Prof. Dr. Sinsi
|
Güneş Enerjisi Ve Başlıca Yararlanma Yöntemleri
Güneş enerjisi ve başlıca yararlanma yöntemleri
Dünya için sonsuz bir enerji kaynağı kabul edilen güneş' ten, bir yılda dünya' ya aktarılan enerji, dünya' daki mevcut kömür rezervlerinin enerjisinin 150 katından fazladır Bu temiz ve tükenmez enerji kaynağından olabildiğince yararlanma fikri, son yıllarda ülkemizin de bulunduğu 45° kuzey ve güney enlemleri arasında yer alan ve Güneş Kuşağı denilen ülkeler başta olmak üzere, bütün dünyada ilgi çekmiştir
Güneş Kollektörleri - Sıcak Su Üretim Sistemleri :
Evlerde, işyerlerinde-endüstride sıcak su üretiminde kullanılan bu sistemler, güneş enerjisini toplayan düzlem kollektörler, sıcak suların toplandığı depo ve ara bağlantılardan oluşur Su dolaşımı tabii veya pompalı olabildiği gibi, sistem açık veya kapalı da olabilir Üretimi, montajı, işletilmesi basit ve ucuz olan bu sistemler bütün dünyada yaygınca kullanılmağa başlanmıştır Türkiye'de de Akdeniz sahillerinde kullanılmaktadır
Termal Güneş Santralları :
Güneş enerjisinden elektrik üreten sistemlerdir Özellikle İsrail'de bu alanda önemli uygulama ve araştırmalar yapılmaktadır Dünyanın en büyük güneş enerjisi güç istasyonu ile ileri teknolojik araştırmaları İsrail'de yapılmakta olup, bu ülkede tüketilen toplam enerjinin % 3' ü güneş enerjisinden sağlanmaktadır (1, 2) ABD, Fransa, İtalya, İspanya, Rusya ve Çin'de de pratik olarak enerji üretimine pek katkısı olmayan santrallar mevcuttur (3, 4) Termal güneş santrallarının kurulmasında yer ve meteorolojik parametreler en önemli faktördür Yıllık yağış, güneşli gün ve saat, hava kirliliği ve diğer bazı meteorolojik parametreler uygun olmalıdır Örneğin, bu tür santralların bir yere kurulabilmesi için o yerin, yılda ortalama en az 2000 saat güneşlenebilmesi gerekmektedir Güneydoğu Anadolu Bölgesinde bu değer 3000 saatin üzerindedir(4) Ayrıca, yılda en az 4 saat kesiksiz güneşlenme süresi için minimum 150 gün gereği, Diyarbakır için 8 saat seviyesindedir
Fotovoltaik Cihazlar-Güneş Pilleri :
Daha çok küçük çaplı enerji gereksinimleri karşılamak üzere hazırlanan bu sistemler ile ilgili çok önemli araştırmalar sürdürülmektedir Başta radyolink sistemleri olmak üzere, kent enerji şebekesinden uzaktaki kırsal alanlarda; su pompaları, değişik kontrol ve gözetleme istasyonları, dağ evleri gibi yerlerde kullanılabilmektedirler(4) Özellikle, güneş pilleri ile çalışan taşıtlar-araçlar ile ilgili araştırmalar oldukça yoğunluk kazanmıştır
· Temiz ve Tükenmez Enerji Kaynağı Olarak Güneş Enerjisinden Yararlanma
Genel olarak dünyada tüketilen toplam enerjinin % 90 kadarı fosil yakıt olarak bilinen kömür, petrol ve doğal gazdan sağlanmaktadır Bunların mevcudiyetleri-rezervleri sınırlı olup, gelecek kuşaklara da bırakılma gereği ile birlikte, tükenmelerine fırsat verilmeden yeni kaynakların başlarında yer alan güneş enerjisine yönelme sağlanmalıdır 1994 yılı itibariyle ABD' de tüketilen toplam enerji ; % 28 kömür, % 39 petrol, % 24 doğal gaz ve % 9 nükleer enerji kaynaklıdır Avrupa'da ise ; % 22 kömür, % 44 petrol, % 18 doğal gaz ve % 14 nükleer enerji kaynaklıdır ABD ve Avrupa' da üretilen elektrik sıra ile % 53 ve % 38 oranlarında kömürden sağlanmaktadır(1) Bunların doğadaki sınırlı mevcudiyetleri göz önüne alındığında, temiz ve sonsuz kaynak durumundaki güneşe yönelme bir zorunluluktur
· Güneş Enerjisi ve Çevre Sorunları
Ulaşım, ısınma ve endüstriyel işlemler başta olmak üzere değişik faaliyetlerden kaynaklanan ve hava kirletici olarak bilinen ; azot oksitler (NOx), kükürt oksitler(SOx), hidrokarbonlar(HC), karbondioksit(CO2), karbonmonoksit (CO) ve partiküller başlıca fosil yakıtlardan atmosfere karışmakta ve doğal dengeyi bozmaktadır Hava kirliliği yaratan azot oksit ve hidrokarbonların % 50'si, kükürt oksitlerin ise %90'dan fazlası fosil yakıtlardan kaynaklanmaktadır(5) Bunların uygun tekniklerle yakılmaları-kullanılmaları, özellikle NOx ve SOx oranları bakımından önemli bir sonuç yaratmamaktadır, mümkün olduğunca az kullanılmaları ise, günümüzde çok önem arzetmeğe başlayan hava kirliliğini azaltan-sorunu çözen bir adım olarak değerlendirilmektedir Karbondioksit, kimyasal olarak sağlığa zararlı olmamakla beraber kısaca, sera etkisi olarak bilinen özeliğinden dolayı dünyadaki sıcaklığın artışına neden olacağı ve çok büyük sorunlar yaratabileceği kabul edilmektedir(5) Güneş enerjisinden yararlanma oranı arttıkça, bu fosil yakıtlardan kaynaklanan çevre sorunları azaltılmış-giderilmiş olacaktır
Doğal klimatik koşullara uygun yapı ve kent planlamaları çok önemli enerji tasarrufu sağlayabilir Mevsimlere göre az veya çok güneş alacak şekilde evlerin projelendirilmesi, konuşlandırılması, diğer meteorolojik parametrelerin de göz önüne alınması gereği, çok iyi anlaşılamamıştır veya bu durumun gereği yapılmamaktadır
· Türkiye'nin Dünya' daki Yerinin Güneş Enerjisinden Yararlanmaya Elverişliliği
Türkiye'nin 36-42° kuzey enlemleri arasında bulunması ve güneş enerjisinden yararlanma açısından en elverişsiz konumda bulunan Karadeniz Bölgesinde dahi yıllık güneşlenme süresinin 1966 saat olması ve bu değerin Güneydoğu Anadolu Bölgesinde 3000 saatin üstünde olması, Türkiye ve Güneydoğu Anadolu Bölgesinin güneş enerjisinden yararlanmasının ne kadar uygun olduğunu açıkça ortaya koymaktadır
·Güneydoğu Anadolu Bölgesinin Güneş Enerjisinden Yararlanmaya Elverişliliği
· Son 60 yılda yıllık ortalama sıcaklık Diyarbakır'da 16° C , Şanlıurfa'da 18° C cıvarlarındadır(6)
· Son 60 yılda tespit edilen en yüksek sıcaklık 46° C cıvarı ile Diyarbakır ve Şanlıurfa en başta yer almaktadır
· Yaklaşık son 50 yılda, yıllık günde ortalama güneşlenme süresi 8 saat üstü ile Antalya, İzmir, Diyarbakır ve Şanlıurfa illeri yer almaktadır
· Son 50 yılda yıllık ortalama oransal yüzde nem değeri bakımından Diyarbakır 54, Şanlıurfa 49 ile Türkiye'nin en düşük nem oranlı illeridir
· Son 50 yılda yıllık ortalama yağış miktarı bakımından Diyarbakır ve Şanlıurfa alt sıralarda yer almaktadır
· Son 60 yıldaki yıllık ortalama yağışlı gün sayısı Diyarbakır'da 88, Şanlıurfa'da 75 gün ile güneş enerjisinden yararlanma açısından oldukça uygun konum ve koşul mevcuttur
· Son 60 yılda yıllık ortalama karla örtülü gün sayısı Diyarbakır'da 12, Şanlıurfa'da 3 gün kadardır
· Son 60 yılda yıllık ortalama don olayı olabilen gün sayısı Diyarbakır'da 62, Şanlıurfa'da 22 cıvarlarındadır Erzurum'da bu değer 155, Konya'da 100 cıvarındadır(6)
Sonuç
Enerji üretimi ve kullanımı gelişmişliğin en önemli ölçülerinden biridir Günümüze kadar ve halen, fosil yakıtlar en temel enerji üretim kaynaklarıdır Gerek bunların rezervlerinin tükenmekte oluşu ve gerekse de bunların kullanımından kaynaklanan çevre sorunları, yeni ve temiz enerji kaynakları arayışını hızlandırmıştır
Çevre değerlerini koruma, mevcut çevre sorunlarını giderme ve yeni sorunların oluşmasını engelleme doğrultusundaki faaliyetler oldukça güncelleşmiştir Çevre sorunları denildiğinde öncelikle hava, su ve toprak kirlilikleri gündeme gelmekle beraber, ozon tabakasındaki incelme, toprak erozyonu, nüfus artışı, iklim değişiklikleri, sanayi atıkları, katı atıklar(çöp), ekolojik değişiklikler, Zirai ilaç ve aşırı gübre kullanımının yarattığı sorunlar, radyasyon ve gürültü kirliliği ve daha birçok etken söz konusu olabilmektedir
Hava kirliliğinin, temelde enerji ihtiyacının karşılanması sürecinden oluştuğu açıktır Hava kirlenmesi, havadaki maddelerin insan sağlığına, canlı hayatına ve ekolojik dengeye zararlı olabilecek miktar ve sürede bulunmasıdır Hava kirletici olarak başlıca beş çeşit madde mevcut olup,bunların partiküller dışında kalan dördü, karbonmonoksit (CO), azot oksitler (NOx), hidrokarbonlar (HC) ve kükürt oksitler (SOx) gaz halindedir Dünyamızda her yıl milyonlarca ton hava kirletici atmosfere atılmaktadır Yakma sistemlerinin baca ve egzoslarından çevreye yayılan bu kirleticiler insan sağlığını, tarımsal üretimi, ormanları ve yapıları olumsuz yönde etkilemektedir Yakma sistemlerinin çevrede oluşturduğu hava kirliliği, yakılan yakıtın türüne-miktarına, yakıt ve yakma sistemi özelliklerine, sistemlerin işletme biçimleri ile topografik ve meteorolojik koşullara bağlıdır
Elektrik enerjisi üretim amaçlı nükleer santral kazalarının yarattığı; giderilmesi, önlem alınması çok güç ve bütün dünyayı sarsan-korkutan, ekolojik, biyolojik ve atmosferik yaşam koşullarını tahrip eden radyoaktif madde kirliliği, gene enerji ihtiyacının karşılanması sürecinden kaynaklanır 26 Nisan 1986 tarihindeki Çernobil Santralı kazasında 8000 'den fazla insan ölmüş, bir çok insan sakatlanmış, yüzbinlerce insan yaralanmış ve daha ne tür etki ve zararları olduğu veya olacağı da bilinmemektedir
Güneş enerjisi , hiçbir çevre sorunu yaratmayan çok özel bir kaynak olarak yeterli potansiyel ile mevcut ve yaralanılmayı bekler durumdadır Bunun yeterince kullanılabilmesi, uygun teknolojilerin geliştirilmesi ile mümkün olacaktır Ancak Türkiye'de ve özelde Güneydoğu Anadolu Bölgesinde, birçok Akdeniz Ülkesinde yaygınca kullanılmakta olan sıcak su üretim sistemleri dahi kullanılmamaktadır Çevreyi kirletmeyen güneş enerjisi ve benzeri teknolojilerin üretici ve kullanıcı yönünden teşvik edilerek, GAP Bölgesi başta olmak üzere, yaygınlaştırılması ve özellikle konut, toplu konut alanlarında ve şehir gelişme planlarının yapımında güneş mimarisinin de dikkate alınması, çok kısa bir sürede sıcak su üretim sistemlerinin yaygınca kullanımının sağlanması gerekmektedir
GAP ile ülkemizde büyük gelişmeler değişiklikler beklenmektedir Bu projeye, güneş enerjisinden olabildiğince yararlanmak için gerekli hazırlık ve çalışmaların katılması hem enerji hem de temiz çevre bakımından önemli katkılar sağlayabilecektir
DUGEM, başta GAP olmak üzere ülkemizin her tarafında bu sonsuz enerji kaynağından bir an evvel ve en iyi şekilde yararlanması için, gerekli etkinlikleri gerçekleştirmeğe çalışacaktır
**************************
Güneş Kollektörleri
Bugün Türkiye’de su ısıtma amaçlı 25-3 milyon m2 kurulu kollektör alanı olup, yıllık kollektör üretimi 400-500 bin m2 düzeyindedir Kurulu kollektör alanıyla güneşten kazanılan enerji yılda 120 bin TEP kadardır Son yıllarda üretilen kollektörlerin üçte biri aşkın bölümünün ihraç edildiği gözlenmektedir Kollektör sanayinde kaliteli üretimin kontrolu ve desteklenmesi gereklidir Türkiye’de düz yüzeyli güneş kollektörleri ve güneşli su ısıtma sistemlerine ilişkin standartlar bulunmakla birlikte, teknolojinin hızla gelişmesi nedeniyle, bunların revize edilmesi gerekmektedir
Güneşli soğutma teknolojileri, tarımsal ürünlerin ve gıda sanayi ürünlerinin saklanması açısından, ülkemiz için üzerinde durulması gereken bir seçenektir
Güneş Mimarisi
Üzerinde önemle durulması gereken bir konu da, konutların güneş enerjisinden pasif olarak yararlanmaları için ileri malzemelerden yararlanarak yeni çözümler geliştirmek, bu bilgileri yaymak ve uygulanmalarını teşvik etmektir Konu güneş mimarisi ile bütünleşik bir mühendislik konusu olarak ele alınmalı ve yerleşim alanları ölçeğinde geliştirilmelidir Güneş mimarisinin başarılı olması için yasaları da kapsayan yeni bir mevzuat hazırlanmalıdır
Güneş Enerjisine Dayalı Termik Elektrik Santralları
Güneş enerjisine dayalı termik elektrik santrallarının büyük güçlerde olanları fosil yakıtlarla (özellikle doğal gazla) entegre çevrimler kapsamında hibrid santral olarak geliştirilmektedir Teknik ve ekonomik açıdan başarılı ilk uygulaması Amerika Birleşik Devletleri’nde (Luz Santralı, 354 MW) yapılmıştır Türkiye’nin bu teknolojiyi yakından izlemesi gerekmektedir Ülkemizde de Güneş-Doğal Gaz Hibrid Termik Santralı kurulması konusunun gündeme alınması ve incelenmesinde yarar görülmektedir
Fotovoltaik Sistemler
Güneş fotovoltaik sistemleri iletişim, trafik sinyalizasyonu, otoyollarda aydınlatma, orman kuleleri, deniz fenerleri, park ve bahçe aydınlatması, şebekeden uzak kırsal unitelerdeki elektrik gereksiniminin karşılanması gibi öncelikli uygulama alanları bulabilirler Bu sistemler, uzun dönemde birkaç yüz kW’ın üzerindeki üretim birimleri ile ulusal elektrik ağına bağlantılı biçimde de çalışabilirler Dünyada örnekleri olan bu tür kullanımlar pilot uygulamalarla Türkiye’de de başlatılmalı ve fotovoltaik panellerin ekonomikliğine bağlı biçimde geliştirilmelidir Fotovoltaik çevrimle güneşten elektrik enerjisi üretiminde kullanılan fotovoltaik panellerin yerli üretimine imkan sağlayacak araştırmalar desteklenmelidir
Referanslar Ve Kaynakça
1) D Shilo, JEr-El, Energy 95, Energy in Israel, Ministry of Energy & Infrastructure, Jerusalem, 1995
2) N Kahana, Ministry of Energy & Infrastructure Office of The Chief Scientist, Summary Reports of Research and Demonstration and Energy Conservation Projects, Jerusalem, 1995
3) MÖ Ültanır, 21 Yüzyılın Eşiğinde Güneş Enerjisi, Bilim ve Teknik(TÜBİTAK), Ankara, Mart 1996
4) Elektrik İşleri Etüt İdaresi (E İ E) Genel Müdürlüğü, a) Güneş Kollektörlerinin Optimum Özelikleri, b) Termal Güneş Santralleri, C) Güneş Pilleri, Ankara, 1992
5) HS Stoker, SL Seager, Environmental Chemistry ; Air and Water Pollution, Foresman Company, Illinois, 1976
6) TC Başbakanlık D İ E, Türkiye İstatistik Yıllığı 1990, Ankara, 1990
|