Güneş Kollektörü Hakkında Bilgi, Güneş Kollektörü İle Sıcak Su

Güneş kollektörü hakkında bilgi, Güneş kollektörü ile sıcak su

Güneş kollektörü ile ilgili bilgi



Güneş kollektörü nedir

Güneş kollektörlü sıcak su sistemleri, güneş enerjisini toplayan düzlemsel kollektörler, ısınan suyun toplandığı depo ve bu iki kısım arasında bağlantıyı sağlayan yalıtımlı borular, pompa ve kontrol edici gibi sistemi tamamlayan elemanlardan oluşmaktadır

Güneş enerjisi nedir

Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir, güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970′lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir

Güneş enerjisi kullanımı

Türkiye’nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi, 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti ise 1311 kWh/m2yıl ( günlük toplam 3,6 kWh/m2 ) olarak tespit edilmiştir Rakamlarında gösterdiği gibi ülkemiz alternatif enerji kaynaklarına yönelmeli, özellikle devlet firmalarımızı bu konuda cesaretlendirmeli ve mevcut güneş enerjisinden faydalanmalıyız

ISIL GÜNEŞ TEKNOLOJİLERİ:

Bu sistemlerde öncelikle güneş enerjisinden ısı elde edilir Bu ısı doğrudan kullanılabileceği gibi elektrik üretiminde de kullanılabilir

Güneş Kollektörleri

Türkiye’de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir Halen ülkemizde kurulu olan güneş kollektörü miktarı 2001 yılı için 7,5 milyon m2 civarındadır Çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda yaklaşık 290 bin TEP ısı enerjisi üretilmektedir Sektörde 100′den fazla üretici firmanın bulunduğu ve 2000 kişinin istihdam edildiği tahmin edilmektedir Yıllık üretim hacmi 750 bin m² olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir güneş kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır

Güneş Kollektörlü Sıcak Su Sistemi

Güneş kollektörlü sistemler tabii dolaşımlı ve pompalı olmak üzere ikiye ayrılırlar Her iki sistem de ayrıca açık ve kapalı sistem olarak dizayn edilirler

Tabii Dolaşımlı Sistemler: Tabii dolaşımlı sistemler ısı transfer akışkanının kendiliğinden dolaştığı sistemlerdir Kollektörlerde ısınan suyun yoğunluğunun azalması ve yükselmesi özelliğine dayanmaktadır Bu tür sistemlerde depo kollektörün üst seviyesinden en az 30 cm yukarıda olması gerekmektedir Deponun alt seviyesinden alınan soğuk (ağır) su kollektörlerde ısınarak hafifler ve deponun üst seviyesine yükselir Gün boyu devam eden bu olay sonunda depodaki su ısınmış olur Tabii dolaşımlı sistemler daha çok küçük miktarda su ihtiyaçları için uygulanır Deponun yukarıda bulunması zorunluluğu nedeniyle büyük sistemlerde uygulanamazlar Pompa ve otomatik kontrol devresi gerektirmediği için pompalı sistemlere göre biraz daha ucuzdur

Pompalı Sistemler: Isı transfer akışkanının sistemde pompa ile dolaştırıldığı sistemlerdir Deposunun yukarıda olma zorunluluğu yoktur Büyük sistemlerde su hatlarındaki direncin artması sonucu tabii dolaşımın olmaması ve büyük bir deponun yukarıda tutulmasının zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuştur

Pompalı sistemler otomatik kontrol devresi yardımı ile çalışırlar Depo tabanına ve kollektör çıkışına yerleştirilen diferansiyel termostatın sensörleri; kollektörlerdeki suyun depodaki sudan 10oC daha sıcak olması durumunda pompayı çalıştırarak sıcak suyu depoya alır, bu fark 3 oC olduğunda ise pompayı durdurur Pompa ve otomatik kontrol devresinin zaman zaman arızalanması nedeniyle işletilmesi tabii dolaşımlı sistemlere göre daha zordur

Açık Sistemler: Açık sistemler kullanım suyu ile kollektörlerde dolaşan suyun aynı olduğu sistemlerdir Kapalı sistemlere göre verimleri yüksek ve maliyeti ucuzdur Suyu kireçsiz ve donma problemlerinin olmadığı bölgelerde kullanılırlar

Kapalı Sistemler: Kullanım suyu ile ısıtma suyunun farklı olduğu sistemlerdir Kollektörlerde ısınan su bir eşanjör vasıtasıyla ısısını kullanım suyuna aktarır Donma, kireçlenme ve korozyona karşı çözüm olarak kullanılırlar Maliyeti açık sistemlere göre daha yüksek verimleri ise eşanjör nedeniyle daha düşüktür

DÜZLEMSEL GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ

Düzlemsel güneş kollektörleri, güneş enerjisinin toplandığı ve herhangi bir akışkana aktarıldığı çeşitli tür ve biçimlerdeki aygıtlardır

Düzlemsel güneş kollektörleri, üstten alta doğru, camdan yapılan üst örtü, cam ile absorban plaka arasında yeterince boşluk, kollektörün en önemli parçası olan absorban plaka, arka ve yan yalıtım ve yukardaki bölümleri içine alan bir kasadan oluşmuştur

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