FOTOVOLTAİK TERMAL (PV/T) SİSTEM DESTEKLİ ISI POMPASININ KULLANIMI İLE SÜTÜN PASTÖRİZE EDİLMESİ

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SEDAT AKMEŞE

Eş Danışman: Gökhan Ömeroğlu

Danışman: Ömer Çomaklı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Bu çalışmada, monokristal fotovoltaik panelin güneş ışınım değeriyle artan yüzey sıcaklığı, arkasına yerleştirilen bakır borular içerisinden geçen suya ısısını aktarmak suretiyle düşürülmüştür. Çalışmanın amacı, panelin soğuması sağlanarak, elektrik üretimini artırmaya çalışmak, bunu yaparken de ısıl enerjisini sütün pastörizasyonu için faydalanabilir hale getirerek gerekli enerjinin bir kısmını PV/T sistemden karşılamak, pastörizasyon süresini kısaltarak birim süt başına pastörizasyon için harcanan enerji miktarını azaltmak, sistem verimliliğini artırmak ve verimlilik performansları üzerine odaklanmaktır. Yöntem: Peynire işlenecek sütü pastörize etmek amacıyla mekanik buhar çevrimi prensibine göre çalışan, dört geçişli ekonomizör ve PV/T panel ile desteklenen bir ısı pompası sistemi kurulmuştur. PV/T destekli ısı pompasında pastörize edilen sütün enerji gereksinimleri belirlenmiş, 20 °C, 25 °C, 30 °C süt giriş sıcaklığı ve 120 lt/h, 150 lt/h süt debisi gibi farklı parametrelerinin sistem üzerine etkileri incelenmiştir. 800 W/m2, 1000 W/m2, 1200 W/m2 ışınım değerleri, 700 lt/h ve 600 lt/h panel su debisi parametrelerine göre PV/T sistem analizleri yapılmıştır. Fotovoltaik-termal ısı pompası sistemi klasik yöntemlerle karşılaştırılmıştır. Bulgular: Yapılan çalışmada, PV/T desteğinin ve çiğ süt debisinin 120 lt/h değerinden 150lt/h değerine çıkarılmasının toplam pastörizasyon süresini azalttığı, panel su debisinin artırılması ile termal verimin arttığı belirlenmiştir. Sonuç: Deneyler sonucunda, PV/T destekli ısı pompası sisteminin daha önce kurulan çift cidarlı kazan sisteminden %73,3, plakalı pastörizer sisteminden %60,7, ısı pompası sisteminden ise %25,5 daha az enerji harcadığı belirlenmiştir. Sütün pastörizasyonu için kurulan ısı pompası sisteminin, PV/T sistem ile desteklenmesinin kg süt başına harcanan enerji miktarında %8,8 düşüş sağladığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, Güneş enerjisi, Isı pompası, Fotovoltaik termal, Pastörizasyon