Güneş Kollektörü Hakkında Bilgi, Güneş Kollektörü İle Sıcak Su

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-15-2012

Üst örtü: Kollektörlerin üstten olan ısı kayıplarını en aza indirgeyen ve güneş ışınlarının geçişini engellemeyen bir maddeden olmalıdır

Cam, güneş ışınlarını geçirmesi ve ayrıca absorban plakadan yayınlanan uzun dalga boylu ışınları geri yansıtması nedeni ile örtü maddesi olarak son derece uygun bir maddedir

Bilinen pencere camının geçirme katsayısı 0

88’dir

Son zamanlarda özel olarak üretilen düşük demir oksitli camlarda bu değer 0

95 seviyesine ulaşmıştır

Bu tür cam kullanılması verimi % 5 mertebesinde arttırır

Absorban Plaka: Absorban plaka kollektörün en önemli bölümüdür

Güneş ışınları, absorban plaka tarafından yutularak ısıya dönüştürülür ve sistemde dolaşan sıvıya aktarılır

Absorban plaka tabanda ve üstte birer manifold ile bunların arasına yerleştirilmiş akışkan boruları ve yutucu plakadan oluşur

Yutucu plaka ışınları yutması için koyu bir renge genellikle siyaha boyanmıştır

Kullanılan boyanın yutma katsayısının (absorptivite) yüksek uzun dalga boylu radyasyonu yayma katsayısının (emissivite) düşük olması gerekmektedir

Bu nedenle de bu özelliklere sahip seçici yüzeyler kullanılmaktadır

Mat siyah boyanın yutuculuğu 0

95 gibi yüksek bir rakam iken yayıcılığı da 0

92 gibi istenmeyen bir değerdedir

Yapılan seçici yüzeylerde yayma katsayısı 0

1’in altına inmiştir

Seçici yüzey kullanılması halinde kollektör verimi ortalama % 5 artar

Absorban plaka, borular ile sıkı temas halinde olmalıdır

Alüminyumda olduğu gibi, akışkan borularının kanatlarla bir bütün teşkil etmesi en iyi durumdur

Bakır ve sacda bu mümkün olmadığı için akışkan boruları ile plakanın birbirine temas problemi ortaya çıkmaktadır

Bu problem ya tamamen yada belli aralıklarla lehim veya kaynak yapmakla çözülebilir

Isı Yalıtım : Kollektörün arkadan olan ısı kayıplarını minumuma indirmek için absorban plaka ile kasa arası uygun bir yalıtım maddesi ile yalıtılmalıdır

Absorban plaka sıcaklığı, kollektörün boş kalması durumunda 150 °C’a kadar ısınması nedeniyle kullanılacak olan yalıtım malzemesinin sıcak yalıtım malzemesi olması gerekmektedir

Isı iletim katsayıları düşük ve soğuk yalıtım malzemesi olarak bilinen poliüretan kökenli yalıtım malzemeleri tek başına kullanılmamalıdır

Bu tür yalıtım malzemeleri, absorban plakaya bakan tarafı sıcak yalıtım malzemesi ile takviye edilerek kullanılmalıdır

Kollektör Kasası: Kasa, yalıtkanın ıslanmasını önleyecek biçimde yapılmalıdır

Özellikle kollektör giriş ve çıkışlarında kasanın tam sızdırmazlığı sağlanmalıdır

Kasanın her yanı 100 kg/m2 (981 Pa=N/m2) basınca dayanıklı olmalıdır (TSE-3680)

Sıvılı kollektörlerde sızdırmazlığın yüzde yüz sağlanamadığı durumlarda camda yoğunlaşan su buharını dışarıya atmak amacıyla kasanın iki yan kenarına tam karşılıklı ikişer adet 2-3 mm çapında delik açılmalıdır

Güneş pilleri

Güneş pilleri (fotovoltaik piller), yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarıiletken maddelerdir Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları genellikle 100 cm² civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm arasındadırGüneş pilleri, elektrik enerjisinin gerekli olduğu her uygulamada kullanılabilir Güneş pili modülleri uygulamaya bağlı olarak, akümülatörler, invertörler, akü şarj denetim aygıtları ve çeşitli elektronik destek devreleri ile birlikte kullanılarak bir günes pili sistemi (fotovoltaik sistem) oluştururlar Bu sistemler, özellikle yerleşim yerlerinden uzak, elektrik şebekesi olmayan yörelerde, jeneratöre yakıt taşımanın zor ve pahalı olduğu durumlarda kullanılırlar Bunun dışında dizel jeneratörler ya da başka güç sistemleri ile birlikte karma olarak kullanılmaları da mümkündür

AYDINLATMA:

Harici, çevre, park, bahçe, sokak, cadde, dekoratif vbGüneş enerjisi ile yapılan aydınlatma sistemlerinin verimli çalışabilmesi ve uygun ilk yatırım maliyetlerin çıkması için, aydınlatma ürünlerinde tasarruflu / ekonomik LED ( Light Emitting Diode – Işık Yayan Diyot ) teknolojisi ürünlerin kullanılması öngörülmektedir

Yüksek adetli aydınlatma projelerinde ise, merkezi sistem uygulaması gerekmektedir

Merkezi sistemlerin başlıca avantajları ;Tek yerden / merkezden kontrolMaliyetlerin düşük / ekonomik olması Dış ortam / çevre şartlarından ( ağaç, bina, … ) asgari etkilenme

LED PROJEKTÖR GENEL ÖZELLİKLERİ

Fluoresan lambalara göre ortalama 1/10 güç tüketimi Asgari 100000 saat işletme ömrü* Yüksek güvenirlilik

* % 100 Enerji tasarrufu sağlar ve bakıma ihtiyaç duymaz* Hem iç mekanda, hem de dış mekanda uygulanabilir / dayanıklıdır* Güzel ve estetik ışık verirler* Tek ve çok renk elde edilebilir* Kolay montaj ve kurulum* Çevre dostudur* Hafiftir* Bütünüyle şoka ve titreşime dirençli bir yapıya sahip olup , fleman veya gaz içermedikleri gibi, kırılgan cam yapısınada sahip değildirler * Yüksek enerji tasarrufları ile kısa sürede kendilerini amorti ederler* Ledler ile tüm armatür tiplerine uygulama yapmak mümkündür* Yeşil, Kırmızı, Mavi, Sarı, Beyaz renklerde çok farklı alternatif tonları mevcuttur* Düşük enerji sarfiyatı sayesinde, asgari güçteki yedek enerjili / kesintisiz (akülü) uygulamalara müsaittir* Timer ve / veya fotosel uygulamalarınason derece müsaittir

* DC ve/veya AC kaynak ile çalışabilir

Başlıca KULLANIM ALANLARI

Fabrika ve iş yerleri çevre aydınlatmaları

Park, bahçe, çevre, otopark aydınlatmaları

Geniş arazi aydınlatması

Güvenlik uygulamaları

Acil ve / veya sürekli aydınlatma

Afet, acil aydınlatma

Güneş paneli : üzerinde birçok güneş enerjisini soğurmaya yarayan güneş hücreleri bulundurur 8-24 panellik bir sistem, ihtiyaç olan yerlerde normal bir evin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilir Endüstri uygulamaları veya elektrik santralleri için binlerce güneş panelinin kullanıldığı büyük sistemler kurulmaktadır Bir güneş hücresinin performansı verimi ile ölçülür Aldığı enerjinin yüzde kaçını kullanılabilir elektriğe dönüştürdüğü verimi belirleyen en önemli parametredir Sadece belli dalga boylarındaki ışık elektriğe dönüştürülebilir, geri kalan büyük miktar hücreyi oluşturan madde tarafından ya emilmekte ya da yansıtılmaktadır Panellerin mevsimlere bağlı olarak farklı açılarla güneşe doğru yönlendirmesi yapılarak her mevsimde azami verim alınması mümkün olmaktadır Türkiye için genelde geçerli olan 60º kış eğimi sayesinde ve panel camlarının özelliği nedeni ile buzlanma veya kar birikmesi engellenmektedir Güneş panellerinin çıkışına takılan özel güneş regülatörleri ile 12 ay boyunca en optimal koşullarda akü şarjı yapılmaktadır Akülerde depolanan enerji yüksek verimli tam sinüs DC-AC çeviriciler ile 220V AC akıma çevirilebilmektedirGüneş pili sistemlerinin elektrik şebekesinden ayrı olarak kullanıldığı tipik uygulama alanları aşağıda sıralanmıştır

Haberleşme istasyonları, kırsal radyo, telsiz ve telefon sistemleri

Dağevleri ya da yerleşim yerlerinden uzaktaki evlerde TV, radyo, buzdolabı gibi elektrikli aygıtların çalıştırılması

Petrol boru hatlarının katodik koruması

Metal yapıların (köprüler, kuleler vb) korozyondan koruması

Elektrik ve su dağıtım sistemlerinde yapılan telemetrik ölçümler, hava gözlem istasyonları

Bina içi ya da dışı aydınlatma

Tarımsal sulama ya da ev kullanımı amacıyla su pompajı

Orman gözetleme kuleleri

Deniz fenerleri

İlkyardım, alarm ve güvenlik sistemleri

Deprem ve hava gözlem istasyonları

İlaç ve aşı soğutma

Askeri Uygulamalarda

10-15-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	Güneş Kollektörü Hakkında Bilgi, Güneş Kollektörü İle Sıcak Su Üst örtü: Kollektörlerin üstten olan ısı kayıplarını en aza indirgeyen ve güneş ışınlarının geçişini engellemeyen bir maddeden olmalıdır Cam, güneş ışınlarını geçirmesi ve ayrıca absorban plakadan yayınlanan uzun dalga boylu ışınları geri yansıtması nedeni ile örtü maddesi olarak son derece uygun bir maddedir Bilinen pencere camının geçirme katsayısı 088’dir Son zamanlarda özel olarak üretilen düşük demir oksitli camlarda bu değer 095 seviyesine ulaşmıştır Bu tür cam kullanılması verimi % 5 mertebesinde arttırır Absorban Plaka: Absorban plaka kollektörün en önemli bölümüdür Güneş ışınları, absorban plaka tarafından yutularak ısıya dönüştürülür ve sistemde dolaşan sıvıya aktarılır Absorban plaka tabanda ve üstte birer manifold ile bunların arasına yerleştirilmiş akışkan boruları ve yutucu plakadan oluşur Yutucu plaka ışınları yutması için koyu bir renge genellikle siyaha boyanmıştır Kullanılan boyanın yutma katsayısının (absorptivite) yüksek uzun dalga boylu radyasyonu yayma katsayısının (emissivite) düşük olması gerekmektedir Bu nedenle de bu özelliklere sahip seçici yüzeyler kullanılmaktadır Mat siyah boyanın yutuculuğu 0 95 gibi yüksek bir rakam iken yayıcılığı da 092 gibi istenmeyen bir değerdedir Yapılan seçici yüzeylerde yayma katsayısı 01’in altına inmiştir Seçici yüzey kullanılması halinde kollektör verimi ortalama % 5 artar Absorban plaka, borular ile sıkı temas halinde olmalıdır Alüminyumda olduğu gibi, akışkan borularının kanatlarla bir bütün teşkil etmesi en iyi durumdur Bakır ve sacda bu mümkün olmadığı için akışkan boruları ile plakanın birbirine temas problemi ortaya çıkmaktadır Bu problem ya tamamen yada belli aralıklarla lehim veya kaynak yapmakla çözülebilir Isı Yalıtım : Kollektörün arkadan olan ısı kayıplarını minumuma indirmek için absorban plaka ile kasa arası uygun bir yalıtım maddesi ile yalıtılmalıdır Absorban plaka sıcaklığı, kollektörün boş kalması durumunda 150 °C’a kadar ısınması nedeniyle kullanılacak olan yalıtım malzemesinin sıcak yalıtım malzemesi olması gerekmektedir Isı iletim katsayıları düşük ve soğuk yalıtım malzemesi olarak bilinen poliüretan kökenli yalıtım malzemeleri tek başına kullanılmamalıdır Bu tür yalıtım malzemeleri, absorban plakaya bakan tarafı sıcak yalıtım malzemesi ile takviye edilerek kullanılmalıdır Kollektör Kasası: Kasa, yalıtkanın ıslanmasını önleyecek biçimde yapılmalıdır Özellikle kollektör giriş ve çıkışlarında kasanın tam sızdırmazlığı sağlanmalıdır Kasanın her yanı 100 kg/m2 (981 Pa=N/m2) basınca dayanıklı olmalıdır (TSE-3680) Sıvılı kollektörlerde sızdırmazlığın yüzde yüz sağlanamadığı durumlarda camda yoğunlaşan su buharını dışarıya atmak amacıyla kasanın iki yan kenarına tam karşılıklı ikişer adet 2-3 mm çapında delik açılmalıdır Güneş pilleri Güneş pilleri (fotovoltaik piller), yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarıiletken maddelerdir Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları genellikle 100 cm² civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm arasındadırGüneş pilleri, elektrik enerjisinin gerekli olduğu her uygulamada kullanılabilir Güneş pili modülleri uygulamaya bağlı olarak, akümülatörler, invertörler, akü şarj denetim aygıtları ve çeşitli elektronik destek devreleri ile birlikte kullanılarak bir günes pili sistemi (fotovoltaik sistem) oluştururlar Bu sistemler, özellikle yerleşim yerlerinden uzak, elektrik şebekesi olmayan yörelerde, jeneratöre yakıt taşımanın zor ve pahalı olduğu durumlarda kullanılırlar Bunun dışında dizel jeneratörler ya da başka güç sistemleri ile birlikte karma olarak kullanılmaları da mümkündür AYDINLATMA: Harici, çevre, park, bahçe, sokak, cadde, dekoratif vbGüneş enerjisi ile yapılan aydınlatma sistemlerinin verimli çalışabilmesi ve uygun ilk yatırım maliyetlerin çıkması için, aydınlatma ürünlerinde tasarruflu / ekonomik LED ( Light Emitting Diode – Işık Yayan Diyot ) teknolojisi ürünlerin kullanılması öngörülmektedir Yüksek adetli aydınlatma projelerinde ise, merkezi sistem uygulaması gerekmektedir Merkezi sistemlerin başlıca avantajları ;Tek yerden / merkezden kontrolMaliyetlerin düşük / ekonomik olması Dış ortam / çevre şartlarından ( ağaç, bina, … ) asgari etkilenme LED PROJEKTÖR GENEL ÖZELLİKLERİ Fluoresan lambalara göre ortalama 1/10 güç tüketimi Asgari 100000 saat işletme ömrü* Yüksek güvenirlilik * % 100 Enerji tasarrufu sağlar ve bakıma ihtiyaç duymaz* Hem iç mekanda, hem de dış mekanda uygulanabilir / dayanıklıdır* Güzel ve estetik ışık verirler* Tek ve çok renk elde edilebilir* Kolay montaj ve kurulum* Çevre dostudur* Hafiftir* Bütünüyle şoka ve titreşime dirençli bir yapıya sahip olup , fleman veya gaz içermedikleri gibi, kırılgan cam yapısınada sahip değildirler * Yüksek enerji tasarrufları ile kısa sürede kendilerini amorti ederler* Ledler ile tüm armatür tiplerine uygulama yapmak mümkündür* Yeşil, Kırmızı, Mavi, Sarı, Beyaz renklerde çok farklı alternatif tonları mevcuttur* Düşük enerji sarfiyatı sayesinde, asgari güçteki yedek enerjili / kesintisiz (akülü) uygulamalara müsaittir* Timer ve / veya fotosel uygulamalarınason derece müsaittir * DC ve/veya AC kaynak ile çalışabilir Başlıca KULLANIM ALANLARI Fabrika ve iş yerleri çevre aydınlatmaları Park, bahçe, çevre, otopark aydınlatmaları Geniş arazi aydınlatması Güvenlik uygulamaları Acil ve / veya sürekli aydınlatma Afet, acil aydınlatma Güneş paneli : üzerinde birçok güneş enerjisini soğurmaya yarayan güneş hücreleri bulundurur 8-24 panellik bir sistem, ihtiyaç olan yerlerde normal bir evin tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilir Endüstri uygulamaları veya elektrik santralleri için binlerce güneş panelinin kullanıldığı büyük sistemler kurulmaktadır Bir güneş hücresinin performansı verimi ile ölçülür Aldığı enerjinin yüzde kaçını kullanılabilir elektriğe dönüştürdüğü verimi belirleyen en önemli parametredir Sadece belli dalga boylarındaki ışık elektriğe dönüştürülebilir, geri kalan büyük miktar hücreyi oluşturan madde tarafından ya emilmekte ya da yansıtılmaktadır Panellerin mevsimlere bağlı olarak farklı açılarla güneşe doğru yönlendirmesi yapılarak her mevsimde azami verim alınması mümkün olmaktadır Türkiye için genelde geçerli olan 60º kış eğimi sayesinde ve panel camlarının özelliği nedeni ile buzlanma veya kar birikmesi engellenmektedir Güneş panellerinin çıkışına takılan özel güneş regülatörleri ile 12 ay boyunca en optimal koşullarda akü şarjı yapılmaktadır Akülerde depolanan enerji yüksek verimli tam sinüs DC-AC çeviriciler ile 220V AC akıma çevirilebilmektedirGüneş pili sistemlerinin elektrik şebekesinden ayrı olarak kullanıldığı tipik uygulama alanları aşağıda sıralanmıştır Haberleşme istasyonları, kırsal radyo, telsiz ve telefon sistemleri Dağevleri ya da yerleşim yerlerinden uzaktaki evlerde TV, radyo, buzdolabı gibi elektrikli aygıtların çalıştırılması Petrol boru hatlarının katodik koruması Metal yapıların (köprüler, kuleler vb) korozyondan koruması Elektrik ve su dağıtım sistemlerinde yapılan telemetrik ölçümler, hava gözlem istasyonları Bina içi ya da dışı aydınlatma Tarımsal sulama ya da ev kullanımı amacıyla su pompajı Orman gözetleme kuleleri Deniz fenerleri İlkyardım, alarm ve güvenlik sistemleri Deprem ve hava gözlem istasyonları İlaç ve aşı soğutma Askeri Uygulamalarda