2 Elektronik Sistem Tasarımı……………………………………….………..…..16
2.3 Sistemde Kullanılacak Ölçme Aletleri................................................................17-20
2.3.1. Voltmetre.....................................................................................................17
VII
2.3.2 Ampermetre................................................................................................18
2.3.3 Termo Eleman.............................................................................................19
2.3.4 Güneş Işığı Ölçüm Cıhazı...........................................................................20
3. BULGULAR…………………………………………………………………………21-25
3.1 Seçilen Yiyeceklerin Pişirme Sürelerinin Hesaplanması…………..…………….23-25
4. TARTIŞMA………………………………..………………………………………....26-28
4.1 MALİYET ANALİZİ……………………………………………….………...…..28
5. SONUÇ…………………………………...…………...………….………….……......29
6. ÖNERİLER…………………………..………………………….…………..………..30
7. KAYNAKÇA…………………………………………………….……….…………..31
8. EKLER………………………………………….....…………………………....…….32-33
9. ÖZGEÇMİŞLER……………………………………………………....……...............34
VIII
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa No
ŞEKİL 1.1 Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası ….…………………….………2
ŞEKİL 1.2 Fotovoltaik Panel Çalışma Şekli ………………………………………….3
ŞEKİL 1.3 Güneş Hücrelerinin Seri ve Paralel Bağlantısının Şematik Gösterimi ..….4-5
ŞEKİL 1.4 Şarj Kontrol Cihazı ………………………………………..……….……..6
ŞEKİL 1.5 Akü Genel İç Yapısı…………………………………………………...…..6
ŞEKİL 1.6 İnverter Görünümü ………………………………………………….…... 7
ŞEKİL 1.7 Gerçek Fırın Rezistansı Görünüm………………………….…………..….7
ŞEKİL 2.1 Güneş Fırını Çalışma Döngüsü……………………………….…….…..…8
ŞEKİL 2.2 Güneş Fırını Sistemindeki Bağlantının Gerçek Gösterimi.……….….……8
ŞEKİL 2.3 Sistem Elemanlarının Toplu Görünüşleri (a) Önden görünüş ,(b) Sağdan
görünüş, (c) Soldan görünüş , (d) Arkadan görünüş………….………...…9-10
ŞEKİL 2.4 Fırın Duvar Yapısı Şematik Gösterimi..…………….…… ……......……..12
ŞEKİL 2.5 Güneş Fırını Çizimi Görünüşleri (a) Önden, (b) Sağdan, (c) Üstten ……..14-15
ŞEKİL 2.6 Marxlow Dt 830d Dijital Multimetre DT 830D..........................................17
ŞEKİL 2.7 Ampermetre Bağlantısı ….........................................................................18
ŞEKİL 2.8 Termoeleman ve Örnek Bağlanma Şekli..................................................19
ŞEKİL 2.9 Güneş Işını Ölçüm Cihazı (Solar Energie Messgerät PCE-SPM 1)….......20
ŞEKİL 4.1 Deniz E. Güneş Fırını Tasarımı..................................................................26
ŞEKİL 4.2 Emine Emel Dilaver Fırın Tasarımı...........................................................27
IX
TABLOLAR DİZİNİ
Sayfa No
Tablo 2.1. Yalıtım Malzemelerinin Özellikleri………………………………………………………………...12
Tablo 2.2. Güneş Fırını Malzeme Tablosu……………………………………..….…….16
Tablo 2.3. Güneş Fırınında Kullanılan Elektronik Eleman Modelleri…………………..16
Tablo 4.1. Maliyet Analizi Tablosu……………………………………………………..28
X
SEMBOLLER DİZİNİ
As : Güneş ışınımını soğuran yüzey alanı (m2)
b : Pişirme kabının cidar kalınlığı (m)
C : Özgül ısı ( J/kg°C)
d : Pişirme kabının iç çapı (m)
D : Pişirme kabının dış çapı (m)
H : Pişirme kabı yüksekliği (m)
i : Akım (A)
α : Kabul edilen kayıp katsayısı
m : Kütle (kg )
P : Güç (W)
R : Direnç (Ώ)
t : Saniye (s)
T : Sıcaklık (°C)
∆T: Sıcaklık farkı
V : Gerilim (V)
V : Hacim (m3)
q": Ortalama güneş ışınımı (W/m2)
ρ : Yoğunluk (kg/m3 )
1
1. GENEL BİLGİLER
1.1. Giriş
Güneş yaklaşık olarak bir küre şeklindedir. Güneş, enerjisini tüm yönlerde homojen bir
şekilde ışıma yolu ile yayar [3]. Güneşe ait ışınım enerjisi, yeryüzü ve atmosferde yer alan
fiziksel ve biyolojik etkileşimleri yönlendiren temel bir enerji kaynağıdır. Güneş, 1.99x1030 kg
kütlesinde sıcak bir gaz küresi olup, yüzey sıcaklığı yaklaşık 6 000 K’dır (Kelvin). Güneşin
merkezinde sıcaklık 8x106 K ile 40x106 K arasında değişmektedir [4]. Güneşin bu olağan üstü
yüksek sıcaklıkta bir saniyede yaydığı ışıma enerjisi, yaklaşık 4×1023 kW’tır. Güneşin çapı
1.392x106 km’dir. Güneş, gezegenimizden yaklaşık 1.496x108 km kadar uzaklıktadır. Güneşten
dünyamıza gelen enerji, bu çok uzak mesafeyi 8 dakikada kat eder ve yerküre, 40 dakika
içerisinde dünya üzerinde bir senede tüketilen toplam enerjiye eşit bir enerjiyi güneş ışınlarından
soğurur.
Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon işlemi, yani hidrojen gazının helyuma
dönüşmesi ile açığa çıkan ışıma enerjisidir ve dolayısıyla güneş sürekli bir füzyon reaktörü olarak
kabul edilebilir. Hidrojenin helyuma dönüşmesi esnasında ise saniyede 4x106 ton kütlenin
enerjiye dönüşerek yaklaşık 386x106 EJ (Eksa Joule) (1 EJ = 22.7 MTEP-Milyon ton eşdeğer
petrol) değerindeki enerji ışınım şeklinde uzaya yayılır. Bu işlem milyonlarca yıl daha devam
edeceğinden (yaklaşık olarak belirlenen rakamlara göre beş milyar yıl) güneş, gezegenimiz için
sonsuz bir enerji kaynağıdır.
Atmosfere gelen güneş radyasyonunun yaklaşık %17.5'i atmosferi ısıtmak için kullanılırken
yaklaşık %35'i bulutlardan ve yerden yansıyarak tekrar uzaya dönmektedir. Geriye kalan %47.5
değerindeki miktar ise yeryüzüne düşmektedir ve ısıya dönüşmektedir. Dünya atmosferinin
dışında güneş enerjisinin değeri 1370 W/m² kadardır. Buna karşılık, yeryüzüne ulaşan miktarı
atmosferden dolayı sadece 0-1100 W/m2 değerleri arasındadır. Bu da demektir ki, bu enerjinin
dünyaya gelen küçük bir miktarı bile dünyadaki mevcut enerji tüketiminden çok daha fazladır
[5]. Türkiye’ye gelen güneş enerjisinin bölgelere göre dağılımı Şekil 1.1 de verilmiştir.
Yemek pişirmek insanoğlunun en temel ihtiyaçlarından biridir. Bunu da çok çeşitli yollarla
yapmak mümkündür. Gıdaları pişirmek için güneş enerjisi kullanmak, gelişmekte olan ülkelerde
2
gıdaları pişirmek için kullanılan gaz, odun ve diğer enerji kaynaklarının kullanımına uygun bir
seçenektir [6]. Güneş enerjili pişiriciler aynı zamanda su pastörizasyonu için tek dumansız
çözümdür [7]. Güneş enerjili fırınların bu yakıtların yerine geçebilmesi, düşük maliyetli
malzeme, üretim tesisleri, finansman fonları, hükümet iş birliği ve kabul alanı geliştirmek için bir
pazarlama programı gerektirmektedir [6]. Kuşkusuz, güneş enerjili pişiriciler gıdaların
pişirilmesinde her bakımdan diğer yakıtların kullanımını durduramaz. Ancak uygun şekilde
kullanıldığında, küresel iklim değişikliğini, orman yok oluşunu ve dünyadaki fakir insanların
yakacak gereksinimlerini etkili bir şekilde azaltma aracı olabilir [6]. Güneş ocaklarının kullanımı
yakacak odun ya da geleneksel yakıt tüketimini azaltmak için gerekliliği çeşitli ulusal ve
uluslararası kuruluşlar tarafından kabul edilmektedir [7]. Solar Cooking International‖ güneş
enerjisiyle gıdaların pişirilmesi tanıtımının 69 ülkede gerçekleştirildiğini iddia etmektedir. 1993
sonunda, büyük ölçüde devlet tanıtımı ve devlet destekleri sayesinde, Hindistan’da 340 000 adet
ve Çin’de 140 000 adet güneş fırını üretilmiştir. Güneş enerjili pişirme 1982 yılından bu yana
Hindistan'ın Ulusal Programının bir parçası olmuş ve çeşit olarak %85’i kutu tipinde güneş
enerjili pişiriciler, devlet destekleri ile maliyetlerinin üçte birinin düşürülmesiyle altı eyalette
dağıtılmıştır [8].
Şekil 1.1. Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası
3
1.2. Sistem Gereksinimlerini Karşılayabilecek Elemanlar
Güneş ışınlarının gün içerisinde ve mevsimsel değişikler sonucunda yeryüzüne geliş
şiddetleri değişmektedir. Bu nedenle pişirme işleminde uygun sıcaklara ulaşmak zorlaşır. Bu
durumun önüne geçmek için, fotovoltaik panel desteğinden yararlanılmıştır. Fotovoltaik panel,
gelen güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür ve elektrik enerjisi de bir aküde depolanarak
güneş ışığının yetersiz kaldığı durumlarda yemeklerin pişmesi için gerekli enerjiyi sağlar. Bu
sebeple sistemin ihtiyaç duyduğu elektriksel devre elemanlar aşağıda anlatılmaya çalışılmıştır.
1.2.1. Fotovoltaik Panel
Şekil 1.2. Fotovoltaik Panel Çalışma Şekli
Fotovoltaik sistem, güneş enerjisini elektrik akımına dönüştürme teknolojisidir. Silikon gibi
bazı materyaller güneş enerjisini direkt olarak elektrik enerjisine çevirmek gibi bir özelliğe
sahiptir. Buna fotovoltaik etki denir.
4
Fotovoltaik güneş hücreleri, üzerine güneş ışığı düştüğünde güneş enerjisini doğrudan DC
elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken maddelerden oluşan sistemlerdir [Şekil 1.10.]. Genelde
yüzeyleri kare, dikdörtgen veya daire şeklinde biçimlendirilen kristalin güneş hücrelerinin alanı
100 / 156 / 243 cm2 civarında ve kalınlıkları ise 0,2 - 0,4 mm arasındadır. Güneş pilleri
fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalışırlar, yani üzerlerine ışık düştüğü zaman uçlarında elektrik
gerilimi oluşur. Güneş pilleri fotonları (güneş ışınlarının bileşenleri) soğurarak, onların enerjisini
elektrik moleküllere(elektron) çevirir. Bu moleküller hücrelerin ön ve arka kısımlarında toplanır.
Burada yaratılan gerilim bir elektrik akımı yaratır. Modüllere ve panellere monte edilmiş
hücreler, yeterince yüksek gerilim elde etmek için kendi aralarında da seriler halinde birbirine
bağlıdır.
Güneş enerjisi, güneş pilinin yapısına bağlı olarak %5 ile %20 arasında bir verimle elektrik
enerjisine çevrilebilir. Güç çıkışını artırmak amacıyla çok sayıda güneş pili birbirine paralel ya da
seri bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir. Bu yapıya fotovoltaik modül adı verilir. Güç
talebine bağlı olarak modüller birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak birkaç Watt’tan MW
kadar sistem oluşturulur. Şekil 1.11.’ de güneş hücrelerinin seri ve paralel bağlantı şekilleri
şematik olarak gösterilmiştir.
5
Şekil 1.3. Güneş Hücrelerinin Seri ve Paralel Bağlantısının Şematik Gösterimi
Fotovoltaik panelden elde edilen enerji akü ve pillerde olduğu gibi doğru akımdır. (DC) Bu
nedenle üretim tesislerinde ve evlerde kullanabilmek için inverter (çevirici) yardımıyla alternatif
akıma (AC) dönüştürülmeleri gerekmektedir.
Bizim sistemimizde de rezistansı çalıştırabilmemiz için güneş ışığından yararlanıp
fotovoltaik tarafından üretilen DC elektrik akımının akü tarafından depolanıp, inventer (çevirici)
tarafından AC akıma dönüştürülüp çalıştırılması amaçlanmıştır.
1.2.2. Şarj Kontrol Ünitesi
Şarj kontrol cihazı, akü ve panel arasında bulunan, akülerin verimli olarak şarj edilmesini
sağlayan ve akülerden panellere gidebilecek ters akımları önleyen oldukça önemli bir cihaz olup
Şekil 1.12.’ de gösterilmektedir.
6
Şarj kontrol cihazı, güneş panel modülüyle akü grubu arasında olduğundan asıl görevi bu iki
sistem bileşeninin birbirine zarar vermesini engellemektir. Yani bu cihaz içerisindeki devre ile
güneş panellerin toplam çıkış gerilimi toplam akü geriliminin üzerine çıktığı an sistem şarj
konumuna geçerek kontrol cihazı panellerden akülere akım akmasına izin verir. Ancak güneş
panellerinin çıkış gerilimi akü geriliminin altına düştüğü an akülerden panellere olabilecek akım
akışına izin vermez. Şarj kontrol cihazı, bir nevi DC-DC düzenleyicidir. Yani güneş panellerinde
sabit olarak üretilemeyen gerilim ve akımı sabitleyerek akülerin daha verimli şarj olmasını sağlar.
Şekil 1.4. Şarj Kontrol Cihazı
1.2.3. Akü
Akü, elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden ve devresine alıcı bağlandığı zaman
bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisine çevirerek dış devreye veren bir üreteçtir. Akü iç yapısı Şekil
1.13.’ te gösterilmektedir. Depoladığı DC akımı, DC olarak kullanılacak sisteme aktarır.
Şekil 1.5. Akü Genel İç Yapısı
7
1.2.4. Evirici (İnverter)
Elektriksel bir güç dönüştürme elemanı olarak tanımlanabilen inverter, güç dönüştürücü ya
da evirici olarak da adlandırılmaktadır. İnverterler, herhangi bir DC kaynaktan aldığı gerilimi
işleyerek, sabit veya değişken genlik ve frekanslı AC gerilim elde etmek için kullanılan güç
elektroniği devreleridir. İnverter istenilen gerilim, güç veya frekans değerlerinde AC akım elde
edilmesini sağlar. İnverter Şekil 1.14.’ te gösterilmektedir.
Şekil 1.6. İnverter Görünümü
1.2.5. Rezistans
Rezistans, elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren direnç tellerine verilen genel isimdir.
Şekil 1.15.’te gerçek bir fırın rezistansı gösterilmektedir. Rezistans oldukça yüksek ısılara karşı
direnç gösteren bir üründür. Rezistans teli elektrik akımına karşı direnç göstermektedir. Elektrik
konusunda direnç, iki uç arasına gerilim uygulanan bir maddenin elektrik akımına karşı
gösterdiği direnme gücüne verilen isimdir.
Şekil 1.7. Gerçek Fırın Rezistansı Görünümü
8
2. YAPILAN ÇALIŞMALAR
Tasarladığımız proje güneş fırını ve elektronik sistem olmak üzere iki ana parçadan
oluşmaktadır. Ana parçaları oluşturan elemanlar bu başlık altında belirtildi. Sistemin şematik
çalışma döngüsü Şekil 2.1’ de ve gerçek bağlantı şematik gösterimi de Şekil 2.2.’ de verilmiştir.
Çizim ortamında bir araya getirilen güneş fırını ve elektronik sistemin tüm elemanlarının montajlı
hali Şekil 2.3. te gösterilmektedir.
Şekil 2.1. Güneş Fırının Çalışma Döngüsü
Şekil 2.2. Güneş Fırını Sistemindeki Bağlantının Gerçek Gösterimi
9
(a)
(b)
10
(c)
(d)
Şekil 2.3. Sistem Elemanlarının Toplu Görünüşleri (a) Önden görünüş, (b) Sağdan görünüş, (c)
Soldan görünüş , (d) Arkadan görünüş
11
2.1. Fırın Tasarımı
Fırın tasarımında kullanılacak malzemeleri üç kısma bölerek düşünmek gerekirse kapak,
duvarlar ve güneş ışığını toplayıcı plakalar için aşağıda maddeler göz önüne alınarak malzeme
seçimi yapılabilir.
Fırın duvarları için;
• İç plaka,
• Yalıtım malzemesi,
• Dış plaka
Kapak için;
• Isı iletim katsayısı düşük cam seçimi,
• Kapak dış çerçeve malzemesi,
• Kapak ağzından hava çıkışını önlemek için uygun yalıtım malzemesi
Güneş ışığını toplayıcı plakalar;
• Uygun plaka malzemesi,
• Plaka üzerindeki yansıtıcı malzeme
2.1.1. Fırın Duvarları
Güneş ısı uygulamalarında ısıyı en yüksek düzeyde depolamak, verimlilik açısından büyük
önem taşımaktadır. Isı enerjisinin kutunun içinden kutunun dışına çıkmasını engellemek için
yalıtım sağlamak kaçınılmazdır. Bu amaçla, moiflex, melamin köpük, cam yünü, kâğıt tomarı,
kuru ot, saman kullanılabilir. Malzeme ne olursa olsun kuru olmalı ve çok fazla zorlanarak
doldurulmamalıdır. Bu malzemelerin konulmasının sebebi kutular arasında hareket eden havayı
önlemektir.
Björk ve Tomas Enochsson, üç farklı yalıtım malzemesinin yoğunlaşma oluşumu, drenaj,
neme bağımlı ısı geçirgenliği özelliklerini inceleyerek, ısıl geçirgenlik üzerinde nemlilik etkisinin
önemli farklılıklar gösterdiğini tespit etmiştir. Malzemenin yüksek difüzyon direnç faktörü veya
düşük geçirgenlik katsayısı düşük yoğunlaşma oluşumunu açıklayabilir. Alttaki çizelgede
özellikleri verilen ve yaptıkları çalışmada kullanılan Moniflex, cam yünü ve melamin köpük
yalıtım malzemeleri arasında cam yününün, en 21 büyük yoğunlaşma formasyonuna sahip olduğu
12
bulunmuştur. Tablo 2.1.’ de yalıtım malzemelerinin özellikleri gösterilmektedir. Malzemelerin
yalıtım için kuru formda olması önerilmiştir.
Tablo 2.1.: Yalıtım Malzemelerinin Özellikleri
Güneş fırının iç ve dış duvarları için çelik, alaşımlar, ahşap vb. kullanılabilir. Kullanılacak
sisteme ve duruma göre maliyet açısından en uygun malzemeyi seçmek gerekir. Dış plaka için
ahşap malzeme kullanılması planlanmaktadır. Ahşabın termal iletkenliği, ahşabın gözenekliliği
nedeniyle nispeten düşüktür. Ahşabın ısı iletim katsayısı 0,14 W/mK olduğu ilgili tablodan
bakılmıştır.[9] İç plaka için, çelik ince bir sac malzeme için ısı iletim katsayısı 205
W/mK’dir.[10]. Fırın duvarının kesiti Şekil 3.4.’ te verilmiştir.
Şekil 2.4. Fırın Duvar Yapısı Şematik Gösterimi
13
2.1.2. Kapak
Cam, akrilik, fiberglas vb. malzemeler saydam örtü malzemeleri olarak kullanılmaktadır.
Tek pencere camı kullanılan yapılar genellikle büyük sıcaklık dalgalanmalarına, hava akımına
maruz kalacak, dışarıdan pişiricinin içine soğuk hava girişi ve pişiricinin içinden dışarıya önemli
miktarda ısı kaçışı olacaktır. Bugün kullanılan en yaygın cam türü çift cam ünitesidir. Saydam
örtü, mümkün olduğu kadar güneş ışınlarını almalıdır ve mümkün olduğunca yukarı doğru artan
ısı kayıplarını azaltmalıdır. Radyasyon ve ısı yayımıyla çevreye ısı kaybının en aza indirilmesi ve
performansını arttırılması için iki ya da üçlü camla doldurulabilen saydam yalıtım malzemeleri
tavsiye edilmektedir.
2.1.3. Yansıtıcı Plakalar
Güneşli pişiriciye eklenecek bir ya da daha çok yansıtıcı, atmosferde yansıyan ek ışığı da
pişiriciye yönlendirerek ısı artışı sağlar. En iyi yansıtıcı olarak ayna düşünülebilir ancak aynalar
ağır pahalı ve kırılgandırlar. Yansıtıcı olarak kullanılabilecek diğer malzemeler parlatılmış
alüminyum ya da paslanmaz çelik plakalardır. Ancak yansıtıcı malzeme olarak MDF (3mm
kalınlığında) üzerine alüminyum folyo yapıştırmak ucuz ve verimli bir yoldur.
Bunların dışında güneş pişiricisinin taban tasarımı için; kutu tipindeki bir güneş enerjili
pişiricinin soğurucu tabakası basit bir düz tabaka toplayıcıdır. Malzeme olarak alüminyum, bakır
ya da benzeri metaller kullanılabilir. Soğurucu tabakanın mat siyah boya ile boyanması ya da
performansı artırmak için seçici bir yüzey ile kaplanması beklenir. Güneş ışınları, saydam
tabakadan geçtiğinde siyaha boyanmış veya soğuruculuğu yüksek bir tabakayla kaplanmış
yüzeye çarptığında, bu enerjinin büyük bir kısmı tabaka tarafından soğrulur ve daha sonra
pişiricinin içindeki pişirme kabındaki yiyeceğe aktarılır. Soğurucu tabakanın güneş ışınlarına 18
alttan ve üstten maruz kaldığı, çift taraflı bir güneş enerjili pişiricide, geleneksel kutu tipinde
güneş enerjili pişiricilere göre yemek pişirme süresi yaklaşık 30-60 dakika azalmıştır.[11]
14
2.1.4. Pişirme Kabı
Kutu tipi bir güneş fırınında yemek pişirmek için genellikle alüminyumdan yapılmış
silindir şeklinde pişirme kapları kullanılır. Dışı siyaha boyanmış pişirme kapları, soğurucu tabaka
ve tencereler arasında iletim yoluyla ısı transferi oranını artırmak için soğurucu tabakanın
merkezine konulur. Kapların sayısı yiyeceğe ve miktara bağlı olarak çeşitlenebilir. Pişirme kabı
ve kapağın alt yüzeyi, gıda için ısı transferi sürecinde etkisizdir [Şekil 3.5.].
Yapılan deneysel çalışmalarda ulaşılan sonuca göre, birkaç tutanak sağlanarak kabın
yükseltilmesi kabın tabanına doğru bir ısı aktarım yüzeyi yapacaktır. Sıcak hava dolaşımı kabın
alt yüzeyinden, kabın içerisinde pişirilmek istenen yiyeceğe taşınımla ısı transferini artıracaktır.
Bu değişikliğin, ısıtma ve soğutma işlemlerinin her ikisinde de ısı transferini geliştirerek sistemin
performansını artırdığı, doygunluk sıcaklığı ve pişirme için gereken zamanın önemli ölçüde
azalmasını sağladığı belirtilmiştir [12]. Bu çalışmada pişirme kabı olarak ısı iletim katsayısı
yüksek olan bakır pişirme kabı kullanılacaktır.
(a)
15
(b)
(c)
Şekil 2.5. Güneş Fırını Çizimi Görünüşleri (a) Önden, (b) Sağdan, (c) Üstten
16
Yukarıdaki veriler doğrultusunda güneş fırını tasarımı için seçmiş olduğumuz malzemeler
Tablo 2.2. de verilmiştir.
Sistemdeki Elemanlar Malzeme Türü
Yansıtıcı Plaka Kaplaması Alüminyum Folyo
Yansıtıcı Plaka Gövdesi Kontrplak
Cam Kapak Isıcam
Yalıtım Malzemesi Cam Yünü
Fırın İç Gövdesi Krom
Fırın Dış Gövdesi Ahşap
Pişirme Kabı Bakır
Tablo 2.2. Güneş Fırını Malzeme Tablosu
2.2. Elektronik Sistemin Tasarımı
Literatürdeki araştırmalarımız ve amacımız doğrultusunda güneş fırını sistemimiz için seçmiş
olduğumuz gerekli bağlantı elemanları aşağıdaki Tablo 2.3.’ de verilmiştir.
Sistem Elemanları Kullanılan Modeller
Fotovoltaik Panel Orbus ORP-30W 30 W, Polikristal
Şarj Kontrol Ünitesi Mestech 30A - 12/24V
Akü Varta 12V 24 Ah Kuru Akü
İnverter Orbus 300 W- 600 W 12V-220V
Termometre WINTACT WT300 Lazer Termometre
Tablo 2.3. Güneş Fırınında Kullanılan Elektronik Eleman Modelleri
17
2.3. Sistemde Kullanılacak Ölçme Aletleri
Sistemde kullanılan ölçme elemanları voltmetre, ampermetre, termoeleman çifti, güneş ışığı
ölçüm cihazı kullanılacaktır.
2.3.1. Voltmetre
Voltmetre bir gerilim ölçme aracıdır. Elektrik devrelerinin iki noktası arasındaki gerilimi
ölçmek için bu cihazlar kullanılır. Mucidi ünlü İtalyan fizikçi Volta olduğu için voltmetre ismiyle
kullanılmaya devam etmiştir. Analog ve dijital olmak üzere çeşitleri bulunmaktadır. Dijital ölçme
araçlarının analog olanlara göre daha hassas ölçüm yapabilir.
Voltmetreler, elektrik devresinin iki farklı bölgesi arasındaki gerilimi ölçmeye yarar. Bu
nedenle bağlama şekli de paralel olacaktır. Bu durum iç direncinin yüksek olmasını gerektirir. İç
direncin düşüklüğü kısa devre sebebidir. Voltmetrenin ilgili devreye paralel değil de seri olarak
bağlanması da farklı sorunlara sebep olur. Seri bağlamada ortaya çıkabilecek sorunların sebebi iç
direnç yüksekliğidir. Bu durum devrede anormal çalışmaya sebep olur. Bu anormallik devre
üzerinden olması gerekenden az ya da daha çok akım geçmesi şeklinde gözlenebilir. Marxlow Dt
830d Dijital Multimetre DT 830D satın alınabilir.
Şekil 2.6. Marxlow Dt 830d Dijital Multimetre DT 830D
18
2.3.2. Ampermetre
Ampermetre, elektrik akımının akım şiddetini yani iletkenden geçen akım miktarını ölçen
aletlere verilen isimdir. Elektrik devrelerinde, kâğıt üstünde ``daire içine alınmış A harfi `` ile
gösterilerek sembolize edilirler. Elektrik devresinde alıcıya seri bağlanırlar. Alıcının akımı
ampermetrenin içerisinden geçmesi gerekir böylelikle alıcı veya alıcılardan geçecek akımın
ölçülebilmesi için akımın hepsinin ampermetreden geçmesi gerekir. Ancak ampermetre, geçen bu
akımı ölçmeli ancak akımın geçişine engel olmamalıdır. Bunun için ampermetrenin iç dirence 0-
1 ohm aralığında seçilir.
Ampermetre, devreye seri bağlanmalıdır. Ampermetre bağlantısında ölçülmek istenen
elemanın bir ucu (-) ampermetrenin bir ucuna (-), (+) ucu da gerilimin (+) ucuna bağlanır.
Ölçülmek istenen elemanın (+) ucu da gerilimin (+) ucuna bağlanarak devre tamamlanır.
Böylelikle sistemin gerilimi tespit edilir.
Şekil 2.7. Ampermetre Bağlantısı
19
2.3.3. Termoeleman
Elektriksel sıcaklık ölçme yöntemlerinden en çok kullanılanı termoelemanlardır. Bunlarla
pratikte -185 ile 1820 derece sıcaklıkları arasında her türlü sıvı, katı ve gaz sıcaklıkları kolayca
ölçülebilir. A ve B gibi iki farklı malzemeden yapılmış metal tellerin birleşim noktalarında
birbirinden farklı T ve TR sıcaklıkları varsa bu sıcaklıkların fonksiyonu olarak devrede bir
elektromotor kuvvet (emk) oluşur.
Uçlar arasındaki gerilim farkından sıcaklık değeri tespit edilebilir. Bir termoeleman
devresinde birisi ölçme, diğeri ise sıcaklığı bilenen referans olarak adlandırılan uçlar arasındaki
sıcaklık farkı sonucu oluşan emk uygun bir cihazla ölçülerek bu noktalar arasındaki sıcaklık farkı
tespit edilir. Pratikte referans sıcaklık genellikle 0 derece sıcaklıktaki erimekte olan saf su buzun
sıcaklığı seçilir.
Termoelemanların pratikteki kullanımında öncelikle emk ölçülüp bu değer ile sıcaklığın
bulunması esastır. Termoeleman devresinde oluşan emk bir galvanometre, potansiyometre veya
milivoltmetre ile ölçülür. Bu voltaj farkı elektronik bir sisteme derece olarak ekrana yansıtılır.
Şekil 2.8. Termoeleman ve Örnek Bağlanma Şekli
20
2.3.4. Güneş Işığı Ölçüm Cihazı
Bu güneş enerjisi ölçüm cihazı ile güneş enerjisi gücü belirlenir. Diğer değerler de (akım,
gerilim, vb.) ayrı bir cihaz ile (veri kaydedicili multimetre) paralel olarak ölçülür. Bu sayede tesis
ve fotovoltaik kurulumun gücü hakkında bir tanımlama yapmak mümkündür. Işık yoğunluğu
ölçümü, monokristal silisyum güneş hücresi aracılığıyla gerçekleştirilir. Entegre işlemci, solar
simülatörde her bir cihaz kalibre edildikten sonra kesinliği sürekli kılmak için otomatik
doğrulamadan sorumludur. En önemli parametre olan Ptot (en W/m²) direkt ekranda okunabilir.
Dahili hafızada tutulan değerler (32.000 ölçüm değeri) yazılım ve seri giriş aracılığıyla
bilgisayara aktarılabilir. Bu Güneş Enerjisi Ölçüm Cihazı, ayrıca açık havada kullanımı ve açık
havaya karşı dirençli plastik gövdesiyle tanınmaktadır. Kompakt boyutları sayesinde rahatça
kullanılmaktadır.
Şekil 2.9. Güneş Işını Ölçüm Cihazı (Solar Energie Messgerät PCE-SPM 1)
21
3. BULGULAR
Bu çalışmada güneş fırını üzerine gelen ışınımın sabit olduğu kabul edilmiş ve %75’ inin
pişirme kabı tarafından soğurulduğu varsayımı ile hesaplar yapılmıştır. Güneş fırınından çevreye
taşınımla ısı kaybı ihmal edilmiştir. Teorik olarak bazı yiyeceklerin yaklaşık pişme süreleri
hesaplanmıştır.
Literatürde A.M. Khalifa, M.A. Taha ve M. Akyurt tarafından [ ] kutu tipi bir güneş fırını için
enerji dengesi:
qs + qres = qf +[ qcol,1+ qref,w + qc,1 + qs,1 + qb,1 ] + qab,0v +qres,1….…….(5.1)
şeklinde verilmektedir. Burada;
qf : Pişirme için kullanılan enerji
qcol,1: malzeme, işçilik ve açısal ayarda yapılan hatalar nedeniyle oluşan kayıplar
qref,w: camdan yansıma veya cam, tencere ve emici tabaka arasında çoklu yansımalar nedeniyle
oluşan kayıplar
qc,1: taşınım sonucu oluşan kayıplar
qs,1: yan kısımlardan kaynaklanan kayıplar
qb,1: alt kısımdan kaynaklanan kayıplar
qab,0v: pişirici bileşenleri tarafından soğurulan enerjiyi ve çıkmalar (köşebent) arasındaki
kayıpları ifade etmektedir.
qs: gün içerisindeki gelen güneş enerjisi
qres: rezistans tarafından üretilen ısı enerjisi
qres,1 :elektriksel bağlantılar tarafından meydana gelen kayıplar
Bu denklem bazı kabuller ve indirgemeler yapılarak aşağıdaki (3.2) nolu denkleme
indirgenmiştir:
22
q"x A x ∆t = (mkapckap + myiyecekcyiyecek ). ∆T………..……….. (3.2)
Sağlıklı bir pişirme işlemi gerçekleşmesi için ısı transferi hızlı ve ısı iletim katsayısı yüksek
malzemeden yapılmış bir pişirme kabı seçilmelidir. Pişirme kabı malzemesi olarak bakır seçildi.
Hesabın kolaylığı açısından pişirme kabının silindirik olarak tasarlanarak gerekli hesaplamalar
yapıldı.
Pişirme kabının kütlesinin hesabı:
Vkap= [(π*D2/4)*H] – [ (π*d2/4)*(H-b)]+ ( [π*D2/4]*b)
mkap= ρ* Vkap
D = pişirme kabının ve kapağın dış çapı
H = pişirme kabı yüksekliği
b = pişirme kabı ve kapak cidar kalınlığı
d = pişirme kabının iç çapı
denklemleri yardımıyla hesaplanabilir. Pişirme kabının sadece üst yüzeyine güneş ışınımının
geldiği düşünülmüş, yan yüzeylerde meydana gelen güneş ışımaları ihmal edilmiştir.
Güneş fırınında pişirilmek üzere su ve yumurta için gerekli süre hesaplamaları yapılarak
karşılaştırmalar yapıldı.
Karadeniz bölgesinde, Trabzon ili için, Mayıs ayındaki bir gündeki güneşlenme süresi
içerisinde (7.2 saat) ortalama güneş ışınımı değeri 1050 W/m2 olarak ilgili kaynaktan
okunmuştur.[ 13-14] Bu formülde yazılmış olan qs ısı enerjisini ifade etmektedir.
Rezistans tarafından üretilen ısı enerjisinin (qres) hesaplanabilmesi için gerekli formüller ve
seçimleri aşağıdaki şekilde ifade etmeye çalışacağız:
Sistemde 300 W’lık bir rezistans çalışması amaçlanırsa bunu çalışmak için gerekli akü hesabı:
P=V*I formülünden;
12 volt, 24 amperlik bir akü kullanmak gerekir.
P=12*25=300 W
23
Aküdeki DC akımı, AC akıma çevirmek için 300 W’lık bir invertere ihtiyaç duyulur. İnverter
DC akımdan dolayı meydana gelen dalgalanmaları engelleyerek, düzenli bir akım akışı sağlar.
• Fotovoltaik panelin aküyü sarj edebilmesi için gerekli hesaplamalar :
Panelin, aküyü şarj edebilmesi için akünün akım değerinin 1/10 değerinde akım üreten bir
güneş paneli gerekmektedir. Böylece akünün zarar görmesinin önüne geçilir. Bu nedenle 2.5 A
üreten bir güneş paneli seçilmelidir.
2,5 A* 10 saat = 25 A üretilir. Yani akü 10 saatte sarj edilmiş olur. Şarj sınırı 2.5 amper
olduğu için ısınma ve zorlamalara sebep olmamak adına daha büyük bir şarj kontrol ünitesi
seçilmiştir.
Fırın rezistansı için : P = I2 R t formüllünden yararlanarak uygun rezistans belirlenir.
• I= Aküden gelen akım (amper)
• R= Direnç (Ω)
• t= Çalışma süresi (s)
Şeklinde ifadeler kullanılabilir.
3.1 Seçilen Yiyeceklerin Pişirme Sürelerinin Hesaplanması
Pişirme kabının içinde su olması durumunda gerekli teorik süreyi hesaplamaya çalışalım :
q"x A x ∆t = (mkap,bakırckap,bakır + msucsu ). ∆T
• T1=21 ºC
• T2,su=100 ºC
• ∆T= 79 ºC
• b=0.003 m
• D= 0.15 m
• d= 0.144 m
• ρ bakır= 8954 kg/m3
• mbakır= 1.532 kg
• H= 0.05 m
24
• Cbakır= 387 J/kg ºC
• msu = 0.763 kg ( Pişirme kabı ağzına kadar suyla doluyken mevcut hacim )
• ρ su = 998 kg/m3
• csu = 4186 J/kg ºC
• As= (πd2)/4 = 0.01767 m2
• α = 0,75
Rezistans çalışmaması durumunda güneş ışınımıyla kaynama süresi hesaplama :
• 0,75x1050x[(πx0.152)/4]x∆t= [(1.532x387)+(0.763x4186)]x79
• ∆t = 21497s
Rezistasın çalışması durumunda gerekli kaynama süresi :
Rezistans gücü 300 W için elektriksel kayıp katsayısı 0.8 alınırsa :
• qres= 0.8x300 = 240 W
• [240+0,75x(1050)x[(πx0.1442)/4]]x∆t= [(1.532x387)+(0.763x4186)]x79
• ∆t = 1183s
Pişirme kabının içinde yumurta (Large boyut) olması durumunda gerekli teorik süreyi
hesaplamaya çalışalım:
q"x A x ∆t = (mkap,bakırckap,bakır + myumurtacyumurta ). ∆T
• T1=21 ºC
• T2,yumurta=120 ºC
• ∆T= 99 ºC
• b=0.003 m
• D= 0.15 m
• d= 0.144 m
• ρ bakır= 8954 kg/m3
• mbakır= 1.532 kg
• H= 0.05 m
25
• Cyumurta= 3180 J/kg ºC
• myumurta = 63-73 gr ≈ 68gr ( Large yumurta kütlesi)
• As= (πd2)/4 = 0.01767 m2
• α = 0,75
Rezistans çalışmaması durumunda güneş ışınımıyla kaynama süresi hesaplama :
• 0,75x1050x[(πx0.1442)/4]x∆t= [(1.532x387)+(0.068x3180)]x99
• ∆t = 6246s
Rezistasın çalışması durumunda gerekli kaynama süresi :
Rezistans gücü 300 W için elektriksel kayıp katsayısı 0.8 alınırsa:
• qres= 0.8x300 = 240 W
• [240+0,75x(1050)x[(πx0.1442)/4]]x∆t= [(1.532x387)+(0.068x3180)]x99
• ∆t = 317s
26
4.TARTIŞMA
Benzer sistemler ve bitirme projelerinden yaptığımız inceledik ve bir kıyas yaptık. Bunun
sonucunda bizim yapmış olduğumuz teorik hesaplamalar sonucunda bazı çıkarımlarda bulunduk.
Deniz E., Karabük Üniversitesi öğrencisi, yapmış olduğu projede sadece güneş enerjisinden
yararlanama yoluna gitmiştir. Fotovoltaik panel desteksiz ve farklı bir yansıtıcı tasarım sonucu
bazı veriler elde etmiştir.
Yumurta pişirme süresini, 3-4 saat elde ettiğini yazmış, teorik hesaplamalar sonucunda
üreteceğimiz fırının 317 saniyede bir yumurtayı pişireceği bulunmuştur.
Şekil 4.1. Deniz E. Güneş Fırını Tasarımı
Hacettepe Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Emine Emel Dilaverin yapmış olduğu çalışma
incelendiğinde, ahşap dikdörtgen yalıtımlı bir tasarımı için Şekil 4.1, yumurta pişirme süresini
1,5- 2 saat olarak test etmiştir. Fotovoltaik panel destekli güneş fırını için teorik hesaplamalar
sonucunda elde edilen veriler ışığında beklenilen pişme süresi 317 s bulundu.
27
Şekil 4.2. Emine Emel Dilaver Fırın Tasarımı
Bunun dışında güneş fırını tasarımıyla ısıtma ve pişirme işlemlerinde yenilebilir enerji olan
güneş enerjisi kullanılarak sürdürülebilirlik amaçlanmıştır. Tasarladığımız güneş fırını enerjisini
sadece güneşten aldığı için doğaya bir zararı yoktur ve emisyon salınımı olmaz. Elektrik enerjisi,
güneş ışınlarının yansımasıyla çalışan fotovoltaik paneller tarafından üretildiği için enerji israfı
olmaz ve yenilenebilirdir. Ayrıca güneş fırını güneşin var olduğu her yerde kullanılabilir.
28
4.1. MALİYET ANALİZİ
Tablo 4.1. Maliyet Analizi Tablosu
PARÇA ADI ADET FİYAT (TL) Toplam Fiyat (TL)
Ahşap Malzeme 5 10 50
Alüminyum Folyo 1 15 15
Cam Plaka 1 40 40
Fresnel Lens 1 80 80
Bakır pişirme kabı 1 50 50
Menteşe 4 2.5 10
Dijital Termometre 1 30 30
Cam Yünü 1 25 25
Kontrplak 6 5 30
Evirici (İnverter) 1 200 200
Akü 1 190 190
Şarj Kontrol Ünitesi 1 70 70
Güneş Paneli 1 150 150
940
29
5. SONUÇ
Karadeniz bölgesi, güneş ışınım yoğunluğu en düşük bölgemizdir. Güneş ışığının belirli bir
alana yoğunlaştırılması yemeklerin pişirilmesi açısından en önemli etkendir. Fresnel lens
yardımıyla düşük güneş ışınımlarımda dahi yüksek sıcaklıklara ulaşılmıştır. Burada yapılan bir
güneş fırını tasarımında direkt güneş enerjisinden yararlanarak yiyecekleri pişirme amaçlarken,
gün içerisinde ve mevsimsel değişikliklerden kaynaklanan sebeplerden dolayı güneş ışığının
şiddetinin farklı olmasından dolayı düşük durumlarda fotovoltaik panel desteğinden yararlanarak
rezistans çalıştırılmasıyla yemeklerin pişirilmesi için gerekli ısı ihtiyacının karşılanabilirliği
araştırılmıştır.
Bunun sonucunda tartışma bölümünde yapmış olduğumuz kıyaslamalar ışığında bazı
çıkarımlarda bulunulabilir:
• Fotovoltaik panel desteğinin olması pişirme süresini kısaltmıştır.
• Verimliliği daha yüksek bir sistem olmuştur.
• Güneş enerjisini depolayıp güneşsiz bir günde belli bir süre çalıştırılabilir.
• Ekonomik yönden pahalıdır.
• Çevresel etkileri açısından herhangi bir emisyon salınımı olmadığı için doğa dostudur.
Bu çalışmada tasarlanan güneş fırınının sadece güneş enerjisiyle çeşitli yiyeceklerin (su ve
yumurta) pişirme süreleri teorik olarak hesaplanmıştır. Daha sonra sistemde destekleyici rezistans
kullanılarak aynı miktardaki yiyeceklerin pişirme süreleri hesaplanmış ve önceki durumla
karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, güneş fırınında rezistans kullanılarak pişirme sürelerinin azaldığı
teorik olarak görülmüştür.
30
6. ÖNERİLER
Fotovoltaik panel destekli fırının verimliliğini arttırmak için farklı birçok durum düşünebilir.
• Fotovoltaik panelin belli bir açıda bulunması ve güneşin gün içindeki hareketi sonucunda
güneş ışınları farklı açılarda panel üzerine yansımaktır. Bunun sonucunda güneş
enerjisinde tam anlamıyla yararlanılamamaktadır.
• Güneş enerjisinden tam anlamıyla yararlanmak adına fotovoltaik panel altına dişli bir
sistem düşünebilir. Gün içerisinde elle veya otomatik ayarlanabilir.
• Otomatik durum için matlabtan C kodlarıyla bir yazılım yapılıp güneş ışığının gün
içerisindeki konumuna göre en verimli durum elde edilebilir. Bunun sonucunda güneş
enerjisinden tam anlamıyla yararlanılabilir.
• Fırın yansıtıcıları içinde yukarıdaki durum düşünülebilir. Çünkü güneş ışığı fırın içerisine
ne kadar fazla yansıtılabilirse o kadar verimli bir pişirme enerjisi elde edilir.
• Fırın yalıtım malzemeleri daha pahalı ve yalıtım gücü yüksek malzemeler seçilerek
yalıtım en az indirilebilir.
• Pişirme kabı için, ısı iletim katsayısı yüksek daha pahalı bir malzemeden üretilip güneş
enerjisinin büyük bir kısmı yok olmadan pişirilecek yiyeceğe aktarılması hedeflenebilir.
31
7. KAYNAKÇA
[1]. ÜLTANIR, M.Ö., “21. Yüzyılın Eşiğinde Güneş Enerjisi”, Bilim ve Teknik, Sayı: 340,
S: 50-55, Mart 1996.
[2]. ŞEN Zekai, `Temiz Enerji ve Kaynakları`, `Su Vakfı Yayınları, İstanbul, 2002.
[3]. Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi. 2009. Dünya’da ve Türkiye’de Güneş
Enerjisi, ISBN: 978-605-89548-2-3. DEKTMK YAYIN NO: 0011/2009, EKC Form Ofset,
Ankara.
[4]. Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü. 2015.
[5].YEGM. Yenilebilir Enerji Genel Müdürlüğü. 2015.
[6]. E. E. Dilaver ve İ. D. İnan, "Değişik Yiyeceklerin Farklı Yöntemlerle Pişirilmesindeki
Pişirme Enerjisinin Belirlenmesi ve Seçilen Örneklerle Bir Güneş Fırınında Sonuçların
Değerlendirilmesi", %1 içinde 5. Güneş Enerjisi Sempozyumu ve Sergisi, Mersin, 2011.
[7]. S. S. Nandwani, Design, ``Construction and Study of a Hybrid Solar Food Processor in
The climate of Costa Rica``, Renewable Energy, cilt 32, No. 3, pp. 427-441, 2007.
[8]. M. Tucker, ``Can Solar Cooking Save ,The Forests ? ``, Ecological Economics, cilt 31,
pp. 77- 89, 1999.
[9] https://www.izoder.org.tr›hesapdegerleri
[10] https://www.elektrikce.com/ , Metallerin İletkenlik ve Diğer Özellikleri
[11] https://antrak.org.tr/ , Güneş Fırını Tasarımı
[12] http://openaccess.hacettepe.edu.tr/ , Design and Testing of Solar Box Cooker [13] http://www.emo.org.tr/ , Türkiye’nin Doğu Karadeniz Bölgesi’nde Güneş Enerjisi
Potansiyeli: Trabzon İli Örneği
[14] https://dergipark.org.tr/ , Daily Global Solar Radiation Measurement
32
8. EKLER
Ek-1
33
Ek-2
34
9. ÖZGEÇMİŞLER
Murat GÖMLEKLİ
1 Temmuz 1995 yılında Bursa’da doğmuş olup liseyi Bursa Hürriyet Anadolu Lisesi’nde bitirmiştir.
Lisans programını Karadeniz Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümünde okumaktadır.
Yabancı dil olarak İngilizce ve Almanca bilmektedir.
Habib Semih UÇKAN
5 Mayıs 1994 yılında Rize'de doğmuş olup liseyi Ardeşen Anadolu Öğretmen Lisesi'nde bitirmiştir.
Lisans programını Karadeniz Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümünde okumaktadır.
Yabancı dil olarak İngilizce bilmektedir.
Burak KOÇ
27 Ekim 1996 yılında Erzincan'da doğmuş olup Milli Egemenlik Anadolu lisesi' nden mezun
olmuştur. Lisans eğitimine Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde devam
etmektedir. Yabancı dil olarak İngilizce bilmektedir.
Kubilay Erol
21 Ekim 1996 İstanbul'da doğmuş olup liseyi Kağıthane Anadolu Lisesi'nde bitirmiştir. Lisans
eğitimini Karadeniz Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği bölümünde almaktadır. Yabancı dil
olarak İngilizce bilmektedir.
Recommended