Yatay güneş bacası sistemlerinin analizi ve uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi

Abstract

Yaşantımızda vazgeçilmez olan elektrik enerjisinin elde edilmesinde kullanılan fosil yakıtların çevreye olumsuz etkileri, tüm canlılar için önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Her geçen gün artan çevre bilinci ve birincil kaynakların tükenirliliği elektrik enerjisinin üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarından daha fazla yararlanabilmek için farklı yöntem ve tekniklerin geliştirilmesine neden olmuştur. Yenilenebilir enerji kaynaklarından en önemlisi olan güneş enerjisi de çeşitli yöntemlerle elektrik enerjisi üretiminde kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden biri olan güneş bacaları ile elektrik enerjisi üretiminde her geçen gün yeni gelişmeler olmaktadır. Genellikle güneş bacası sistemlerinde, güneş ışınları bir seranın altındaki havayı ısıtır, ısınan hava dik bir bacadan yükselirken bir hava hareketi oluşturarak bacanın tabanında bulunan pervaneleri döndürür ve pervanelerin de jeneratöre hareket vermesi ile elektrik enerjisi üretilir. Yüksek bir bacayı şiddetli fırtınalarda sabit tutabilmek zor olduğundan havada yüzen güneş bacaları geliştirilmiştir. Bunun yanı sıra bacayı bir dağın yamacına yaslama şeklinde eğik güneş bacaları konusunda da pek çok çalışma yapılmıştır. Ayrıca, yatay güneş bacası fikri Amerikalı bilim adamı Ronald L. Conte Jr. tarafından ortaya atılmış ve çeşitli deneysel çalışmalar yürütülmüştür. Bu tez çalışmasında, güneş enerjisinden elektrik enerjisi üreten güneş bacası sistemleri ele alınmış, bunlardan gelişme aşamasında olan ve henüz büyük çapta uygulanmamış “yatay güneş bacası sistemleri” detaylı olarak incelenmiş, bu konuda çeşitli modeller geliştirilmiş ve uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi amacıyla Bilecik ili için örnek bir tasarım yapılarak hesaplamalar verilmiştir. Bu uygulamada, Bilecik için 1960-2012 yıllarına ait yıllık ortalama güneş verileri kullanılmıştır.

The fossil fuels are used in the electrical energy generation, which is essential for our lives. However, the negative effects of fossil fuels on environment become a threat for all the living things. Each passing day, environmental consciousness and primary sources depletion have increased. Therefore, some different methods and techniques have been developed in order to benefit further from renewable energy sources in electrical energy generation. Solar energy, which is the most important one in renewable energy sources, is used in electrical energy generation by various methods. Solar chimney is one of these methods and there have been new developments in electrical energy generation by solar chimneys. In solar chimney systems, solar usually heats the air under the greenhouse, heated air forms an air movement while rising from a steep chimney, the heated air rotates the propeller which is on the base of the chimney and electrical energy is generated, so propellers rotates the generator. Chimneys which can float have been developed since it is difficult to fix the chimneys during stormy weather. Moreover, some studies have been conducted on inclined solar chimneys, so it is possible to lean a chimney on a mountain slope. Also, inclined solar chimney idea was proposed by American scientist Ronald L.Conte Jr. and some experimental studies were conducted. In this study, solar chimney systems which generate electrical energy from solar energy were discussed; among these systems, inclined solar chimney systems, which are at development stage and have not been applied widely, were discussed in detail, various models were developed in this issue and in order to consider the applicability a sample design for Bilecik city was developed and calculations were given. In this application, annual average solar data between 1960-2012 for Bilecik was used.