Işınım Ölçer

Güneş ışınımını ölçmek için TES marka 1333R model dijital solar metre kullanılmıştır.

39

Şekil 4.3.1 Tez Çalışmasının Son Hali

40 BÖLÜM 5 DENEY VE SONUÇ 5.1 DENEYLER

Deneyler için 7,5 litre su ve 2,5 litre tuz ile oluşturulan %25’lik tuzlu su sisteme eklenmiştir. Sistem deneyler için güneş ışınlarını rahat alabileceğimiz uygun bir ortama yerleştirilmiş ve beklemeye alınmıştır. Gün boyunca yarım saatte bir ışınım miktarı, dış ortam sıcaklığı, besleme suyu sıcaklığı ve havuz sıcaklığı değerleri ve gün sonunda üretilen temiz su miktarı kayıt altına alınmıştır.

5.1.1 21.05.2015 Perşembe

Sabah 09.30’da deney almaya başlanmıştır. Havanın bulutlanması ve yağışın başlaması nedeniyle 15.00’da sona erdi. Bugün yapılan deneyde yan temiz su toplama kanallarımız bulunmamaktadır. Gözlemlerimize göre yan camlarda yoğuşup akan suların boşa gittiğini görülmüştür ve gün sonunda yan temiz su toplama kanalı tasarlanarak montajı yapılmıştır. Günlük üretilen su değerleri, sistemimiz gece gündüzden daha fazla yoğuşma sağladığı için ertesi günün deney başlangıç saatinde kayıt altına alınmıştır. Günlük 100 mililitre temiz su üretilmiştir.

Şekil 5.1.1 Zamana göre ışınım miktarındaki değişim 0

09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 Işınım Miktarı (W/m2)

Zaman Çizelgesi

41

Şekil 5.1.2 Zamana göre Havuz suyu, besleme suyu ve dış hava sıcaklıklarındaki değişim

5.1.2 22.05.2015 Cuma

Sabah 09.30’da almaya başlanan deneyler 17.00’a kadar sürdürülmüştür. Gün sonunda yan temiz su toplama kanallarının etkisi görülmüştür ve 220 mililitre temiz su üretilmiştir.

Şekil 5.1.3 Zamana göre ışınım miktarındaki değişim 0

42

Şekil 5.1.4 Zamana göre Havuz suyu, besleme suyu ve dış hava sıcaklıklarındaki değişim

5.2 Deney Sonuçları

Vakum tüplü güneş enerjili havuz tipi deniz suyu damıtma sistemimizin yapılan deney sonuçlarına göre Karabük ilinde mayıs ayı şartlarında damıtma havuzu suyu sıcaklığının maksimum 62 ⁰C sıcaklığa çıktığı Şekil 5.1.4’de görülmektedir. Bu sıcaklığın temmuz ve ağustos aylarında daha yüksek değerlere ulaşacağı düşünülmektedir.

Yapılan deneyler sonucunda Şekil 5.1.2 ve Şekil 5.1.4’de damıtma havuzu sıcaklığı ile dış hava sıcaklık farkının öğlen saatlerine doğru artmasıyla yoğuşmanın başladığı gözlemlenmiştir. Buradan yoğuşmanın en yoğun olduğu saat aralıkları 12.00 – 15.30 olduğu gözlemlenmiştir. Sistemde depolanan ısı enerjisi ile gece sıcaklığı düşen dış hava sıcaklığının dengeye ulaşıncaya kadar, geceleri de yoğuşmanın sürdüğü ertesi günün sabahında görülmüştür. Üretilen günlük temiz su değeri her deneyin ertesi günü sabahında kayıt altına alınmıştır.

Şekil 5.1.2 ve Şekil 5.1.4’de görüldüğü üzere tuzlu suyun sıcaklığı 20 ⁰C sabit kalması gerekirken ısı geri kazanımı ile dış hava sıcaklığına paralel olarak bu sıcaklığın arttığı

0

43

görülmektedir. Bu sıcaklık artışı yoğuşma bölümündeki ısı geri kazanım uygulamasından elde edilmiştir.

5.3 Sistem Verimi Hesabı

Eşitlik 3.1’e göre damıtma havuzu çıktı hesabına göre bizim sistemimizin;

𝑄 =𝐸 × (𝐺 × 𝑉) × 𝐴 2.3

Q= Günlük yogusan su kapasitesi (litre/gün) E= Toplam verim

Bir ülkede ortalama günlük küresel güneş ısınım miktarı 18 MJ/m² (5 kWh/m²)’dir.

Basit bir havuz toplam % 30 verimle çalışır.

𝑄_{𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑘} =0,3 × (18 × 0,29) × 0,35 2.3

𝑄_{𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑘} = 0,240 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑒/𝑔ü𝑛

Teorik hesaplamalara göre günlük 18 MJ/m² ortalama ışınımdan yaklaşık 240 mililitre su üretmemiz gerekirken bizim yapmış olduğumuz deney sonuçlarına göre sistemde teorik damıtma verim hesabı yapılırsa:

21.05.2015 Perşembe günkü deney için;

Deneylerde ölçülen Qgerçek= 100 ml 𝑛 = 𝑄_{𝑔𝑒𝑟ç𝑒𝑘}

𝑄_{𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑘} 𝑛 = 100

240 𝑛 = %41,7

44 22.05.2015 Cuma günkü deney için;

Deneylerde ölçülen Qgerçek= 220 ml 𝑛 = 𝑄_{𝑔𝑒𝑟ç𝑒𝑘}

𝑄_{𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑘} 𝑛 = 220

240 𝑛 = %91,7

Vakum tüplü güneş enerjili havuz tipi deniz suyu damıtma cihazı deney sonuçlarına göre yapılan verim hesabında %91,7 verimle çalıştığı görülmüştür.

45 BÖLÜM 6

TARTIŞMA, SONUÇ VE ÖNERİLER

Yapılan çalışmada, vakum tüplü havuz tipi eğimli güneş damıtıcısından mayıs ayında Karabük koşullarında maksimum miktarda su damıtmak amacıyla deneyler yapılmıştır. Bu deneyler sırasında deneyi etkileyen parametreler incelenmiştir.

Damıtılan su miktarları deney başlangıcından 24 saat sonra ölçülmüştür. Daha önce yapılan çalışmalarda derin havuzlarda buharlaşma, sığ havuzlara göre yazın daha az, kışın ise daha çok olduğu görülmüştür. Daha önce yapılan çalışmalardan yola çıkarak tuzlu suyun tatlı suya göre daha az buharlaştığı görülmüştür. Hava sıcaklığı arttıkça buharlaşmanın arttığı görülmüştür. Damıtma sisteminde buharlaşmanın sabah saatlerinde minimum, öğleden sonra 12:00-15:30 saatleri arasında maksimum seviyeye ulaştığı görülmüştür. Yapılan deneyler sonucunda, sistemin verimi; damıtma yöntemlerine, dış ortam sıcaklığına, güneş ışınım değerlerine, depo yalıtımına, su derinliğine göre değişmekte olduğu gözlemlenmiştir.

Deneyin yapıldığı mayıs ayında güneş ışınım değerleri Karabük ili için anlık 650 – 880 W/m² olarak ölçülmüştür. Mayıs ayında günlük ışınım miktarı toplam güneşlenme süresine bağlı olarak hesaplanabilir. Yaklaşık olarak mayıs ayında güneşlenme süresini 8 saat ve ortalama anlık ışınım değerini de 700 W/m² aldığımızda günlük toplam ışınım miktarı 20,16 MJ/m²gün olur. Bu değer de teorik hesapta alınan değere yakındır.

Sistemde verimi arttırmak için kullanılan vakum tüplerinin boyları 1 metreye çıkarılabilir veya bunların yerine güneş enerjili ısı boruları kullanılması önerilir.

46 KAYNAKLAR

[1]. World’s Water Organization–Pacific Institute (1996) Water Data

(www.worldwater.org).

[2]. Can, M., Etemoglu, A.B. ve Avcı, A. (2002) Deniz Suyundan Tatlı Su Eldesinin Teknik ve Ekonomik Analizi, Uludag Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt 7, No: 1, s. 147-160.

[3]. Alibas, K. ve Baycık, H. (1987) Günes Enerjisi ve Günes Enerjisinden Yararlanma Olanakları, Mühendis ve Makine Dergisi, 29(331), s. 30-36.

[4]. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlügü (2004) Kurs Notları, s. 26-27.

[5]. Kılıç, A. (1993) Günes Enerjisi ve Uygulamaları, Tesisat Mühendisligi Dergisi, 1(5), İstanbul, s. 6-15

[6]. Dolun, L. (2002) Türkiye’de Elektrik Enerjisi Üretimi ve Kullanılan Kaynaklar, Türkiye Kalkınma Bankası A.S., Arastırma Müdürlügü, s. 61-62.

[7]. Janisch, E. (1994) Drechsler Gate, Solare Meerwasserentsalzung, Deutchland.

[8]. Künzel. (1989) Solarunterstützte Meerwasserentsalzung, Stand der Technik.

[9]. İnternet . Bilgi Yuvası . http://www.bilgiyuvasi6.info/damitma-nedir-cesitleri-nelerdir.html

47

[10]. Bilgiç Y (2008) Güneş enerjili su damıtma sistemlerinde genişletilmiş yüzeylerin ısı ve kütle transferi üzerindeki etkisi Yüksek Lisans Tezi Elazığ Türkiye s.22-23

[11]. Desalination for water supply FR/R0013, (2006),Foundation for water Research,

U.K www.fwr.org (Mart 2006)

[12]. Bezk O. (1992) Su damıtma işleminde güneş enerjisinden yararlanma ve güneş enerjili havuz tipi damıtıcıların incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1-35

[13]. Perlin, J. and Gordes, J.N. (2005) An Historical and Prospective Review of Solar Water Purification, Bringing Water to the World, ASES, Riverton, Santa Barbara, http://home.earthlink.net/~jgordes.

[14]. Öztürk, Y. (2004) Günes Enerjisiyle Tuzlu Su Damıtılması, Bilim Uzmanlık Tezi, M.Ü., Makine Egitimi, İstanbul, s. 74-78.

[15]. Nebbia, G. (2005) Early Work on Solar Distillation in Italy, 1953-1970, University of Bari, Via Nomentana, Roma, www.gses.it/pub/1742-Nebbia.pdf.

[16]. Tiwari,G.N.& Shukla, S.K. & Singh,L.P., (2003), Computer modeling of passive/active solar stills by using inner glass temperature, Desalination 154 , 171-185

[17]. Rahim, Nabil Hussain A., (1999) ,Utilisation of new technique to improve the efficiency of horizontal solar desalination still Desalination 138 820019 121-128

[18] Phadatare M.K. , Verma S.K, (2006), Development in solar still: A review, Renewable &Sustainable Energy Reviews, 1-24

[19]. Cingiz Z. (2007) Günes enerjisiyle deniz suyu damıtma uygulaması Bilim uzmanlığı tezi Zonguldak Türkiye s.(38-40)

48

[20]. Practical Action,. (2001) The Schumacher Centre for Technology &

Development, England, http://www.itdg.org/docs/technical_information service/solar_distillation. pdf.

[21]. Boukar, M. and Harmim, A. (2005) Performance Evaluation of A One-Sided Vertical Solar Still Tested in The Desert of Algeria, Desalination, Vol. 183, pp. 113-126.

[22]. Boukar, M. and Harmim, A. (2001) Effect of Climatic Conditions on the Performance of a Simple Basin Solar Still: A Comparative Study, Desalination, Vol.

137, pp. 15-55.

[23]. Tripathi, R. and Tiwari, G. N. (2006) Thermal Modelling of Passive and Solar Stills For Different Depths of Water by Using The Concept of Solar Fraction, Solar Energy 80, pp. 956-967.

[24]. Devlet Meteoroloji _sleri Genel Müdürlügü (2006) http://www.mgm.gov.tr [25] Warming Water With Solar Energy (1990) http://www. wot. Utwente .nl/

documents / publications/1990-ssadc/ssadc/chapter3.htm.

[26].Nilüfer Güneş Enerji Sistemleri www.nilufergunesenerji.com