20 Temmuz 2018 Cuma

Güneş enerjisi ile soğutma



How Does Solar Cooling Work?

Concentrating solar collectors use mirrors to focus the sun’s energy on a tube containing fluid. The mirrors follow the sun, heating the fluid to very high temperatures. Absorption chillers operate by using this solar-heated fluid, rather than fossil fuels or electricity, to drive the refrigeration process. Using solar energy with absorption chillers reduces site-generated greenhouse gases as well as the emissions created when fossil fuels are burned to create electricity.
There are multiple alternatives to compressor-based chillers that can reduce energy consumption, with less noise and vibration. Solar thermal energy can be used to efficiently cool in the summer, and also heat domestic water and buildings in the winter. Single, double or triple iterative absorption cooling cycles are used in different solar thermal cooling system designs. The more cycles, the more efficient these systems are.
Çok az kişi Güneş enerjisinin  yalnız ısıtma değil aynı zamanda soğutma da yapabileceğinin ve böylece soğutma giderlerini oldukça düşürebileceğinin farkında.Soğutma giderlerinin tüm enerji tüketimi içindeki payının %20 lerde olduğunu düşünürsek ;bu gözden kaçan konunun mali boyutnu daha iyi hayal edebilirsiniz. Birçok yöntem olmasına karşın günümüzde enfazla karşılaşılan soğutma sistemi, abzorbsiyonlu soğutuculardır. (Bu sistem hakkında daha detaylı  bilgiler vermiştim). Bu sistem  oteller ve işyerleri büyük binalar için ekonomiktir. Güneş enerjisinin enfazla geldiği zamanlarda yani soğutma ihtiyacının en çok olduğu zamanlarda bu sistemler en verimli çalışır.Oysa elektrikli sistemler tam tersi ihtiyaç olduğunda daha yüksek maliyetler çıkartırlar.Ayrıca yazın soğutmada kullanılan bu sistemlerin  hiç değişmeden  kışında ısıtmada kullanılabilmeleri, cazibelerini arttırmaktadır.

Güneşsel soğutma nasıl çalışır:

Bu sistemde  Güneş'i takip eden ve içinde akışkan bulunan tüplere odaklayarak  toplayan  Güneş enerjisi kollektörleri  vardır.Daha sonra termodinamikte tüm aşamaları hesaplanabilir abzorbsiyonlu  sistemle soğutma yapılır. Ancak bu absorbsiyonlu sistemler 100 -200  dereceli sıcaklık farklarında çalıştığında çok kademeli abzorbsiyon uygulanır.Nekadar çok kademe olursa okadar verim artar.



29 Aralık 2017 Cuma

Elektro Manyetik Işınım


Elektro Manyetik Işınım
Elektromanyetik (EM) ışınım  etrafımızı sarmış olan bir enerji biçimidir.Radyo dalgaları , mikrodalgalar, X ışınları,Gama ışınları hep EM ışınlarıdır.  Güneş ışığı da EM enerjisinin bir çeşididir ancak görünen ışık   çok geniş bir dalgaboyu ralığı olan   EM spektrumunun çok küçük bir bandıdır.

Elektromanyetik teori;
Elektrik ve manyetizma  ilk farkedildikleri yıllarda tamamen ayrı olaylarmış gibi düşünülürdü.Ancak 1873 yılında İskoç fizikçi   James Clerk Maxwell  elektrik ve manyetizmanın iç içe geçtiği özgün bir Elektromanyetizm  teorisini geliştirir.Bu çalışma   elektrik yüklü partiküllerin   manyetik alanlarla nasıl etkileşime girdiklerini  gösterir.
Başlıca 4 etkileşimi  belirlemiştir;
1-Elektriksel yükler arasındaki  çekme ve itme kuvvetleri aradaki uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.
2-Manyetik kutuplar çift çift ortaya çıkarlar  aynı elektriksel kuvvetlerde olduğu gibi birbirlerini iter yada çekerler.
3-Hareketli bir elektrik alan  manyetik alan doğurur yada tam tersi hareketli bir manyetik alan ise bir elektrik alanı oluşturur.
Tabi ki Maxwell bu olayları bir dizi   formüllerle matematize etmiştir.

Dalgalar ve  Alanlar
  Bir atom parçası mesela bir elektron bir elektrik alan vasıtasıyla harekete geçirildiğinde  EM radyasyonu oluşur.Bu parçacık hareketi ; düzenli salınımlı ,birbirlerine dik hareket eden ,foton diye adlandırılan enerji parçacığı içinde , elektrik ve manyetik alan çifti üretir.




Fotonlar harmonik salınımlı dalgalarla evrendeki olabilecek en yüksek hızda  yani boşlukta  299 792 458 m/sn hızında ki bu hız aynı zamanda ışık hızı olarak da adlandırılır hareket ederler.Dalgalar frekans ,dalga-boyu ve enerjisi gibi  ayırdedici özellikleri vardır.
Dalga boyu  ;dalganın iki tepe noktası arasındaki uzaklığıdır.Frekans belirli bir zaman içindeki oluşan dalga sayısıdır.Genellikle 1 saniyedeki dalga sayısı olarak  veya aynı anlama gelen  hertz (HZ) birimiyle ölçülür.Dalga boyu  kısaldığında (hız sabit olduğundan )  frekans artar .Gene aynı şekilde dalga-boyu uzadığında frekans düşer.



20 Aralık 2017 Çarşamba

Hidrojenin Işınım Spektrumu


Şimdi bunun Güneş enerjisiyle ne alakası var diyeceksiniz   . Doğrus var hem de çok var.Eğer bloğu sonuna kadar okursanız ve tabi ki ben de sonuna kadar yazarsam ))  çok daha iyi anlarsınız.

İçinde hidrojen bulunan bir cam tüpten  elektrik akımı geçtiğinde, tüp mavi bir ışık verir  bu ışık prizmadan geçirildiğinde ise her zaman belli dalga boylarının karışımı olduğu görülür.Bu basit deney  atomun yapısı hakkında büyük ipuçları verdiği gibi modern atom teorisinin en büyük dayanaklarından biri olur.







Herneyse bu mavi ışık prizmadan geçirildiğinde  (şekildeki gibi)  dört ince bantdan   dalga boylarındaki ışıklardan olduğu görülür.Bunlar:
DalgaboyuRenk
656.2    
Kırmızı
486.1Mavi-yeşil
434.0Mavi-mor
410.1Mor

Bu görünenlerin haricinde daha uzun dalgaboylu ınfrared ve dahadişik dalga boylarındaki  görünmez alanlarda da   sabit emisyon noktaları tespit edilmişlerdir.
Bunların dalga boyları  her zaman aynıdır ve
ve formülüyle hessaplanabilmektedirler.Bu formülde  Rh=1 .09678 x 10-2 nm-1 ve n1 , n2 sabit tamsayı değerlerdir.





Bazı maddelerin spektrumları


19 Aralık 2017 Salı

Kara cisim radyasyonu




Mutlak sıfır (0 K, -273.15 oC) sıcaklığının üstündeki  bütün nesneler elektromanyetik radyasyon şeklinde enerji salgılarlar.
Teorik bir model olan kara cisim  üzer,ne düşen bütün radyasyonu soğuran ve  hiç yansıtmayan ,iletmeyen  maddedir.Bu mükemmel  emici ve aynı zamanda bütün dalga boylarını mükemmel yayıcı madde gerçekte yoktur.
Kara cisim tarafından yayılan ışınımla bağlantılı ısı enerjisinin spektral dağılımı  sadece onun sıcaklığına  bağımlıdır.


Kara cisim radyasyonu  bir kaç kanunla tanımlanabilir.

1- Plank kara cisim kanunu:
Formül  belli bir sıcaklıktaki   emisyonun  dalga boylarına göre dağılımını verir.
2-Wıen yerdeğiştirme kanunu:
Emisyonun tepe noktasındaki dalga boyunu verir.Göterir ki: Emisyon sıcaklıkla doğru orantılı bir şekilde artar ve sıcaklık yükseldiğinde tepe noktasının dalga boyunun azaldığını gösterir.Aslında bunlar deneylerden çıkan sonuçlara uydurulmuş formüllerdir.

3-Stefan–Boltzmann kanunu:Yayılan toplam enerji ile sıcaklık ilişkisini gösterir.

Buraya kadar bildiğimiz şunlardır:

  • Her sıcaklıkta  tepe noktasında farklı bir dalga boyu vardır.
  • Kara cismin sıcaklığı yükseldiğinde tepe noktasının dalga boyu düşer. (Wien’s Law).
  • Bütün dalga boylarında emisyon artar
  • Sıcaklık yükseldiğinde  radyasyon sıcaklığın 4. kuvvetiyle orantılı olarak artar.(Stefan–Boltzmann Law).
  • Kara cismın radyasyonu herhangi bir dalga boyu için hiç bir zaman sıfır olmaz















/


14 Aralık 2017 Perşembe

Güneş enerjisi gerçekleri madde madde 2









Güneş enerjisi gerçekleri madde madde


2.Bölüm

16-Solar elektrik üretimi ;Güneş enerjisinin en gelecek vadeden kullanım biçimidir.Elektrik üretimi ya direk olarak fotovoltaik paneller kullanılarak  yada endirekt olarak Güneş ışınlarının konsantre edilip toplanmasından sonra bir türbin vs çalıştırılmasıyla elde edilir.
17-Solar kimyasal işlemler:Solar enerji  ile enerji gerektiren birçok kimyasal olay bedavadan gerçekleştirilebilir.Hatta bazı iki yönlü kimyasal işlemlerde kullanılarak depolanmış olurlar buşekilde güneş enerjisi depolanabilir ve taşınabilir hale gelir.Endüstriyel fotosentez ve hidrojen üretimi alanlarında büyük araştırmalar yapılmaktadır.

18-Isısal depolama sistemleri geliştirilmektedir:Özgül ısı değeri yüksek olan toprak,taş ,su ve tuz güneş enerjisini ısı şeklinde depolamada iyi sonuçlar vermektedirler.
19-Güneş enerjisi  sera etkisi yaratmadığından çevre kirliliği yapmadığından rüzgar enerjisiyle birlikte geleceğin en önemli alternatif enerjisidir.
20-Şu anda genel olarak evlerde Güneş enerjisinden su ısıtmada ve pişirme işlemlerinde yararlanılmaktadır.
21-Bazı  uzay görevlerinde Güneş enerjisi , Uzay aracını  güçlemede kullanılmıştır.
22-Güneş enerjisi tehlikesizdir.(Çernobil'i hatırlatırım )
23-Yeni araştırmalarla daha verimli  sistemler  geliştirileceğinden solar enerjinin daha da ucuzlayacağı beklenmelidir.
24-Güneş enerjisi kaynağının çok güçlü olmasından dolayı geleceğin ana enerjisi olması beklenmelidir.
25-Dünya her metrekaresine ortalama olarak 1.4 kw   direk solar radyasyonu almaktadır.
26-


                                Şekil:Toplam güneş enerjisi nin çevrimi 



4 Aralık 2017 Pazartesi

Güneş enerjisi gerçekleri madde madde 1

Güneş enerjisi  nedir neler yapılır  madde madde
I.Bölüm

1-Güneş enerjisi boldur ve bedavadır .Güneş dünyadan 150 milyon kilometre uzaktadır ve güneş ışıkları dünyaya 10 dakikada gelirler.
2-Radyant ısı ve ışık içeren güneş enerjisi ;  foto voltaik teknoloji ,güneş ısıtması,suni foto sentez,solar mimari ve  solar termal elektrik gibi modern teknolojilerle toplaılıp kullanılabilinir..
3-Solar teknoloji   aktif ve pasif olarak ikiye  ayrılır.Solar Fotovoltaik paneller,termal kollektörler  aktif solar teknolojilere girerken;yapıyı güneş enerjisine göre dizayn etmek  panelleri Güneş'in konumuna göre sabitlemek pasif  teknolojilere örnektirler.
4-Dünya 'ya 174 Petawatt   Güneş enerjisi ulaşır  bunun  %30  uzaya reflekte edilir  kalan kısım ise karalar ve denizler tarafından abzorbe edilir..
(1 Petawatt= 1,000,000,000,000,000. Watt=10¹⁵ Watt)
5-Doğadaki su çevrimi Güneş enerjisi etkisiyle gerçekleşir.Dünya ,okyanuslar ve atmosfer güneş ışınımlarını absorbe ederler ve bunun neticesinde ısınırlar.Okyanuslardan yükselen nemli ve sıcak hava atmosferde global konveksiyona  neden olur. Bu hareketlenmeler esnasında yüksek irtifalarda yoğuşan  buhar  bulutları   yağmura neden olarak suyu tekrar dünya yüzeyine geri  getirir.. Böylece su çevrimi tamamlanmış olur.
6-Dünyadaki doğal yaşamın enerji kaynağı olan Güneş enerjisi ;  bitkilerde fotosentez yoluyla yeşil bitkiler tarafından kimyasal enerjiye dönüştürülür. Aslında petrol ve doğalgaz  vs bu yeşil bitkilerin birikmesi ve fosilleşmesi neticesinde olduklarından  güneş enerjisi ürünleridirler.
7-Bahçecilik ve tarım alanları Güneş enerjisini kullanmayı maksimize etme arayışı içindedirler.Seralar da aynı şekilde  bütün yıl ürün almak için  ,ışığı   ısıya dönüştürme  projelerinden sıkça yararlanmaktadırlar.
8-Güneş enerjili  sıcak su sistemleri  evlerde sıkça kullanılmaktadır. Bu sistemler  sıcak suyu 70 derecelere çıkararak evlerdeki sıcak su ihtiyaçlarını ekonomik olarak çözmektedirler.
9-Solar bacalı sistemler de düşünülmüşlerdir

Güneş enerjili klima

Yada bacadan elektrik üret

Güneş enerjili baca sistemleri en azından pasif ventilasyon sistemi olarak kullanılabilir. Bacada ısınan hava yükselir ve odadan havayı çekerek bir vantilatör gibi çalışır.

Buradaki gibi bir resim bin sözden daha açıklayıcı olabilir

10-Güneş enerjisi  su damıtma veya  arıtma vs için de kullanılmaktadır. Zaten deniz suyundan tuz elde etmek ,Güneş enerjisinin en eski uygulamalarındandır.

11-Güneş enerjisiyle kurutma  yapılabilir.Ne mi  ????  Ne olursa )
Solar kurutma sistemi

12-Yiyecekler pişirilebilir pastörize edilebilinir.
temiz su elde etmek çok kolay

                                        fideler pastörize edilirken











26 Kasım 2017 Pazar

absorbsiyonlu soğutma


Absorbsiyonlu  soğutma (amonyaklı)

Bizde  güneş enerjisinden  sadece tezek kurutmada yararlandığı yıllarda ; adamlar  absorbsiyonlu sistemle  güneş enerjisiyle soğutma yaparlar. Ateşle buz bir arada olur mu ?Olur bu sistemle bal gibi de olur.

Bir sürü yolu var . Bunlardan biri de aşağıdaki verdiğim şemada  görülen Elektrolux sistemi.Ama prensip  aynıdır.(patenti 1930 lu yıllarda alınmıştır)



Sistemin çalışma şeması
Ammonia Vapor; amonyak buharı
Hydrogen: Hidrojen
Water:Su
Dissolved ammonia:Suda çözülmüş amonyak
Evaporator:Buharlaştırıcı
Absorber:Absorbe edici 
Condenser:Kondenser(sıvılaştırıcı)
Separator:Ayrıştırıcı
Generator: Jeneratör


Bu sistem genelde günlük uygulamalarda kullanılmak içindir.Bu sistemde amonyak soğutucu  ,su abzorbe edici  ve  H2  de inertgaz  olarak kullanılır.H2  sistemin düşük  basınçlı kısmında(absorber-evaporator) dolgu olarak kullanılır ve sistemde dolaşmaz.Amonyak ve su ise çevrim halindedirler .Sistemin yüksek basınç tarafında(generator-seperator)  sadece amonyak ve su bulunur.

Burada çevrimi anlatmaya jeneratör  diye adlandırılan kısımdan başlayabiliriz.Burada yoğun bir su amonyak çözeltisi bulunmaktadır. Bu çözeltiyi oluşturan  su ve amonyağın ayrıştırılması gerekmektedir işte bunun için ısı gerekmektedir. Isı kaynağı  termal enerji,güneş enerjisi ve hatta egzoz gazları olabilmektedir.
Herneyse jeneratörde ısıtılan çözeltiden kaynama sıcaklığı  düşük olan  amonyak  buharlaşır  ve berebarinde birmiktar da suyu taşıyarak seperatöre gelir burada suyun tamamını yoğuşmadan dolayı bırakırken amonyak buhar halinde  kondensere ulaşır  .(seperatördeki su geriye döner ve çözeltiye karışır )
Kondenserde hava veya su  soğutmasıyla amonyak yoğuşur ve sıvı halinde buharlaştırıcıya dökülür  . Burada   buharlaşıp hidrojenle karışırken  çevreden ısı alır yani evaporatörü soğutur  eksi değerlere getirir.
Kendisi  gaz halinde olan amonyak   hidrojenden ağır olduğundan aşağı çöker  absorberde bulunan su tarafından   emilmeye yani abzorbe edilmeye başlar ve çevrimin başlangıcı olan jeneratöre gider.Çevrim bu şekilde tekrarlanır ve soğutma elde edilmiş olur.

Elektrolux sisteminin başka şeması ve canlı görünümü



 Elektrolux soğutucunun başka bir şeması








Elektrolüx soğutucunun arabalar için olan modeli(ısı kaynağı elektrik)



*Amonyak zehirli bir gazdır tenefüs edilmemelidir. Çalışıldığı yerlerde kazara sızma anında hemen seyreltmek için su bulundurulmalıdır.



Güneş enerjisi ile soğutma

How Does Solar Cooling Work? Concentrating solar collectors use mirrors to focus the sun’s energy on a tube containing fluid. The mi...