Güneş Enerjisi Sistem|Güneş Enerjisi Su Isıtma

Güneş Enerjisi Sistem|Güneş Enerjisi Su Isıtma

Güneş kollektörleri güneş ışığını ısıya dönüştürürler. Kapalı devre olarak çalışan kollektörün içerisinde bulunan ısıtıcı sıvı akışkan güneşin etkisi ile ısı alır. Bir pompa ve otomasyon cihazı vasıtasıyla sirkülasyon gerçekleştirir. Bu sayede serpantinler vasıtasıyla ısısını kullanım suyuna aktaran ısıtıcı akışkan soğuyarak tekrar güneş kollektörlerine dönmektedir. Bu hareket, otomasyon cihazının güneş kollektörü sıcaklığı ile boyler sıcaklığı arasındaki farkı yakalayana kadar devam eder.

SICAK SU SİSTEMLERİ

Güneş enerjisinden yararlanılarak sıcak su üretilmesini sağlamaktadırlar. Bu sistemler; güneş enerjisinden doğrudan faydalanabilmek için ev ve iş yerlerinin çatılarına güneş kollektörleri yerleştirilir. Güneşin enerji yoğunluğuna göre, kollektörler suyu ısıtmaya başlar.

Kollektörler sağlam ve dayanıklı oldukları için yıllarca suyunuzu ısıtmaya devam edecektir.

Kollektörlerdeki sıcak suyun depolanmasını beklenir. Sıcaklığın korunması için özel depolar vardır.Böyelelikle sıcak su uzun süre soğumadan kalabilir.

ELEKTRİK ÜRETEN SİSTEMLER

Güneşten enerjisinden üretilen elektrik enerjisi Fotovoltaik sistemler (PV)'lerdir. Bu sistemler,foton denilen küçük tanecikler yayarlar. Bu taneciklerde biriken enerjiler panelleri yardımıyla elektriğe dönüşür.

Güneş panelleri iletken teller üzerinde elektronları hareket ettirir ve yarı iletken maddelerdir. Güneş ışığı bu maddeler sayesinde ışıktaki enerjiyi eksi yüklü elektronların hareket etmesini sağlayarak elektrik akımını oluşur.

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SU ISITMA SİSTEMLERİNİN VERİMLİLİKLERİ

Su ısıtma sistemlerinde bulunan kollektörlerin verimliliklerini bulabilmek için değişik kriterleri bilmemiz gerekir. Burada kollektörün verimlilik eğrisi, kollektörün verimlilik açısı, giriş sıcaklığı, çıkış sıcaklığı ve bölgedeki güneş ışınlarının gücü önemlidir.

Günlük gerekli olan ısı miktarı;

Qsu = msu * cp * (Tsu - Tşebeke) [kJ]

Kollektörün verimi:

Kollektörlerinin verimi farklı seçeneklere göre değişiklik göstermesine karşın %49-71 arasındadır (Tek camlı, bakır borulu, sellektif yüzeyli). Kollektör sıcaklığı ve çevre sıcaklığı arasındaki fark arttıkça verim de düşmektedir (Örneğin; hava sıcaklığı 21 0C ve kollektör sıcaklığı 30 0C olduğunda kollektör verimi %63, fakat hava sıcaklığı 30 0C ve kollektör sıcaklığı 80 0C olduğunda kollektör verimi %49’a düşmektedir. Biz kollektör verimini %71, tesisat verimini de %90 olarak alalım.

Not:Hava sıcaklığı ile kollektör sıcaklığı arasındaki sıcaklık farkı arttıkça kollektör verimi azalır.

Tesisat verimi ise sistemin karmaşıklığı arttıkça azalır, zorlanmış dolaşımlı sistemlerde verim düşüktür.

Çift serpantinli boylerler hem güneş enerjisi hem de kazan-kombi ile kullanım suyu ısıtan cihazlardır. Sistemin çalışma prensibi şu şekildedir; kollektör sıcaklık sensörü boyler sıcaklık sensöründen daha önce otomatik kontrol ünitesinde ayarlamış olduğumuz fark sıcaklığından fazla ise pompa çalışır ve boylerin alt tarafı ısınmaya başlar. Aksi halde pompa durur. Isınan su yukarı doğru çıkacağından dolayı pompa çalıştığı sürece boylerdeki suyun tamamını ısıtabilir. Boylerin güneş enerjisi tarafından ısıtılması ise şöyle gerçekleşmektedir: Boyler sıcaklık sensörünün gösterdiği değer kullanma suyu sıcaklığından düşük ise kazan-kombiye ait pompa çalışır ve boylerin üst tarafını ısıtır. Isınan su aşağıya doğru gitmeyeceği için boylerin sadece üst kısmı ısınacaktır ve istenen değere geldiğinde pompa durur. Şebeke suyu ilk olarak güneş enerjisi devresinin bağlı olduğu serpantinlere geldiği için ısıtmayı güneş enerjisi yapacak daha sonra su yukarı doğru yükselecek ve kazan-kombi ısıtmasına gerek duyulursa destek sistem tarafından alınacaktır.

Basit bir örnek:

Güneş enerji sistemimizde 160 lt kapasiteli boyler, 2,30 m2 kollektör alanı bulunmaktadır. Yaz aylarında bir gün boyunca bu kollektör suyumuzu ne kadar ısıtır?

(qİzmir-yazın = 25,4 MJ/m2 *gün, kollektör verimi 0,71, tesisat verimi 0,90, çevre sıcaklığı 25 0C ve şebeke suyunun sıcaklığı 24 0C alınsın) qüretilen = qİzmir-yazın * kollektör verimi * tesisat verimi qüretilen = 25,4 * 0,71 * 0,90 qüretilen = 16,200 MJ/m2*gün (2,3 m2 kollektörümüz gün boyunca 16200 kJ enerji üretmiştir.) msu * cp * (Tsu - Tşebeke) = qüretilen * kollektör alanı(Şimdi kollektörün gün boyunca üretmiş olduğu enerji ile suyumuzu ne kadar ısıtabiliriz onu bulalım.)160 * 4,18 * (Tsu - 24) = 16200 * 2,30 Tsu = 79 0C olur.

Gün boyunca çatımızda duran sistem suyumuzu 55 0C ısıttı, elektrik ile ısıtmış olsaydık 8,2 kWh elektrik harcamış olacaktık ve 21 kuruştan 1,8 TL masrafımız olacaktır.

Yaz aylarında günlük 1,8 TL cebimizde kalmakla birlikte ve çevre dostu bir sisteme sahip olabiliriz.

Genelde bu tip sistemleri kendilerini 3-4 yıl içerisinde amorti ederler.

Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde güneş enerjisi, evsel kullanıma en uygun bir enerji kaynağıdır. Güvenli ve ucuz bir enerji kaynağı olan güneş enerjisini, Güneş Kollektörleri vasıtası ile evlerimizde şu amaçlar için kullanabiliriz;

1- Kullanma suyunun ısıtılması

2- Kombi entegrasyonu ile bina ısıtılmasına destek

3- Havuz suyu ısıtılması

Kollektör tanımı:

1- Mekanik kilit sistemi ile birleştirilmiş,kendinden kanatlı veya ultrasonik kaynaklı panel

2- Düz veya prizmatik solar cam (selektif yüzeyli kollektörlerde mevcuttur)

3- İzolasyon (alüminyum folya kaplı monoblok poliüretan)

4- Elektrostatik toz boyalı alüminyum kasa

5- UV ışınlarına dayanıklı, sızdırmaz kauçuk fitil

6- Manifolt contası

7- Taban sacı

8- 3/4’’ çıkışlar

9- M8 vidalı perçin

10- Akışkan taşıyıcı alüminyum veya bakır borular

11- Manifold borusu

12- İlave cam yünü izolasyon

Kollektörler; güneş enerjili su ısıtma sistemlerinin ana parçasıdır. Kollektörler güneş ışınlarını absorbe ederek içinde dolaşan sıvının ısınmasını sağlar.Kaynak:http://www.elginkan.com.tr/assets/media/mediaFile_52f889fc17d27.pdf