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.