03 güneş havuzları
TRANSCRIPT
![Page 1: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/1.jpg)
GÜNEŞ HAVUZLARI
SOLAR PONDS
![Page 2: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/2.jpg)
INTRODUCTION
GİRİŞ
![Page 3: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/3.jpg)
• Güneş havuzları ilk kez Kalecsinsky tarafından ortaya çıkarılmıştır.
• İlk güneş havuzlarının doğal ortamda kendiliğinden oluştuğu belirtilmektedir.
• Macaristan’ın Karpat dağlarının eteklerindeki doğal göllerde kış aylarında sıcaklığın 65 °C olduğunu gözlemiştir.
• Bunun nedenleri araştırılmış ve bu göllerde ilk kez tuz yoğunluğu ölçümleri yapılmıştır.
![Page 4: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/4.jpg)
• Ölçümler sonucunda gölün derişimin yukarıdan aşağıya doğru arttığı saptanmıştır.
• Bu yoğunluk artışının konveksiyonla ısı kaybını önlemesi nedeniyle, göllerin derin bölgelerinin yüksek sıcaklığa ulaştığını tespit edilmiştir.
• Yazın sonunda gölün 1.32 m derinliğinde sıcaklığın 70 °C ye kadar çıktığı ve ilkbahar aylarında ise en düşük sıcaklığın 26 °C olduğu gözlenmiştir.
![Page 5: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/5.jpg)
Lake Bucura in Romania
![Page 6: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/6.jpg)
• ABD Orovillve’de (Washington), yaz aylarında sıcaklığın 50 °C’ye ulaştığı 2 m derinlikli bir göl tespit edilmiştir.
• Antartika’daki Vanda Gölünün buz ile örtülü ve çevre sıcaklığı -20 °C olmasına rağmen taban sıcaklığının 25 °C olduğu tespit edilmiştir.
![Page 7: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/7.jpg)
• Güneş havuzları, güneş enerjisinin doğrudan depolanıp muhafaza edildiği metotlardan birisidir.
• Sıradan bir havuzda da güneş enerjisi depolanabilir.
• Ancak sıvı içerisindeki doğal konveksiyon, sıvı yüzeyinden taşınım ve gizli ısı kayıpları çok fazladır.
• Su kütlesinin fazla olması nedeniyle, güneş radyasyonunun olmadığı durumlarda havuzdaki sıcaklık düşmesi birkaç haftada 10 °C civarındadır.
![Page 8: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/10.jpg)
• Konveksiyon ve buharlaşma yoluyla olan ısı kayıpları yaklaşık olarak birbirine eşittirler.
• Işımayla olan ısı kaybının, havuzun enerji depolama kabiliyeti üzerinde önemli bir rolü vardır.
• Tabandan toprağa olan ısı kaybı o kadar önemli değildir.
• Bu nedenle, bütün çalışmalar – konveksiyon yoluyla olan ısı kaybını durdurma,
– buharlaşmayı azaltma ve
– yüzeyden olacak olan ısı kayıplarını azaltmak
için alınacak tedbirler üzerine yoğunlaştırılmalıdır.
![Page 11: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/11.jpg)
• Bir büyük problem de kış boyunca havuzda toplanacak olan ısıdan daha fazlasının çevreye kaybolacak olmasıdır.
• Bu da yaz boyunca toplanan ısının bir kısmının kış boyunca çevreye kaybolacağını gösterir.
![Page 12: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/12.jpg)
• Güneş havuzlarının iki amacı gerçekleştirmesi istenir.
• Bunlar;
– İç bölgelerdeki doğal ısı taşınımını önlemesi ve
– su yüzeyinden havaya olan ısı kayıplarını azaltmasıdır.
• Güneş havuzlarını genel anlamada ikiye ayırmak mümkündür.
– Konveksiyonsuz Güneş Havuzları
– Konveksiyonlu Güneş Havuzları
![Page 13: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/13.jpg)
• Bu güne kadar yapılan çalışmalarda geliştirilen güneş havuzları tiplerine göre yaklaşık olarak beş gruba ayrılır. Bunlar;
• Konveksiyonsuz (non-convective)
– Tuz gradyentli güneş havuzları (salinity gradient solar ponds, SGSP)
– Zar örtülü güneş havuzları (coffered solar ponds)
– Petek örtülü güneş havuzları (honeycomb solar ponds)
– Jel örtülü güneş havuzları (gel stabilized solar ponds)
• Konveksiyonlu (convective)
– Sığ güneş havuzları (shallow solar ponds SSP)
![Page 14: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/14.jpg)
Güneş Havuzları
Konveksiyonlu Konveksiyonsuz
Sığ havuzlar Tuz gradyentli
Jel örtülü
Petek örtülü
Zar örtülü
![Page 15: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/15.jpg)
• Yukarıda sınıflandırılan güneş havuzlarında güneş enerjisi su tarafından doğrudan soğurulur.
• Derin olmayan yani sığ güneş havuzlarında depolanan enerji anında kullanılırken, diğer dört (ilk dört) güneş havuzunda depolanan enerji uzun süre depolanıp daha sonra da kullanılabilir.
![Page 16: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/16.jpg)
NON-CONVECTIVE SOLAR PONDS
KONVEKSİYONSUZ GÜNEŞ HAVUZLARI
![Page 17: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/17.jpg)
• Bu havuzlar, ısıl yüzdürmeden doğacak doğal taşınımın engellenmesi amacıyla yapılır.
• Isınan suyun yüzeye doğru yükselmesini engellemek amacıyla tuzluluğu faklı tabakalar oluşturulur.
• Tuz olarak genellikle MgCl2 ya da NaCl kullanılır.
• Tuz konsantrasyonu olmazsa, ısınan saf suyun yoğunluğu düşer ve yukarı doğru hareket eder.
• Bu durum, sürekli olarak taşınım ısı kaybının artmasına sebep olur.
![Page 18: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/18.jpg)
SALINITY GRADIENT SOLAR POND, SGSP
TUZ GRADYENTLİ GÜNEŞ HAVUZU
![Page 19: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/19.jpg)
• Yapay bir havuzda güneş enerjisi, havuz suyu tarafından absorbe edilerek suyun ısınmasına sebep olur ve bir sıcaklık gradyanı oluşturur.
• Bunun sonucunda yoğunluk farkı oluşarak havuz içerisinde suyun aşağı-yukarı hareket etmesine sebep olur.
• Bu şekilde suyun hareketi sonucunda konveksiyon akımları oluşur ve ısınan su yukarı çıkarak enerjisini havaya taşır.
• Bu şekilde havuz suyu sıcaklığı, atmosfer sıcaklığı ile aynı aralıklarda kalır.
![Page 20: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/20.jpg)
• Güneş radyasyon enerjisini depolamak için, bu yoğunluk farkından kaynaklanan su hareketinin mutlaka önüne geçilmesi veya minimum seviyede tutulması gerekmektedir.
• Bunu sağlamanın yolu, sıcaklığa bağlı farklı yoğunluklu bölgeler oluşturmak ve her bir katmanı diğerinden ayrıştırmaktır.
• Böylece, tuz gradyanından dolayı yukarı doğru kaldırma kuvveti engellenir.
![Page 21: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/21.jpg)
• Bu tip havuzlar, genellikle 2-3 m derinliğinde olup en üstte tatlı su aşağıya doğru ise artan yoğunluklarda tuzlu su içeren havuzlardır.
• Su içerisinde belirli konsantrasyonlarda tuz çözünmüştür.
• Tuz konsantrasyonu derinlikle değişir ve bu değişim yapay olarak sağlanmaktadır.
![Page 22: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/22.jpg)
• Bu şekilde güneş havuzu üç farklı bölgeye ayrılır.
– Üst Konvektif Bölge (UCZ, Upper Convective Zone): Tuzluluk oranının çok düşük olduğu katmandır ve derinlikle aşağı yukarı sabit kalır.
– Konvektif olmayan bölge (NCZ Non Convective Zone): Derinlikle tuzluluk oranının arttığı bir gradyandır.
– Alt Konvektif Bölge (LCZ Lower Convective Zone): Tuzluluk derecesi, doymuş çözelti olarak kabul edilebilir ve üniformdur.
![Page 23: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/25.jpg)
• Havuz yüzeyine gelen güneş ışınlarının küçük bir kesri yüzeyden yansır, geri kalan kısmı havuz tabanına doğru ilerler.
• Bu sırada çeşitli dalga boylu ışınlar, farklı derinliklerde değişik oranlarda soğurulur ve tabana % 25-35 kadarı ulaşır.
• Biriken enerji depolama bölgesine yerleştirilen bir ısı aktarma sistemi ile istenildiği zaman alınıp kullanılabilir.
• Bu uygulama, ucuz bir yolla termal enerji depolama yöntemidir.
![Page 26: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/26.jpg)
• Havuzun yüzeyine gelen güneş enerjisinin yaklaşık olarak – %21’i yüzeyden havaya konveksiyon ile, – %22’si havuzun üst kısmından suyun buharlaşmasıyla, – %16’sı yansıma yoluyla, – %31’i havaya yaydığı uzun dalga boylu radyasyon ile – %3.7’si Alt Konvektif Bölge (Lower Convective Zone,
LCZ) altındaki yere olan ısı akışı ile
kaybolur. • Sadece gelen ışınımın % 6.3’si havuzda depo
edilir. • Bunun dışında sadece LCZ içinde depolanan
güneş enerjisinin bir kısmı kullanılabilir enerji olarak havuzdan alınabilir.
![Page 27: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/27.jpg)
• Konsantrasyon oranları alt noktada % 20 - % 30, en tepede ise % 0’dır.
• Sonuç olarak, bu tip sistemlerde yoğunluk farkından dolayı oluşan konveksiyon akımları yoktur ve NCZ boyunca sadece kondüksüyon ile ısı transferi mümkündür.
• Bununla beraber suyun düşük kondüksiyon katsayısından dolayı NCZ katmanı izolasyon görevi görür.
![Page 28: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/28.jpg)
• Alt katmandan üst katmana tuz difüzyonu düşüktür çünkü konveksiyon hareketleri engellenmiştir.
• Böylece alt katman ısı depolama sistemi olarak çalışır.
• LCZ, 80 °C sıcaklık değerlerine ulaşabilir ve bu değer sabah saatlerinden sonra 50°C civarlarındadır.
• Alt katmandaki salamura sıcaklığı, temiz suyun kaynama noktasını geçmez.
![Page 29: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/29.jpg)
• NCZ katmanının kalınlığının artması, LCZ katmanı için daha fazla izolasyon anlamına gelir.
• Daha düşük UCZ kalınlığı, daha fazla miktarda güneş enerjisinin LCZ’ye ulaşmasını sağlar.
• Ayrıca UCZ’de depolanan solar radyason, temiz suda meydana gelen konveksiyon akımlarından dolayı kaybolur; bu nedenle güneş havuzunun derinliği 1-2 metre aralıklarında ise UCZ kalınlığı 10-20 cm aralıklarında kalmalıdır.
• LCZ ne kadar derinde olursa, termal depolama kapasitesi o kadar fazla olur, fakat bu durumda güneş havuzu kurulum maliyetini artırmaktadır.
![Page 30: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/30.jpg)
• Tuz gradyentli güneş havuzları tamamen dinamik sistemlerdir.
• Yani sürekli bakım, düzenleme, vs. gibi işlemlerin yapılması gerekmektedir.
• Üst kısımdan (UCZ) buharlaşan suyun yerine mutlaka su takviyesi yapılmalıdır.
• Ayrıca alttaki konsantre salamura gradyanının muhafazasının sağlanması gerekmekte ve aynı tuzluluk oranında kalması sağlanmalıdır.
• Tuzlukluk oranındaki azalmanın nedeni, farklı konsantrasyon oranlarındalarındaki katmanlardan tuzun üst katmana difüzyonudur.
![Page 31: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/31.jpg)
• Bu işlemler güneş havuzlarının temel sorunlarıdır.
• En üstte sıfır tuz konsantrasyonuna sahip bir tabakayı muhafaza etmek, alt katmanlardan yukarıya tuz difüzyonundan ve buharlaşmadan dolayı zordur.
• Aynı zamanda, tabandaki tuz konsantrasyonunu aynı miktarda kalacak şekilde korumak ta ayrı bir problemdir.
![Page 32: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/32.jpg)
• Bir güneş havuzunda kullanılan tuzun özellikleri çok önemlidir ve aşağıda şartları sağlaması istenir; – Zararsız olmalı;
– Ucuz ve kolay bulunabilir olmalı
– Renksiz olmalı ve içerisinde canlıların üremesine engel olmalı.
• Bu koşuları sağlayan bazı tuzlar; – Magnesium chloride MgCl2,
– potassium nitrate KNO3,
– ammonium nitrate NH4NO3,
– sodium nitrate NaNO3,
– urea NH2CO NH2
![Page 33: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/33.jpg)
• Sistem verimi arttırmak için havuz tabanı karartılmalı ve dış ortama karşı iyice izole edilmelidir.
• Araştırmacılar, SGSP’lerin ilk geliştirilmesi aşamalarında üç katman arasında yatay membranlar içeren sistem dizaynları üzerinde durmuşlardır.
• Fakat onarımı, monte edilmesi ve sızdırmazlığı zor olmasından dolayı membran kullanımı problemlidir.
![Page 34: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/34.jpg)
• Büyük SGSP sistemlerinde de rüzgar problemi vardır. Rüzgar akımları tuz gradyanlerinin dağılmasına neden olmaktadır ve ayrıca konveksiyonu arttırmaktadır.
• Bunu engellemek havuzun üst noktasına hareketli özel bariyerler monte edilmelidir.
• Yapılan deneyler, rüzgarın sebep olduğu 2 cm’lik dalganın, suyun 20 cm aşağıya kadar karıştırdığını göstermektedir.
![Page 35: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/35.jpg)
• Yazın absorbe edilen güneş enerjisi, kışa göre daha fazladır.
• Düz güneş kollektörlerinin aksine güneş havuzlarına eğim verilmez.
• Bu nedenle performansları yıl boyunca aynı değildir.
• Enlem yükseldikçe yaz ile kış şartlarındaki performans farkları artmaktadır.
![Page 36: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/36.jpg)
• Bu tip güneş havuzlarında görülenilecek diğer problemler ise tabanda alglerin ve çökeltilerin oluşumudur.
• Bunlar havuzun yansıtıcılığını artırmakta ve alglerin suya renk vermesinden dolayı absorbe edilen enerjide azalma meydana getirmektedir.
• Genellikle güneş havuzu ısısı, günün 24 saati boyunca kullanışlıdır.
• Bu nedenle gündüz depolanan enerji, gün içerisinde ve gece kullanılabilir.
![Page 37: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/37.jpg)
• SGSP’nin binalarda kullanıma bir örnek, Melbourne’de RMIT üniversitesinde çatıya kurulan bir SGSP sistemidir.
• Havuz, 5 m çapındadır.
• UCZ, NCZ ve LCZ katmanlarının derinliği sırasıyla 10, 60 ve 15 cm’dir.
• Havuz 70°C’ye kadar ulaşabilmektedir.
![Page 38: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/38.jpg)
Diffuser and wall bracket used to setup gradient.
![Page 39: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/39.jpg)
• Dünyanın ilk ticari ölçekte güneş havuzu Ein Boqek İsrail’de (Tabor and Doron) kurulmuştur. Havuz 1979 yılında tasarlanmış ve 1984’te üretime başlamıştır.
• İsrail’deki bir başka havuz yine En Boqeq’te, elektrik üretmek amaçlı kurulmuştur.
• 7000 m2 alana sahip ve 2.5 m derinliğindedir.
• Havuza Rankine Çevrimi entegre edilmiştir ve 150 kW jeneratöre sahiptir.
• Havuz 90 °C’ye çıkabilmekte fakat genellikle 70-80 °C aralıklarında çalılşmaktadır.
![Page 40: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/40.jpg)
Bet Ha Arava Solar pond power station in the Dead Sea Israel
![Page 41: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/42.jpg)
• Bir başka örnek Hindistan Bhuj’dadır.
• Buradaki havuz 100 m uzunluğunda, 60 m genişliğinde ve 3.5 m derinliğindedir.
• 6000 m2 ‘lik havuz Kutch Mandırasına sıcak su sağlamak için kurulmuştur.
• Sistem günlük 70 °C sıcaklığında 80000 litre sıcak su sağlayabilmektedir.
![Page 43: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/43.jpg)
Solar pond, Bhuj, India
![Page 44: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/44.jpg)
• 1983 yılında El Paso Solar Pond projesi, University of Texas’ta kurulmuştur.
• 1986’dan beri çalışmaktadır ve ısı üretimi, elektrik üretimi ve temiz su üretimi başarıyla yapılmıştır.
• Proje Bruce Foods’da varolan, 3350 m2 alanında 3 metre derinliğinde bir havuzun keşfedilmesiyle planlanmıştır.
![Page 45: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/45.jpg)
Installation of the flexible polypropylene geomembrane liner.
Installation of Geo-textile between the polypropylene liner and GCL.
The pond with the liner system installed.
![Page 46: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/46.jpg)
Solar pond in El Paso, Texas
![Page 47: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/47.jpg)
Solar pond in El Paso, Texas
![Page 48: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/48.jpg)
• Yine RMIT üniversitesi tarafından Pyramid Hill, Victoria, Avustralya’da kurulan bir güneş havuzu 3000 m2 alanındadır.
• Sistem 2000’lerin başında Pyramid Salt Factory’de tuz kurutma işleminde ısı üretimi için kurulmuştur.
• Havuzun derinliği 2.3 m, ısı depolama alanı 0.8 m ve gradyan bölgesi 1.2 m kalınlığındadır.
• Başlangıçta, havuzdan elde edilen ısı tuz kurutmak için kullanılsa da daha sonraları ısının bir kısmı fabrika alanında kurulu bir balık yetiştirme çiftliğinde de kullanılmaya başlanmıştır.
• Günümüzde ise, bir sel baskını sonucu fabrika kullanılamaz hale gelmiştir ve havuz kullanılmamaktadır.
![Page 49: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/49.jpg)
3000 m2 solar pond at Pyramid Hill, Australia.
![Page 50: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/50.jpg)
Heat extraction tubes and Inlet Manifold.
![Page 51: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/51.jpg)
• Güneş havuzu sistemleri, ticari olarak çok yaygın değildir, fakat deneysel olarak bir çok çalışma yapılmıştır.
• Yakın gelecekte, enerji krizlerinin çözülmesi için güzel bir alternatif olabilir.
• Bu teknoloji ile ilgilenen endüstriyel kuruluşlar genellikle düşük sıcaklık (45-80°C) kaynaklarına ihitiyaç duyan firmalar olmalıdır. Bunlar; – Tuz imalatçıları
– Su kültürü
– Mandıra tesisleri
– Tahıl ve sebze kurutma endüstrileri
– Su üreticileri (for desalination).
![Page 52: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/53.jpg)
• Aşağıda bahsedilen durumlarda güneş havuzları daha da ilgi çekici bir hale gelebilir:
– Sisteme uygun boş bir arazinin olması, petrole erişimin zor olduğu bir bölgede olması ve enerji maliyetlerinin yüksek olması,
– İhtiyaç duyulan sıcaklığın 40 - 80°C arasında olması;
– Düz, verimsiz bir alanın olması
– Ortalama yıllık güneş radyasyonu değerlerinin iyi olması
– Büyük miktarlarda tuzun ucuza bulunması.
![Page 54: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/54.jpg)
Salt deposit on wave suppression rings. (b) New wave suppression nets being installed.
![Page 55: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/55.jpg)
In-pond heat exchanger.
Corrosion of metal supports due to low pH.
Jimmy Leblanc, Aliakbar Akbarzadeh, John Andrews, Huanmin Lu, Peter Golding, Heat extraction methods from salinity-gradient solar ponds and introduction of a novel system of heat extraction for improved efficiency, Solar Energy, 85(12), 3103–3142
![Page 56: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/56.jpg)
GEL STABILIZED SOLAR POND
JEL ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZLARI
![Page 57: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/57.jpg)
• SGSP sistemlerinin problemlerinden dolayı 1978’de Shaffer tarafından yeni bir sistem önerilmiştir.
• Bu fikir, hem izalasyon görevi gören ve hem de güneş radyosyonunun en alt tabakaya erişmesine izin veren jel polimer kullanmaktır.
• Bu metotta jel, LCZ üzerinde yüzmekte ve NCZ’nin yerini almaktadır.
![Page 58: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/58.jpg)
• Bu tip havuzda, LCZ’nin üstünde yüzen jel, NCZ’nin yerine izolasyon görevi görür.
• En üst katmanda kullanılan jel ise
![Page 59: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/59.jpg)
• Bu teknolojinin avantajları;
– UCZ’ye buharlaşmadan dolayı eksilen suyun yerine su ekleme problemi ortadan kalkmaktadır.
– Depolama bölgesine çökelti ve tortular geçememektedir.. Jel yüzeyine belirli aralıklarla temizlenmesi…
– Rüzgar problemi yoktur.
![Page 60: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/60.jpg)
• Bu sistemin en temel problemi jelin yüksek maliyetidir.
• Bu nedenle büyük sistemlerde kullanımı çok pahalı olacağından zordur.
• Bu uygulamanın bir örneği 1980’de Wilkins vd. tarafından inşa edilmiştir.
• Jel örtülü bu güneş havuzu University of New Mexico’ya yakın bir yere kurulmuştur.
![Page 61: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/61.jpg)
Schematic diagram of the gel pond built
![Page 62: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/62.jpg)
• Deneyler tuz konsantrasyonları ve jel kalınlıkları değiştirilerek yapılmıştır.
• Havuz, 1981 yılının güz mevsiminde, 25 cm jel kalınlığı ile 57°C’ye ulaşmıştır.
• Chamberino (New Mexico)’da bir gıda firmasına ısı enerjisi sağlamak için ticari bir havuz inşa edilmiştir.
• Havuzun alanı 110 m2’dir ve havuzun taban sıcaklığı 60°C’ye ulaşmıştır.
![Page 63: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/63.jpg)
HONEYCOMB SOLAR PONDS, HSP
PETEK ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZU
![Page 64: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/64.jpg)
• Hava dolgulu petekli bir yapı havuz üzerinde yüzer vaziyette yerleştirilmiş ve solar radyosyonun geçmesine izin verirken ısı kaybına da engel olmaktadır.
• İzalasyon tabakasının altındaki havuz, taze su ile doldurulmuştur.
![Page 65: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/65.jpg)
• Petekli sistemin daha iyi izalasyon özelliğine sahip olması ve güneş radyasyonunu daha iyi geçirmesi için geliştirilmesi mümkün olmakla beraber ilk yatırım maliyetleri artmaktadır.
• Bu nedenle, küçük ölçekli uygulamalar için uygundur.
• Petekli sistemin öngörülen bir diğer uygulaması, bir su tankının duvarı olarak kullanılması ve güneş radyasyonunu içeri alması yada akışkan kullanılmayan depolama ortamında izalasyon görevi yapmasıdır.
![Page 66: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/66.jpg)
Cutaway of honeycomb cover
![Page 67: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/67.jpg)
COFFERED SOLAR PONDS, CSP
ZAR ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZLARI
![Page 68: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/68.jpg)
• Akışkandaki konveksiyon akımlarını engellemenin bir diğer yolu, vizkozitesini arttırmaktır.
• Bunun için, suya vizkozitesini arttıran koyulaştırıcı bir madde eklenebilir.
• Fakat, bu organik maddelerin bir çok dezavantajları vardır. En önemlileri;
– Zamanla ve sıcaklığın 55°C ‘nin üstüne çıkmasıyla fiziksel ve kimyasal yapılarının doğal olarak bozulması
– Yüksek maliyet.
• Bu nedenle vizkozitesi arttırılmış güneş havuzları uygulanamamaktadır.
![Page 69: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/69.jpg)
• Güneş havuzu yapmanın bir başka yolu ise, doğal tuzlu gölün bir kısmının uygun ısıl izalasyonlu zarla ayrıştırılmasıdır.
• Bu sisteme zar örtülü güneş havuzu denir (coffered solar pond (CSP).
• Bu metotda, çukur kazma maliyeti yoktur, fakat membranlar maliyetlidir.
• Farklı yerlere yerleştirilmiş yatay borular tuz gradyanlarını oluşturmaktadır.
• Tabandaki diğer borular sıcak salamurayı toplar.
![Page 70: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/70.jpg)
Coffered solar pond
![Page 71: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/71.jpg)
• 1990’da Sokolov ve Arbel tarafından yeni bir güneş havuzu geliştirilmiştir.
• Sistemde taban kısmında temiz su vardır. Havuz, yerden izole edilmiştir.
• Suyun üzerinde yüzer şekilde duran bir köpükleştirilmiş polystyrene katman bulunmaktadır (8).
• Bunun iki amacı vardır. İlki havuzun dış oratama karşı izalasyonunun sağlanması, ikincisi ise boru şebekesine destek sağlamasıdır.
• Bu borular suyu polyester katmanın karartılmış yüzeyi üzerinde yaymaktadır.
![Page 72: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/72.jpg)
Freshwater floating collector solar pond
![Page 73: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/73.jpg)
• Su, havuzun tabanından pompalanır, solar radyasyon ile ısınır ve yüzen katmana açılmış bazı deliklerden aşağıya doğru hareket eder.
• Polisitirenlevha üzerindeki suyu izole etmek için, havuz üzerinde duran şeffaf ince plastik bir levha (9) yardımıyla hava tabakası katmanı (13) oluşturulmuştur. Hava, fan yardımıyla pompalanmaktadır (10).
• Sistem oldukça basittir fakat karartılmış plastik levha üzerinden sıcak suyu püskürtecek bir boru şebekesine gereksinim vardır ve şeffaf plastik katmanın şişkin durmasını sağlayacak fana ihtiyaç vardır.
![Page 74: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/74.jpg)
CONVECTIVE SOLAR PONDS
KONVEKSİYONLU GÜNEŞ HAVUZLARI
![Page 75: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/75.jpg)
• Tuz gradyanlarının olmadığı konveksiyonlu havuzlarda, anlık güneş radyasyonu, hava ile su arasındaki farklı geçirgenlik katsayısından dolayı belirli bir açıda havuza nüfuz eder.
• Absorbe edilen enerji suyu ısıtırak bir sıcaklık gradyanı oluşturur ve bunun sonucunda yoğunluk farkı oluşarak havuz içerisinde suyun aşağı-yukarı hareket etmesine sebep olur.
• Bu şekilde havuz suyu sıcaklığı, atmosfer sıcaklığı ile aynı aralıklarda kalır.
![Page 76: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/76.jpg)
• En çok araştırma yapılan konvektif güneş havuzu tipi sığ güneş havuzudur.
• Bu havuz, tuzsuz su ile doludur ve üzeri örtü ile kaplıdır.
• Bu örtü konveksiyonu izin verirken suyun buharlaşmasını önler.
• Havuzun alt kısmı siyah ve izolasyonludur. • Üst kısımdaki örtü plastik veya cam olabilir. • Güneş, gün boyu örtü altındaki suyu ısıtır. • Geceleri ise sıcak su, ısı kaybını önlemek için bir
ısı depolama tankına depolanır. • Sıcak suyun depolama tankına pompalanması
esnasındaki aşırı ısı kaybı sığ güneş havuzlarının gelişmesini engellemiştir.
![Page 77: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/77.jpg)
Sığ güneş havuzu, 4 m ×200 m, Dickenson vd, tarafından yapılmıştır (1976).
![Page 78: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/78.jpg)
• Bir diğer konvektif güneş havuzu tipi derin tuzsuz havuzdur.
• Bu tip havuzun sığ havuzlardan tek farkı, suyun depolama tankına pompalanmasına gerek yoktur.
• Havuzun üstünde çift kaplama vardır.
• Geceleri veya güneşin olmadığı durumlarda, kaplamanın üstüne konan izolasyon ısı kayıplarını azaltır.
![Page 79: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/79.jpg)
![Page 80: 03 güneş havuzları](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022050923/55b52b57bb61eb24698b476d/html5/thumbnails/80.jpg)