GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ

GÜNEŞ ENERJİSİ

• Güneş enerjisi veya Güneş erkesi, Güneş ışığından enerji elde edilmesine dayalı teknolojidir.

• Güneşin yaydığı ve Dünya'mıza da ulaşan enerji, Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir.

• Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır.

• Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir.

• Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi,insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır.

• Dünya ile Güneş arasında ki mesafe 150 milyon km’dir.

• Dünya’ya güneşten gelen enerji, Dünya’da bir yılda kullanılan enerjinin 20 bin katıdır.

• Güneş, 5 milyar yıl sonra tükenecektir

• Güneş ışınımının tamamı yeryüzüne ulaşmaz, %30 kadarı dünya atmosferi tarafından geriye yansıtılır.

BAŞLICA GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ VE KULLANIMLARI

• A- Termodinamik sistemler• 1. Pasif güneş sistemleri• - Direk toplama• - Termal depolama duvarı• - Güneş uzayı • 2. Aktif güneş sistemleri• - Termal stasyoner (durağan) sistemler

TÜRKİYENİN GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ

• Türkiye dünya üzerinde 36o-42o kuzey enlemleri ve 26o-45o doğu boylamları arasında bulunmaktadır. Türkiye'nin yıllık ortalama güneş ışınımı 1303 kWh/m2yıl, ortalama yıllık güneşlenme süresi ise 2623 saattir. Bu rakam günlük 3,6 kWh/m2 güce, günde yaklaşık 7,2 saat, toplamada ise 110 günlük bir güneşlenme süresine denk gelmektedir. 9,8 milyon (ton eşdeğer petrol) ısıl uygulamalara olmak üzere yıllık 26,2 TEP milyon enerji potansiyeli mevcuttur. Yılın 10 ayı boyunca teknik ve ekonomik olarak ülke yüzölçümünün %63'ünde ve tüm yıl boyunca %17'sinden yaralanabilir

• Gerekli yatırımların yapılması halinde Türkiye yılda birim m2'sinden ortalama 1.100 kWh'lik güneş enerjisi üretebilir. Güneşten dünyaya saniyede yaklaşık 170 milyon MW enerji gelmektedir. Güneşten bir saniyede dünyaya gelen güneş enerjisi miktarı, Türkiye'nin yıllık enerji üretiminin 1700 katıdır

TÜRKİYE’NİN GÜNEŞ ENERJİ POTANSİYELİ

Türkiye, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Güneşten dünyaya saniyede yaklaşık olarak 170 milyon MW enerji gelmektedir. Türkiye’nin yıllık enerji üretiminin 100 milyon MW olduğu düşünülürse bir saniyede dünyaya gelen güneş enerjisi, Türkiye’nin enerji üretiminin 1.700 katıdır. Türkiye’nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat, günlük toplam 7,2 saat, ortalama toplam ışınım şiddeti 1.311 kWh/m²-yıl, günlük toplam 3,6 kWh/m² olduğu tespit edilmiştir. Türkiye, 110 gün gibi yüksek bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir ve gerekli yatırımların yapılması halinde yılda birim metre karesinden ortalama olarak 1.100 kWh’lik güneş enerjisi üretebilecek kapasiteye sahiptir. Türkiye güneş enerji potansiyeli ve güneşlenme süresi değerleri aylara göre dağılımı verilmiştir

Buna göre genel olarak Türkiye’nin en çok ve en az güneş enerjisi üretilecek ayları sırası ile Haziran ve Aralık olmaktadır. Bölgeler arasında ise öncelikle Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz sahilleri gelmektedir. Güneş enerjisi üretiminin yok denecek kadar az olduğu Karadeniz bölgesi dışında yılda birim metre kareden 1.100 kWh’lik enerji üretilebilir ve toplam güneşli saat miktarı ise 2.640 saattir. Buna göre Türkiye’de toplam olarak yıllık alınan enerji miktarı ise yaklaşık 1015 kW saat kadardır.

Dünyada Kullanılan Toplam Kolektör Alanları

A-YATAY DEPOLU AÇIK TİP B-DİK BORULU KAPALI TİP

E-POMPALI TİP

F-TEK DEPOLU BASINÇLI TİP

GÜNEŞ ENERJİLİ SU ISITMA SİSTEMLERİNİN TEKNOLOJİK VE EKONOMİK DURUM

KARŞILAŞTIRILMASI

Almanya’da Bir Güneş Tarlası

DÜZLEMSEL TOPLAYICILARIN TEMEL ELEMANLARI

Düzlemsel sıcak su kollektörleri ve boru dizilişi

SAYDAM ÖRTÜ

• Saydam örtünün esas görevi toplayıcıdan çevreye taşınım ile olan ısı kaybını azaltmak ve yutucu yüzeyin yağmur, dolu ve toz gibi dış etkenlerden korumaktır

Saydam örtüden istenen özellikler;• Güneş ışınımın büyük bir kısmını geçirmeli• Uzun dalga boyu olan ısı ışınımını geçirmemeli• En az 100oC sıcaklığa dayanmalı• Kolay kırılmamalı, aşınmamalı ve çizilmemelidir.• Zamanla mor ötesi (ultraviyole) ışınımdan bozuşmamalı• Hafif ve ucuz olmalı

CAMLAR

• Uygulama daha çok düşük demir oksitli tempreli ve pirizmatik camlar kullanılmaktadır. Temperli olmasının nedeni kırıldığında kılıç gibi parçalara ayrılarak yaralanmalara yol açmaması içindir

PLASTİK ÖRTÜLER

• Plastik örtüler akrilik, teflon, poli-karbonat, cam takviyeli plastik esaslı malzemelerden yapılırlar. En yaygın bilineni plexsiglastır. Plastik örtülerin güneş ışınımını geçirme oranı düşük demir oksitli camlar gibi yüksektir, kırılmaz ve ucuzdurlar.

Vakum Tüplü Güneş Enerji Sistemleri

• Vakum tüplü teknolojisi bugün piyasada geleneksel emici daha iyi performans sunar. Bu gelişmiş tasarım, borosilicate cam (borcam) iki tabaka arasında bir vakum katman ile oluşur ve iç kısımda tüpler içermektedir. Bu vakum bir termos gibi, termal enerjinin % 93'e kadar koruyarak, daha yüksek bir verim elde etmektedir. Elde edilen bu termik enerji borular yardımı ile gerekli yerlere aktarılır.

Güneş Enerji Sistemleri ile İlgili Akla Gelen Sorular

1)Güneş enerjisi sistemi ne kadar sürede kendini amorti eder?

Sistemlerin amorti süreleri oldukça kısadır, su kullanma miktarına göre değişir. Belli bir süre sonunda kullanıcı suyunu ücret ödemeden ısıtacaktır.

2)Sistemler sadece güneşin olduğu vakitlerde mi sıcak su sağlıyor?

Hayır. Sistemler 24 saat sıcak su verir. Gündüz ısıtılan su, geceleyin ısı yalıtımlı depoda soğumaya karşı korunarak depolandığından, güneşin olmadığı vakitlerde de kullanıma hazırdır.

BOYLER

Degişik ısı kaynaklarından alınan suyu depolamaya , ihtiyaç olundugunda kullanmaya yarayan mekanik tesisat elemanıdır.Isı kaynaklarına örnek olarakta buhar kazanı , ısı pompası , güneş kollektörü , sıcak su kazanı veya elektrikli olarakta verebiliriz.

3)Güneş enerjisi ile ısı pompasını karşılaştırır mısınız?

Isı pompası kullanıldığında mutlaka bir miktar elektrik sarfı olacaktır. Isı pompasının enerji sarfı, doğalgaz ve elektriğe göre oldukça düşüktür, ancak güneş enerjisi elde etmenin ek masrafı yoktur.

MERKEZİ GÜNEŞ ENERJİLİ SU ISITMA SİSTEMLERİ

• Otel, yurt, hastane, yüzme havuzu, sera, askeri tesisler, polis evleri gibi toplu sıcak su tüketiminin ihtiyaç olduğu yerlerde boyler veya plakalı ısı eşanjörleri ile güneş kolektörlerinden yararlanılarak sıcak su üreten güneş enerji sistemleridir. Toplu Sistemler, otomatik kumanda panosu yardımıyla bir merkezden kontrol edilmesi ve değişik ısıtma sistemleri ile koordineli çalışabilmesi nedeniyle toplu sıcak su tüketicilerinin önde gelen tercihleri arasındadır.

• Merkezi ısıtma sistemlerinde ihtiyaç duyulan sıcak su ilk etapta güneş kolektörlerinden karşılanır. Eğer güneş kolektörleri ihtiyaç duyulan sıcak su için gerekli enerjiyi karşılayamıyor ise kullanılan diğer bir ısıtıcı vasıtasıyla sıcak su ısıtılır. Eğer diğer ısıtıcı kullanılmıyor veya yeterli gelmiyor ise rezistans devreye girerek kullanılacak sıcak su için gerekli enerji ihtiyacı elektrik yardımıyla karşılanır

• Bu şekilde, kullanılan sıcak suyun ısıtılması için gerekli enerji ihtiyacı en ekonomik ısıtıcıdan karşılanır. Böylelikle sistem kullanıcılara her an ekonomik ve konforlu bir kullanım sağlar. Ülkemizdeki son on yıl içerisinde yaşanmış güneşlenme sürelerine göre, güneş enerji sisteminin toplu sistemlerde yaz aylarında %100’lere ve kış aylarında %70 lere varan tasarruflar sağlamaktadır.

Doğal Güneş Havuzları

Medve gölü 1902de derinliği 15m yüzey alanı 42.000m² dir. Yaz sonlarında 1.32mde sıcaklık 70°C olarak ölçüldü.

Yapay Güneş Havuzları

SONUÇ OLARAK• Güneş havuzları, büyük miktarda güneş enerjisini, düşük

maliyetle doğrudan depolayan tuzlu su havuzlarıdır.• Güneş havuzları, ısı üretme, elektrik üretme, sudan tuzun

giderilmesi ve ısıl enerji depolama amaçlı kullanılmaktadır.• Güneş havuzu, yapı olarak bahçe havuzlarına benzemekle

beraber alt kısmı güneş ışınımını absorbe etmesi için siyah boya ile boyanmakta ve etrafı iyi yalıtımlıdır.

• Sıcaklık ve tuz konsantrasyonu alt kısımdan üst kısma doğru azalmaktadır.

• Havuzdaki ısının dağılımı suya eklenen tuz konsantrasyonu ile düzenlenir, tuz konsantrasyonu en üstten alta doğru artar. Böylece en üstte soğuk su yüzeyi bulunsa bile havuzun alt kısmında doymuş tuz konsantrasyonu bulunan bölgede sıcaklık yüksek olur.

GÜNEŞİ İZLEYEN TOPLAYICILAR

• En karmaşık düzlem toplayıcılarıyla bile 150°C üstünde sıvı sıcaklığı elde etmek yüzey sıcaklık kayıpları sezilebilir bir şekilde arttığı için güçtür. Daha yüksek sıcaklıklar elde etmenin yolu yoğunlaştıran tipte güneş toplayıcıları bulunmaktadır. Bu yöntem güneş radyasyonunun yayılan kısmının siatemce toplanması gerekmektedir.bu yüzden direkt güneş ışınlarından mümkün olan en yüksek oranda kullanılabilmesi için çaba harcanmalıdır. Bu anlamda doğal olarak,güneş yoğunlaştırıcıları güneşi sürekli izleyebilmesini sağlayan bir izleme aletiyle donatılmıştır.Çeşitli tipleri vardır. Bunlar:parabolik oluklu yoğunlaştırıcılar,sabit-ayna hareketli alıcı toplayıcıları,sabit soğurucu-hareketli dilimli ayna toplayıcıları

Avantajları ve Dezavantajları

• Rakiplerinden daha verimli olmasının yanı sıra uzunluğu nedeniyle en tanınan toplayıcı türü parabolik oluk tipleridir. Bu tip toplayıcılar güneşi izlemesi durumunda bütün kütlesini hareket ettirme zorunluluğu teknik bir problemdir.

Parabolik Düzlem

Doğrusal Yoğunlaştırıcı Kolektör

Parabolik Çanak

1878 yılına ait ilk çanak reflektör

Güneş Enerjisinin Diğer Uygulamaları

Trafik İşaret Lambalarında

Evlerin Elektrik İhtiyacının Karşılanmasında

Hesap Makinelerinde

Türkiye’de İnşa Edilen Güneş Evleri

Türkiye de Güneş Enerjisinin En Yaygın UygulamasıGüneş Enerjisi ile Su Isıtma Sistemleri

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 200

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

YılDoğalgaz Yakıt MaliyetiGüneş Kollektörü + Yakıt Maliyeti

YÖNÜNÜZÜ GÜNEŞE ÇEVİRİN

ENERJİNİZİ ÇÖPE ATMAYIN.

• Bizi dinlediğiniz için teşekkür ederiz...Harun SEVİNÇGökhan KÜÇÜKBALKAYACihad ERDOĞANFerhat ÖZKAN