Farklı Reynolds Sayılarında Panel Etrafındaki Akış Karakteristiklerinin Aerodinamik Kuvvetler Üzerindeki Etkisi

Yıl 2021, Cilt: 6 Sayı: Özel Sayı, 49 - 57, 01.11.2021

Seher İzol , Z. Abidin Fıratoğlu

https://doi.org/10.46578/humder.867652

Öz

Günümüzde alternatif enerji kaynakları arasından öne çıkan alternatif, çevre dostu yenilebilir enerjidir. Konuyla ilgili son yıllarda artan çalışmalara bağlı olarak çok çeşitli yenilebilir enerji uygulaması geliştirilmiştir. Uygulamadaki basitliği nedeniyle ticari alanda öne çıkan yenilebilir enerji uygulaması güneş enerjisidir. Güneş enerjisi uygulamalarında, sistemlerin temel bileşeni tüm atmosferik koşullara maruz güneş enerjisini toplayan helyostat, parabolik veya düz geometrideki toplayıcılardır. Bundan dolayı toplayıcılar bölgenin atmosferik koşulları dikkate alınarak kurulumu bir zorunluluktur. Toplayıcı konstrüksiyonu açısından en kritik parametrelerden biri rüzgâr yüküdür.
Bu çalışmada 5, 15 ve 30 m/s serbest akış hızlarında 30 derece eğimli bir fotovoltaik panele gelen rüzgar yükleri nümerik araştırılmıştır. Panel ön bakış alanının uzunluğu referans uzunluk olmak üzere söz konusu serbest akış hızlarına denk gelen Reynolds sayıları sırasıyla 3.39*104, 1.017*105 ve 2.03*105 şeklindedir. Yürütülen araştırma sonucunda Reynolds sayısı 3.36*104 için sürüklenme katsayısı 1.6025 olduğu saptanmıştır. Reynolds sayısı 1.017*105 iken sürüklenme katsayısı % 17.8 oranında dramatik bir şekilde düşmektedir.

Anahtar Kelimeler

PV panel, akış karakteristikleri, aerodinamik kuvvetler, CFD, rüzgar yükü

Kaynakça

• [1] Abiola-Ogedengbe, A.,Hangan, H., Siddiqui, K., 2015. “Experimental investigation of wind effects on a stand alone photovoltaic (PV) modüle.” Renewable Energy, Vol78pp 657-665.
• [2] Shademan, M., Barron, R. M., Balachandar, R., Hangan, H., 2014 “Numerical simulation of wind loading on ground-mounted solar panels at different flow configurations.” Can J CivEng, Vol41(7), pp28-38.
• [3] Velicu, R., Moldovean, G., Scaletchi, I., Butuc,B. R., 2010. “Wind loads on an azimuthal photovoltaic platform experimental study.”In: Proceeding of International Conference on Renewable Energies and Power Quality, Granada,Spain.
• [4] Meroney, R. N., Neff, D. E,. 2010. “Wind effects on roof mounted solar photovoltaic arrays: CFD and wind-tunnel evaluation.” In: The Fifth International Symposium on Computational Wind Engineering (CWE2010), ChapelHill, North Carolina, May 23-27.
• [5] Jubayer,C.M., Hangan,H., 2016 “ A numericalapproachtotheinvestigation of wind loading on an array of ground mounted solar photovoltaic (PV) panels.”Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol153, pp60–70.
• [6] Zemler, M.K., Bohl, G., Rios, O. And Boetcher, S.K.S., 2013. “Numerical study of wind forces on parabolic solar collectors.” Renewable Energy, 60:498-505.
• [7] Harstveit K., 1996 “ Full scale measure ments of gust factors and turbulence intensity and their relations in hilly terrain.” Journal of Wind Engineering and Industrial , 61:195-205.
• [8] Toja-Silva, F., Peralta, C., Lopez-Garcia, O., Navarro, J. and Cruz, I., 2015. “Effect of roof-mounted solar panels on the wind energy exploitation on high rise buildings.” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 145:123 138.
• [9] Banks, D., 2013. “The role of corner vortices in dictating peak wind loads on tilted flat solar panels mounted on large, flat roofs.” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 123:192-201.
• [10] Radu, A., Axinte, E. and Theohari, C,. 1986. “Steady wind pressures on solar collectors on flat roofed buildings.” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 23: 249-258.
• [11] Wood, G.S., Denoon, R.O. and Kwok, K. C., 2001. “Wind loads on industrial solar panel arrays and supporting roof structure.” Wind Struct, 4(6):481-94.
• [12] İzol, S., 2019. Güneş Panelleri Üzerine Gelen Rüzgar Yüklerinin Deneysel ve Nümerik Araştırılması, Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Şanlıurfa, 116s.
• [13] Fıratoğlu, Z.A., İzol, S., ve Işıker, Y., 2020. Bir Fotovoltaik Panel Etrafındaki Akış Karakteristiklerinin Aerodinamik Kuvvetler Üzerine Etkisinin Araştırılması, Harran Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 5(2) : 94-108.