Download - Güneş Panelli Isıtma Sistemleri
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
1/27
GNE KOLLEKTRL VEYA GNE PANELL ISITMA SSTEMLER
1. GENEL BLGLER
ayet dnyamz bir ATMOSFER KATMANI ile kuatlmam olsayd yerkre zerinde alan 1 (m2) olan
bir toprak paras zerine dik dorultuda etkiyen GNE RADYASYONU yada GNE IINIMI iddetininortalama bir deer olarak 1.365 (kW/m2) gibi RKTC bir dzeye erimesi sz konusu olacakt. GNE
SABT adyla anlan bu radyasyon yada nm enerjisi yerkrenin toplam alanyla arpld zaman oluan
ISITMA GC yaklaklkla 180.000.000 (MW) dolayndadr. Ancak atmosferin varlndan kaynaklanan
YANSIMA, DAILMA ve APSORPSYON olaylarnn etkisiyle bu radyasyon yada nm enerjisinin iddeti
ortalama olarak 1 (kW/M2) seviyesine indirgenmekte, hatta enlem derecelerine bal olarak Avrupa lkeleriyle
Trkiyede 0,7 ile 0,9 (kW/M2) aral iinde deiim gstermektedir. Gne radyasyonu yada gne nm
etkisinden tr kazanlan s miktarlar doallkla bu etkinin sresine de baldr. Gne radyasyonu etkisi
Trkiyede yaklaklkla 1.100 (kW.saat/m2.yl) deerleri arasnda deiime urar. Yl boyunca ortalama olarak
1.800 (saat) sreyle gne nlarnn etkisi altnda bulunan ANKARA ili iin bu deer 0,75 x 1.800 = 1.350
(kW.saat/m2.yl) dzeyindedir. Ylda ortalama olarak 2.800 (saat) sreyle gne nlarndan yararlanan
ANTALYA ve ADANA illerinde bu miktarlar 0,9 x 2.800 = 2520 (kW.saat/m2.yl) dolaynda bulunur.
Gerek gn boyunca ve gerekse btn bir mevsim sresince hava koullarnda oluan deiimler de
keza byk lde gne radyasyonu yada gne nm etkisine baldr. HAVA SICAKLII, DOYMA
NEMLL yada BAIL NEM ORANI ve RZGR ETKS gibi belli bal iklimsel zelliklerin de gne etkisine
bal olarak ekillenmesi sz konusudur. Yer yzeyine ulaan gne enerjisinin miktar hem gne nlarnn
geli asna gre deiik deerler almakta ve hem de atmosfer katman arasndan geii srasnda eitli
etkenler yznden giderek azalmaktadr. Atmosfer katmannn hemen dnda yzey alan 1 (m 2) olan bir uzay
boluuna dik dorultulu olarak etkiyen gne radyasyonu yada gne nm enerjisinin bu alan zerinde
oluturduu stma gc demin de belirttiimiz gibi yaklaklkla 1.365 (kW/m2) dzeyindedir.
Bu dzeyde bir stma gc:
1.365 (W/m2) = 1.174 (kcal/m2.saat)
eitliiyle belirli olan miktarlarda bir s enerjisine edeerdir. Gnele dnya arasndaki uzakln yl boyunca
dnemsel yada periyodik olarak deimesi nedeniyle GNE SABT deyimiyle adlandrlan ve Q 0 sembolyle
gsterilen bu ATMOSFER DII GNESEL ISITMA GC ya da ATMOSFER DII GNISI ENERJS biraznce anlan deeri ortalama kabul eden %3 genilikli bir sahanlk iinde deiime urar. Gne enerjisinin
RADYASYON yada IINIM yoluyla iletildii bilinmektedir.
Radyasyon nlarnn dalga uzunluklar 0,2 MKROMETRE (m) ile 3 MKRO METRE (m) arasnda
deiir. Dalga uzunluu 0,5 (m) seviyesinde bulunan radyasyon nlar maksimal dzeyde enerjiye sahiptir.
Bu maksimal enerji seviyesi 2,15 (kW/m2) = 1,849 (kcal/m2.saat) dolayndadr.
Dalga uzunluu 0,2 (m) ile 3 (m) sahanl iinde bulunan gne radyasyonu nlar GNE TAYFI
ya da GNE SPEKTRUMU adyla anlr. Bu tayfn sadece dalga uzunluklar 0,4 (m) ile 0,8 (m) snrlar
arasnda bulunan blgesinin gzle fark edilebilmesi olanakldr. Bu nedenle bu blgeye GRNR TAYF yadaGRNR SPEKTRUM ad verilir. Gne enerjisinin yaklaklkla %6 oranndaki blm MOR TES
1
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
2/27
IINLARI, %50 oranndaki blm GRNR IINLAR, %44 oranndaki blm de KIZIL ALTI IINLARI
aracl ile yer yzeyine iletilir.
Gerekten de gne nlarnn atmosfer katmanndan geii srasnda OZON KATMANI tarafndan
tutulmasndan tr zellikle MOR TES nlar nemli derecede zayflar. Ayrca yer yzne ne denli
yaklalrsa gne spektrumu da o denli deiime urar. Yeryzne eriildii zaman dalga uzunluklar 0,29 (m)snrnn altnda bulunan MOR TES nlarndan hi eser kalmaz. Zira bu nlarn tm OZON KATMANI
tarafndan btnyle tutularak gne tayfndan silinir. Dier nlar da baka tip engellerle karlar. Bu tip
nlarda gzlenen zayflama su buharndan, dumanlardan ve toz partikllerinden kaynaklanr. te yandan
YANSIMA ve DAILMA olaylarn da bir baka zayflama nedenidir. Atmosfer katman iinde yansyan ve
dalan radyasyon nlarnn bir ksm dolayl yoldan yer yzeyine ulama baarsn gsterir.
Dalma olayna uramadan yer yzeyine ulaan DOLAYSIZ RADYASYON ENERJS tanmna benzer
olarak yansya yansya ve dala dala yer yzeyine kadar gelen bu DOLAYLI IINIM enerjisi DAILI
RADYASYON ENERJS deyimiyle nitelendirilir.
Bir yzey zerine etkiyen DOLAYSIZ ve DAILI RADYASYON ENERJLER bu yzey zerinde s
lmleri yaplmak suretiyle belirlenir.
Yer yzne ulaan gne enerjisini zayflamasna neden olan belli bal etkenler aada ksa
aklamalar halinde zetlenmi bulunmaktadr:
YANSIMA VE DAILMA OLAYLARI :
Gne nlar atmosfer katman iinde yol alrken HAVA MOLEKLLERne, TOZ PARTKLLERne
ve SU BUHARIna arpmak zorunda kalabilmektedir. te yansma ve dalma olaylar bu arpmalardan
kaynaklanr. Dalga uzunluklar daha ksa olan gne nlar daha youn nitelikli dalma olaylarnn etkisialtnda kalr. Bu olay zellikle MOR TES nlarnn bana gelmekte, gkyz bu nedenle MAV renkte
grnmektedir.
APSORPSYON OLAYLARI :
Apsorpsyon olaylar atmosfer katman iinde bulunan OZON ve KARBON DOKST gazlaryla TOZLARdan,
DUMANLARdan ve SU BUHARIndan kaynaklanr. OKSJEN gazyla AZOT gaznn bu nlar zerinde hibir
etkisi olmamasna karn yukarda anlan rnler gne nlarn tutarak bu nlarn ISI ENERJS biimine
dnmesine neden olur.
rnein atmosfer katmannn 20.nci il 50.nci kilometrelerinde bulunan OZON gaz hemen hemen MOR
TES nlarn tmn tutarak bu nlar ISI ENERJS biimine dntrr. Bu apsorpsyon olaynn etkisiyle
dalga uzunluklar 0,29 (m) den ksa olan radyasyon nlarnn yer yzeyine ulamas tmyle engellenir.
Dalga uzunluklar 2 (m) ile 2,8 (m) arasnda bulunan gne nlar zellikle KARBON DOKST gaz
tarafndan apsorbe edilir. SU BUHARI ise dalga uzunluklar 0,72 (m) ile 2 (m) arasnda bulunan radyasyon
nlarna kar zellikle duyarldr.
Ancak atmosferin kapsamnda sspansiyon halinde bulunan su buharnn oran ok deiken nitelikli
olduu iin bundan kaynaklanan apsorpsyon etkisinin de o denli dzensiz olaca kukusuzdur. Su buhar
tarafndan tutulan gne enerjisinin miktar 13 (mbar) = 1.300 (Pa) dzeyindeki bir buhar basnc etkisi altnda
2
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
3/27
toplam gne nmnn yaklaklkla %10 oranndan fazla deildir. Nihayet zellikle byk kentlerin stn
kaplayan TOZ ve SS KATMANLARI da gne enerjisinin lgnlemesine yol aar.
Atmosfer katmannn neden olduu bu zayflatma etkisinin deerlendirilebilmesi amacyla
LGNLETRME KATSAYISI deyimiyle anlan bir kavram gelitirilmitir. Gz nne alnan gerek atmosferle
ayn dzeyde lgnletirme etkisi yaratt varsaylan imgesel nitelikli SAF ATMOSFER ortam saysn belirtenbu katsays genellikle 2 il 8 aralnda deiir. BAIL NEM ORANI dk seviyede bulunan TEMZ VE
serin bir atmosfer katmanna ilikin katsays 2 dolaynda bulunduu halde iinde UUCU nitelikli AEROSOL
rnler de olan KRL, SICAK ve nemli bir atmosfer katmanna ait katsays baz kritik durumlarda 8 deerine
kadar bile eriebilir.
sembol % birimi cinsinden gnein ufuk zerindeki ykselme asn ve Q dlz sembol de (W/m2)
birimi cinsinden dolaysz gne nm enerjisini gstermek zere yer yznde yatay konumlu bir yzey alan
zerine etkiyen toplam gne radyasyonu veya gne nm enerjisi,
Qgn = Qdlz x sin + Qda
ilikisi aracl ile belirlidir. Ancak a sembol 1den kk olan bir sayy gstermekte olduuna gre bu
enerjinin a oranndaki blm yeryznden yansyp yeniden atmosfere dnecei iin yer yzeyinde yatay
konumlu olan 1 (m2) lik bir yzey alan tarafndan kazanlan gne enerjisi,
Qkd = Qgn x (1 a) = (Qdlz x sin + Qda) x (1 a)
arpmyla olacaktr. te yer yzeyinde ksa dalga uzunluklu gne nlarndan kazanlan Qkd tutarndaki s
enerjisinin bu forml aracl ile hesaplanmas ve scaklk farkllklar nedeniyle uzun dalga uzunluklu gne
nlarndan kazanlan Qkd tutarndaki s enerjisinin buna eklenmesi gerekir. Atmosferin kar nm enerjisi A
ve dier yzeylerin yaynm nm enerjisi E sembol ile gsterilirse uzun dalga uzunluklu nlardan tr
kazanlan s enerjisi Qud = (A E) farkyla belirir ve bylece yer yzeyinde alan 1 (m2) olan yatay konumlu
bir yzey eleman tarafndan tutulan toplam gne enerjisi,
Qtop = Qkd + Qgn (1 a) + (A E) = Qdlz x sin + Qda) x (1 a) + (A E)
toplamna eit olur. Ancak (A E) teriminin fazla nemli olmad ve Qgn GNESEL ISITMA GCnn
baka her eyden nce esas olarak Qtop arpanndan kaynakland gzden karlmamaldr.
Yer yzeyi tarafndan kazanlan DOLAYSIZ ve DAILI nitelikli toplam gne enerjisini belirten Qgn
GNESEL ISITMA GCnn ana esi DAILI nitelikli gne enerjisini belirten Qda terimi deil Qdlz
sembolyle gsterilen DOLAYSIZ nitelikli gne radyasyonu enerjisidir. Bundan dolay,
Qgn = Qdlz x sin + Qda
formlnn deerlendirilmesi srasnda Qdlz teriminin olanca duyarllkla hesaplanmasnda yarar vardr.
Yeryzeyi tarafndan kazanlan dolaysz nitelikli Qdlz gne nm enerjisi Q0 GNE SABTne, atmosferin
gne enerjisi zerinde yaratt LGNLETRME ETKSne, gne nlarnn atmosfer katman iinde
izledii YRNGEnin uzunluuna bal olarak farkl deerler alr. Bu enerjinin,
Qgn = Q0 x qm.0
forml aracl ile ifade edilebilmesi mmkndr.Qdlz Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden gne nlarndan
3
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
4/27
kazanlan dolaysz nitelikli s enerjisi;
Q0 Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden GNE SABTni;
q Sembol (boyutsuz) bir byklk olarak uucu nitelikli aerosol rnlerden
yoksun olan temiz bir atmosfer katmanna ilikin ISI LETM ARPANIn;
m Sembol (boyutsuz) bir byklk olarak gne nlarnn atmosfer katmaniinde izledii yolu nitelendiren YRNGE KATSAYISIn;
Sembol ise keza (boyutsuz) bir byklk olarak atmosfer katmannn gne
radyasyonu enerjisi zerinde yaratt zayflatma etkisini nitelendiren LGNLETRME KATSAYISIn
gstermektedir.
Daha nce de belirttiimiz gibi GNE SABTnin saysal deeri,
1.174 (kcal/m2.saat) = 1.365 (W/m2) ye eittir.
ISI LETM ARPANInn saysal deeri ise 0,914 dolaylarndadr. p Sembol gne enerjisinin
kazanld blgede, p0 sembol de deniz seviyesinde geerli olan ATMOSFER BASINCIn gstermek zere m
YRNGE KATSAYISI nn,
l pm = ------ x ------
sin p0 balantsyla belirli olduu bilinmektedir.
rnein atmosfer basnc p = 100500 (Pa)a eit olan byk bir kentte 1 (m2) alanndaki yatay
konumlu bir yzey eleman tarafndan kazanlan DOLAYSIZ nitelikli gne nm enerjisinin hesaplanabilmesi
iin gnein ufuk zerinde oluturduu asnn da bilinmesi gerekir. Bu ann 450 ye eit olduu varsaym
yrtlrse,
m = (1/sin 450) x (100500 / 101300) = 1,403
Qdlz = 1174 x 0,9141.403 x 4 = 1174 x 0,6037 = 708,74 (kcal/m2.saat)
Qdlz = 1365 x 0,9141.403 x 4 = 1365 x 0,6037 = 824,05 W/m2)
Sonular elde edilir. byk kentlerde genellikle = 4 dzeyinde alnan lgnletirme katsays, endstriyel
nitelikli yerleim merkezlerinde 6 dzeyine karlmal, temiz haval kentlerde ise 3 dzeyine indirilmelidir. Ancak
havas ok temiz olan KIRSAL alanlarda = 2 deerinin benimsenmesi mmkn olabildii gibi havas son
derecede kirli olan yerleim merkezlerinde = 8 snrna kadar klabilmesine bile izin verilebilir. Grld
gibi atmosfer katmannn hemen dnda gne sabiti dzeyinde bir s enerjisinin kazanlmas mmkn olduu
halde bu saysal hesapta sz edilen corafik yrede gne enerjisinden kazanlan dolaysz nitelikli stma gc
708,74 (kcal/m2.saat) = 824,05 (W/m2) deerlerinde indirgenmekte yani GNE SABTnin atmosfer
katmannn varlndan tr,
1174 - 708,74 1365 - 824,05----------------------- = ------------------------ = %39,6
1174 1365
orannda bir KAYBA URAMASI sz konusu olmaktadr. Dal nitelikli gne radyasyonu enerjisinin
hesaplanabilmesi iin baz varsaymlardan yola klmas, rnein dolaysz gne nmnn hangi orandaki
4
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
5/27
blmnn APSORPSYON etkisine maruz kald hangi orandaki blmnn de YANSIMA ve DAILMA
olaylarna uradnn bilinmesi gerekir.
Bir yzey tarafndan kazanlan radyasyon veya nm enerjisi hesaplanrken hem DOLAYSIZ
RADYASYON veya IINIM etkisinin ve hem de DAILI RADYASYOn veya IINIM etkisinin dikkate alnmas
gerei vardr. Dolaysz nm etkisi gne radyasyonunun iddetiyle orantldr ve dolaysyla da gn klarnnilgili yzey zerindeki yansma asna bal olarak deiik deerler alr. Buna karlk dal nm etkisinin
yerel koullara gre belirlenmesi zorunluluu vardr.
GNE KOLLEKTRLER veya GNE PANELLER adyla bilinen ve zellikle AKEHR ve
evresinde GNISI SSTEMLER deyimiyle anlan aygtlardan yararlanlmas suretiyle gerek dolaysz ve
gerekse dal nm yoluyla yaynan bu bedava enerjinin kazanlmas mmkndr. Karlnda kimseye hibir
bedel denmesi gerekmeyen DOA VERGS BU BEDAVA GNE ENERJS de tpk s pompalarnda
olduu gibi YAPI HACMLERnin, YZME HAVUZLARInn ve SICAK KULLANMA SUYU TESSATInn
stlmas amacyla ykmlendirilebilir. Gne enerjisinin bu alanlarda kullanlabilmesi amacyla FOTOVOLTAK
ETK adyla bilinen ve iki katman veya iki eleman arasnda gne klar aracl ile ELEKTRKSEL nitelikli bir
GERLM FARKI yaratlmas amacyla tasarlanan dnm yntemi yerine bu kez tam tersine
TERMODNAMKSEL dnm ynteminden yararlanlmakta ve bu dnmn gereklenmesi iin DK,
ORTA ve YKSEK scaklk seviyeli GNISI sistemlerinden istifade edilmektedir. Orta ve yksek scaklk
seviyeli sistemler zellikle endstriyel prosesler iin BUHAR RETM yaplmas amacyla kullanlr ve bu
gayeye ynelik olarak PARABOLK AYNALARdan yararlanlmas gndeme gelirken dk scaklk seviyeli
sistemlerin ISITMA ve SICAK KULLANMA SUYU RETM alannda ok uygun sonular verdii
gzlenmektedir. Bundan dolay biz de bu burada sadece dk scaklk seviyeli sistemlerle ilgileneceiz.
zellikle SRAL ile AVUSTRALYAda gne enerjisi kullanmnn ok yaygn ekilde uygulandna
tank olunmaktadr. 1998 yl verileri dikkate alnd zaman bu iki lkede srasyla 1.000.000 ve 400.000 adet
OFBENin gne enerjisi aracl ile beslendii bilinmekteydi. Kck SRALde gereklenen bu devasa
atlmlarn ibretle izlenmesinde yarar vardr. AVRUPA lkelerinde ise bu birok alanda olduu gibi keza bu
alanda da nderlik ALMANYAya aittir. Bu lkede kurulu olan GNE PANELLERnin veya GNE
KOLLEKTRLERnin toplam alan ls 1998 yl verileriyle 800.000 (m2) dzeyine erimi bulunmaktayd.
stelik Almanyada yllk art hznn da ok yksek olduu bilinmektedir. Bu alan ok yakn bir gelecekte
1.000.000 (m2) dzeyine eriirse hatta bu dzeyi de aarsa amamak lzmdr. Almanyada kurulu gne
kollektrleri toplam alannn %1 oranndaki blm YAPI HACMLERnin %25 oranndaki blm YZME
HAVUZLARInn stlmas amacyla kullanlrken %43 oranndaki blmn SICAK KULLANMA SUYU RETM
iinde geriye kalan %31 oranndaki blmn de hem scak kullanma suyu retimi ve hem yap ii hacimlerinin
stlmas veya hem scak kullanma suyu retimi ve hem yzme havuzlarnn stlmas gibi ORTAK
uygulamalarda kullanld gzlenmektedir. Gne kollektrl veya gne panelli stma sistemleri konusunda
Fransada yaplm olan yatrmlar da azmsanacak gibi deildir. 1998 yl itibariyle zellikle scak kullanma suyu
retimiyle yzme havuzlarnn stlmas iinde kullanlmak zere Fransada kurulu gne panellerinin toplam
yzey alan yaklaklkla 350.000 (m2) dolaynda bulunmaktayd. Istma teknii alannda gne enerjisinden
yararlanlmas byk miktarlarda enerji kazanc gereklenebilmesine olanak verdii gibi KARBON DOKST
(CO2), KLOROFLOROKARBON (CFC), METAN (CH4) ve AZOT MONOKST (N2O) vb... gazlarn yaynmna
5
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
6/27
da neden olmad iin SERA ETKS diye bilinen ve atmosfer katmannn giderek hem snmasna ve hem de
kirlenmesine yol aan sakncalarn azaltlabilmesi imknn da salar.
Gne kollektrleri hemen hemen tamamen yaplarn atsna yerletirilmekte, seyrek baz durumlarda
da bu panellerin duvar yzeylerine veya yap dna konulandrld grlmektedir. ekil.1de prensip emas
tantlan stma ve scak kullanma suyu tesisatnda belirtildii gibi kollektr veya s paneli aracl ile gnenlarndan kazanlan s enerjisi bir SU EVRM vastasyla SICAK SU DEPOSUna aktarlmakta, bu deponun
iinde bulunan su ktlesinin stlmas amacyla kullanlmaktadr. Gne kollektrnn d ortama yapnn
atsna yerletirilmi olmasndan tr bu kollektr aracl ile beslenen stma evriminde dolam yapan su
ktlesinin donma etkisine kar korunmas gerei vardr. Bu amala daha ok DALKOL adyla da anlan
GLKOL rnnden yararlanld grlmektedir. Sadece gne enerjisinin yeterli olamayabilecei dncesiyle
tesisata bir SICAK SU KAZANI eklenmi, SICAK SU DEPOSUnun bu kazan vastasyla stlabilmesi olana
da yaratlmtr. Istma tesisat suyu ile scak kullanma suyunun birbirlerine karmas doru olmayaca iin
scak su deposunun ift blmeli olarak gereklendii, souk kullanma suyunun dorudan doruya scak
kullanma suyu blmesine alnd, scak kullanma suyu knn da keza ayn blmeden yapldgzlenmektedir. MUTFAK TESSATI ile BANYO TESSATI doallkla scak kullanma suyu blmesine,
KALORFER TESSATI ise stma suyu blmesine baldr.
2. GNE KOLLEKTRL VEYA GNE PANELL ISITMA SSTEMLERNE LKN BELLBALI
TANIMLAR
GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Gne nlar aracl ile yaynan RADYASYON veya
IINIM ENERJSnin alnmasn, bu enerjinin ISI ENERJS biimine dntrldkten sonra s tayc bir
akkana iletilmesini salayan sistemler bu adla anlmaktadr. Gereklenen bu dntrme ileminden tr bu
aygtlar TERMK DNML gne kollektrleri veya gne panelleri adyla da isimlendirilir. Bir GNE
KOLLEKTRnde veya bir GNE PANELnde APSORBR deyimiyle nitelendirilen bir enerji yutma aygt,
SAYDAM nitelikli bir RT ve ISIL YALITIMLI bir KASA veya KOFRA bulunur.
SIVI EVRML GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Gne nlarndan ald RADYASYON
veya IINIM ENERJSni ISI ENERJS biimine dntrdkten sonra s tayc akkan olarak bir SIVI
EVRMne aktaran gne kollektr veya gne panelinin bu adla tanmlanmas sz konusudur. Bu SIVI
EVRMnde sadece SUdan veya SU ile ANTFRZ KARIIMIndan yararlanlabildii gibi uygun nitelikli bir
ORGANK MAYden de istifade edilebilir.
HAVA EVRML GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Gne nlarndan ald
RADYASYON veya IINIM ENERJSni ISI ENERJS biimine dntrdkten sonra s tayc akkan
olarak bir HAVA EVRMne aktaran gne kollektr veya gne paneli bu adla anlr.
DZLEMSEL YZEYL GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Gne nlarnn odaklatrma
ve yanstma amacna ynelik optik sistemlerden geirilmeksizin dorudan doruya APSORBR aygt zerine
drlmesi amacyla tasarlanan ve bu nedenle de DZLEMSEL YZEYL APSORBR AYGITLARIyla
donatlan gne kollektrlerinin veya gne panellerinin bu adla anlmas sz konusudur. Bu tip gns
sistemlerinde apsorbr yzeyi ile kollektr yzeyi ayn anlam ierir.
6
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
7/27
ODAKLATIRMALI GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Dolaysz gne radyasyonunun bir
optik sistemden geirilip odaklatrldktan sonra APSORBR aygt zerine drlmesi amacyla gerekli
elemanlarla donatlm olan gne kollektr veya gne paneli bu deyimle tanmlanr.
7
ekil
:
1
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
8/27
REFLEKTR veya YANSITICI : Bir gne paneline arptktan sonra yansyp geri dnen dolaysz ve
dal radyasyon enerjisinin gerisingeri tekrar panele doru yanstlmas amacyla kullanlan parlak yzeyli
donatm elemanlarnn bu adla anlmas sz konusudur.
REFLEKTRL veya YANSITICILI GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Daha fazla
miktarda radyasyon veya nm enerjisi kazanlmas amacyla bir yada birka reflektrle donatlm olan gnekollektr veya gne paneli bu adla anlmaktadr.
YAPI BLEEN NTELN TAIMAYAN GNEL KOLLEKTR veya GNE PANEL : Sadece
gne kollektr olmaktan te bakaca hibir yapsal ilevi bulunmayan ve bundan dolay da ATI veya
DUVAR grevini yapan bir YAPI BLEEN olarak tasarlanm olmayan yada ATI SSLEMES olarak
kullanlmak zere ngrlmeyen EKLENTSEL yapl bamsz nitelikli ayakl panellere bu ad verilmektedir.
YAPI BLEEN NTELN TAIYAN GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Gne
kollektr ilevinin yan sra ayrca ATI veya DUVAR grevini de yapan bir YAPI BLEEN olarak tasarlanan
veya ATI SSLEMES niyetine kullanlan BTNLEK yapl ENTEGRE tip panellerin bu isimletanmlanmas sz konusudur. Bir yap bileeni olarak tasarlanmalar halinde atnn veya duvarn blmsel veya
btnsel olarak bu paneller aracl ile oluturulabilir.
YARI BAIMSIZ NTELKL GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Tek bana gne
kollektr olmaktan te bakaca hibir ilevi bulunmad halde rnein SIZDIRMAZLIK TEKNES gibi uygun
nitelikli bir donatm elemanyla birlikte tasarland zaman ksmen veya tamamen ATI grevini yapan bir YAPI
BLEEN olarak projelendirilen veya bir ATI SSLEMES niyetine kullanlan gne panelinin bu adla anlmas
sz konusudur.
BTNLEK NTELKL ENTEGRE TP GNE KOLLEKTR veya GNE PANEL : Kendisi ATIgrevini yapan bir YAPI BLEEN olarak tasarlanmamakla birlikte rnein atnn stne kaplanan CAM
TULALARI KATMANInn altna yerletirildii iin bu katmandan sanki kendisine ait SAYDAM RTym gibi
yararlanan gne kollektr veya gne paneline bu ad verilmektedir.
GNE KOLLEKTRLER veya GNE PANELLER GURUBU : Yap bileeni niteliini tamayan ve
aralarndaki aklk 400 (mm) den kk olan iki veya daha fazla saydaki gne kollektrnden oluan panel
sisteminin bu adla anlmas sz konusudur. Yap bileeni niteliini tamakla birlikte yar bamsz veya
btnleik nitelikli olan ve aralarnda bir at veya duvar bulunmayan iki veya daha fazla saydaki gne
kollektrnden oluan panel sisteminin de keza bir gurup oluturduu sylenir. Balant paralar gne
kollektrlerine ait ikincil nitelikli donatm elemanlar olarak kabul edilir.
GNE KOLLEKTRLER KASASI : Bir gne kollektrnn arka yzeyiyle yanal yzeylerinin
kapatlmas amacyla ngrlen kasa sistemi bu adla anlmaktadr.
SAYDAM veya YARI SAYYDAM NTELKL RT : Apsorbrn gne nlarna bakan yzeyi zerine
yerletirilen SAYDAM veya YAR SAYDAM nitelikli CAMSIZ elemann bu adla anlmas sz konusudur. Gne
nlarnn apsorbr aygtna iletilmesi greviyle ykml olan ve baz hallerde birden fazla sayda katmandan
oluturulan bu elemann mutlak anlamda saydam nitelikli olmas art deildir. Dalga uzunluklar 0,4 (m) il 0,7
(m) arasnda bulunan radyasyon nlarnn iletilmesine olanak verebilecek derecede saydam nitelikli olanrtler genellikle CAMEKN adyla anlr.
8
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
9/27
APSORBR : Kendisine ulaan gne nlarnn tutulmas ve bu nlarn ISI ENERJS biimine
dntrldkten sonra bir SIVI EVRMne aktarlmas greviyle ykml olan yzey elemanlarnn bu adla
anlmas sz konusudur. Apsorbr aygtlar PLAKALI, IZGARALI, SERPANTEN BATARYALI vb. .... tiplerde
gereklenebilmektedir.
ISI TAYIICI SIVI EVRM : Apsorbr tarafndan kendisine aktarlan radyasyon ssnn scak kullanmasuyu veya stma tesisatna iletilmesini salamak greviyle ykmlendirilen sv evriminin bu adla anlmas sz
konusudur.
MAKSMAL NTELKL ve DURAAN ZELLKL KOLLEKTR veya PANEL SICAKLII : D hava
scaklnn en st dzeyine kmas ve s tayc akkann evrim yapmakszn duraan halde kalmas
durumunda bir gne kollektrnde apsorbr aygtnn denge konumunda eriebilecei maksimal nitelikli
scaklk seviyesi bu adla anlmaktadr.
3. GNE KOLLEKTRLERNN VEYA GNE PANELLERNN TASARIMI
retim teknolojisi bakmndan gne kollektrleri veya gne panelleri balca iki guruba ayrlmaktadr.
Bunlardan biri DZLEMSEL yapl prizmatik paneller, teki ise VAKUM BORULU silindirik kollektrlerdir. Geri
saydam rt sistemiyle s depolama sisteminin BTNLEK olarak tek bir nite eklinde gereklendii
kollektrlerle her iki yzeyi de etkin olan kollektrler de bulunmakla birlikte bu gibi panellerin henz gelime
aamas evriminde olmalar sz konusudur. DZLEMSEL yapl bir gne kollektr apsorbr devini gren
dzlemsel yzeyli bir metal plakasndan oluturulur. Bu plakann yzeylerinden biri gne nlarna kar
duyarl olan bir malzeme katmanyla kaplanr, bu katmann altna ise btnleik nitelikli bir BORU DEMET
yerletirilir. Apsorbr aracl ile kazanlan s enerjisi bu boru demeti iinde dolam yapan bir SIVI EVRM
vastasyla stma tesisatna iletilir. Is kayplarnn azaltlmas amacyla apsorbrn yanal yzeyleriyle arkayzeyinin sl bakmdan yaltlmas yoluna bavurulur. Apsorbr kuatan kasann st yzeyi ise ya tek veya ift
katl bir cameknla yada saydam veya yar saydam nitelikli plastik bir rtyle kaplanr (ekil :2). Bu amala ift
katl bir camekndan yararlanlmas ve katlar arasnda bir emme yada vakum basnc oluturulmas halinde
apsorbrden bu camekna doru KONVEKSYON veya DEVNM yoluyla oluan s kayplarnn byk lde
azaltlabilmesi olana elde edilebilir. Bu gibi durumlarda dzlemsel yapl vakum basnl kollektrlerden
yararlanlmas sz konusu olur.
Dzlemsel yapl at tipi bir gne kollektrnn atdan bamsz olarak gereklenebilmesi mmkn
olabildii gibi tpk at niteliinde bir yap bileeni olarak tasarlanabilmesi de olanakldr. Yap bileeni niteliini
tamayan at tipi bamsz zellikli gne panelleri ayaklar aracl ile at zerine balanrken yap bileeni
niteliini tayan at tipi gne kollektrlerinin atyla btnleik olarak gereklenmesi sz konusudur (ekil: 3).
ekil 3/cde tantld gibi dzlemsel yapl prizmatik biimli gne kollektrlerinin at yerine teraslar zerine
yerletirilebilmesi de mmkndr. Gne kollektrleriyle d ortam ve yap bileenleri arasnda s alverii
yaplmasndan kanlmas olana bulunamaz. Bu alveri genellikle gne kollektr iin hemen hemen
daima yitikler eklinde oluur. ekil 2 de tantlan prensip emasnda aklanm olduu gibi apsorbrden ve
saydam rtden d ortama doru hem bir taraftan radyasyon veya nm yoluyla ve hem de dier taraftan
zellikle rzgarn etkisiyle konveksyon veya devinim yoluyla s kayplar olumaktadr. Ayrca s yaltm
katmannn varlna ramen apsorbrden atya doru bu kez de kondksyon veya deinim yoluyla syitiklerinin olumas gndemdedir.
9
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
10/27
Gne kollektrnn yanal yzeyleriyle alt yzeyi ne denli etkin biimde yaltlrsa bu kondksyon veya
deinim yitiklerinin de o denli azaltlabilmesi olana elde edilir. baz corafik yrelerde kavurucu yaz
scaklarnda s tayc sv evriminin scakl 100 (0C) dzeyine kadar bile kabilir. Byle durumlarda
radyasyon ve konveksyon kayplarnda da art gzlenir. Is yitiklerinin azaltlmas amacyla ift cameknl
dzlemsel yapl gne kollektrlerinde uygulanan vakum teknii vakum borulu silindirik yapl kollektrlerde ok
daha ilgin nitelikli bir uygulanma alan bulur. Bunun nedeni vakum borulu gne kollektrlerinde apsorplayc
yzeyler ilerinde vakum basnc oluturulan cam borulara yerletirilir.
Apsorbr tarafndan kazanlan stma gcnn stma tesisatna aktarlmas ilemi ya DOLAYSIZ biimde
yada HEAT PIPE adyla bilinen sistemler aracl ile DOLAYLI biimde gereklenir. Dolaysz s aktarml gne
kollektrlerinde sv evrimi apsorbr iinde dolam yapt halde dolayl s aktarml gne kollektrlerinde
HEAT PIPE adyla bilinen ISITMA BORULU donatm sisteminden yararlanlr. Dolayl s aktarml stma borulu
gne kollektrlerinde apsorbr tarafndan retilen stma gc genellikle bir soutucu akkandan istifade
edilmek suretiyle ilkin kollektrn st ucuna konulandrlan bir ISI EANJRne aktarlr. Bu aktarmn
gereklenmesi iin apsorbr tarafndan gne enerjisi kazanlmas yeterlidir. Gerekten de kazanlan nmenerjisi s enerjisi biimine dntrld zaman bu enerji soutucu akkana iletilmekte, snma olaynn
etkisiyle buharlaan soutucu akkan yukarlara doru trmanarak s eanjrne kadar ulamaktadr.
Is tayc sv evriminin bu eanjr iinde dolam yapmas soutucu akkann bu kez s yitirerek
youmasna neden olmakta, sv soutucu akkan doal yolla yani gne kollektrnn eimli olmasndan
yararlanp kendi arlnn etkisiyle oluan dme yoluyla tekrar aaya doru inerek yeniden apsorbre
dnmektedir. Bu tip sistemlerde s eanjr iinde dolam yapan SIVI EVRM scaklnn 150 ( 0C) dzeyine
kadar erimesi hatta bu dzeyi amas bile mmkn olabilmektedir. HEAT PIPE adyla anlan ISITMA BORULU
gne kollektrlerinin en byk avantajlarndan birisi de ite budur.
ekil : 2
10
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
11/27
Gne kollektrlerinin yzme havuzlarnn stlmas amacyla uygulanmas halinde apsorbr ortalama
scaklnn 35 (0C) snrndan te artrlmas ou zaman gerekmez. Zira bu dzeyde bir scaklk derecesi
gerek ak ve gerekse kapal tip yzme havuzlarnda su scaklnn t = 4 (0C) = 4 (K) kadar artrlabilmesi
olanana elverebilir ki bu da ou durumlarda yeterli olur. Hatta salt bu nedenle apsorbrlerin sl yaltm
katmanlar aracl ile s yitiklerine kar korunmas uygulamasndan vazgeildii bile olmaktadr.
Apsorbr oluturulmas amacyla ngrlen boru sistemlerinde en ok PP sembolyle anlan sentetik
nitelikli POLPROPLEN malzemesiyle EPDM sembolyle anlan ELASTOMER esasl bir sentetik rn olan
ETLEN, PROBLEN ve DEN TERPOLMER malzemesinden yararlanld gzlenmektedir. Bu sonuncu
malzeme gerekte son derecede uzun mrl olan TERMOPLASTK nitelikli zel kaliteli bir SENTETK
KAUUKtan baka ey deildir. Nitekim POLPROPLEN borulu apsorbrlerin mrleri 20 ksur yl dolaynda
bulunduu halde EPDM borulu apsorbrler yaklaklkla 30 yl sreyle dayankllk zelliklerini
koruyabilmektedirler.
ekil : 3
Ancak her iki rnn de ortak bir sakncas vardr. O da ileri suyla dolu olduu zaman don etkisine
uramalar halinde apsorbrlerin yapsal nitelikli bozulma belirtileri gstermeleri tehlikesidir. Bundan dolay
yapmclar k balamadan nce yada daha iyisi don tehlikesi beklentisi iinde bulunulduu zaman bu
apsorbrlerin iinde dolam yapan evrim suyunun boaltlmasn nermektedir. ekil : 4 de EPDM borulu
kelebek kanatl bir apsorbrde dolama tabi tutulan su evrimine ait prensip emas tantlmtr.
Yzey alanlarnn 1000 (m2) dzeyinde bulunmasndan tr bu tip gne kollektrleri HOLLANDAda
zellikle YZME HAVUZLARInn stlmas amacyla kullanlmaktadr. Is depolama yeteneiyle donatlm olan
silindirik yapl s akmlasyonlu gne panellerinde hem bir taraftan scak su retiminin gereklenmesi ve hemde dier taraftan retilen scak suyun depolanmas sz konusudur. Bu amala ekil: 5 de tantld gibi gne
11
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
12/27
radyasyonu nlarnn tutulmasn salamakla grevli olan silindirik yapl borusal biimli apsorbrn i hacmi
ayn zamanda SICAK SU DEPOSU olarak kullanlmaktadr.
Gne radyasyonu nlarnn tutulmasn salamak greviyle ykml olmakla birlikte i hacmi SICAK SU
DEPOSU ilevini de yapan silindirik yapl apsorbr aygt gne radyasyonu nlarn geirmeyen OPAK
nitelikli bir s yaltm katman zerine oturtulmutur. Ayrca darbe etkisine kar dayankl olan hafif donatl camrtyle kapatlan st yzeyin hemen altnda saydam nitelikli bir s yaltm katmannn ngrld ve bylece
bu niteliinden tr gne radyasyonu nlarnn apsorbre ulamasn engellemeyen bu katman aracl ile
gne kollektrnden d ortama doru oluan s kayplarnn azaltlmaya alld grlmektedir. Silindirik
yapl apsorbrn hemen altnda bulunan opak nitelikli s yaltm katmannn st yzeyi REFLEKTR adyla
anlan bir yanstcyla donatlm olduu iin apsorbre yalnzca dolaysz gne nlar deil bu reflektre
arpp yansyan dal gne nlar da ulamaktadr.
4. GNE KOLLEKTRLERNE LKN VERMLLK LTLER
Dzlemsel yapl prizmatik biimli ve vakum borulu gne kollektrleriyle zellikle yzmehavuzlarnn stlmas amacyla kullanlan sentetik borulu kelebek kanatl gne panellerinin stma
verimleri yerel nitelikli iklimsel koullara bal olarak en fazla %80 oranna kadar eriebilmektedir.
Ortalama verim oran genellikle %40 ila %55 dzeyindedir. Bir gne kollektr tarafndan tutulan
gne radyasyonu yada gne nmnn s enerjisi biimine dntrlmesi ilemi birok faktrn
ortaklaa etkisi altnda gereklenir. rnein RADYASYON veya IINIM ve KONDKSYON veya
DENM yoluyla yitirilen s miktarlar ne denli fazla olursa gne kollektrnn stma verimi de o
denli azalr. Radyasyon veya nm yoluyla yitirilen s miktarlarnn olabildiince alt dzeyeindirilebilmesi iin gne paneline ilikin APSORPSYON KATSAYISInn mmkn mertebe yksek
olmas zorunluu vardr. Szgelimi apsorbr zerine etkiyen ksa dalga uzunluklu gne nlar sz
konusu olduu zaman 0 il 1 aral iinde deien boyutsuz bir byklk olarak tanmlanan bu
katsay = 0,95 dzeyinde bulunmaldr. Tam tersine apsorbr tarafndan yanstld bilinen uzun
dalga uzunluklu gne nlar sz konusu olduu zaman gne paneliyle ilgili YAYINIM
KATSAYISI olabildiince dk olmal, keza 0 il 1 aral iinde deien boyutsuz bir byklk
olarak tanmlanan bu katsay rnein = 0,1 snrn amamaldr. Nihayet gne kollektr st
yzeyinin kapatlmas amacyla kullanlan camsal veya sentetiksel nitelikli rtye ait ISI
GERGENLK KATSAYISInn mmkn mertebe yksek olmasna gerek vardr.
12
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
13/27
ekil : 4
ekil : 5
13
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
14/27
ekil : 6
Boyutsuz bir byklk olarak tanmlanan ve 0 il 1 aral iinde deiim gsteren bu katsay ne denli
artrlabilirse YANSIMA yoluyla oluan s kayplarnn o denli azaltlabilmesi olana elde edilir. kaliteli bir gne
kollektrnde katsays iin 0,95 deerinin benimsenebilmesi mmkndr. Bir gne kollektrne ait ISITMA
VERM,
Apborbr tarafndan kazanlan yararl s enerjisi14
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
15/27
= --------------------------------------------------------------Apsorbr zerine etkiyen toplam gne enerjisi
tanm uyarnca,
= Qyar / Qgn
oranyla belirlidir. Apsorbr tarafndan kazanlan yararl s enerjisi bu aygt tarafndan tutulan gne enerjisiyle
kaybedilen toplam s enerjisinin farkna eit olduu iin,
Qyar = x x Qgn - Qt
likisinden yararlanld zaman ISITMA VERMnin,
Qyar x x Qgn - Qt Qt = ---------- = -------------------------- = x - -------
Qgn Qgn Qgn
formlnn yazlmas mmkn olur.
Qyar Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yzey alan bana apsorbr tarafndan
kazanlan yararl s enerjisini;
Qgn Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yzey alan bana apsorbr zerine
etkiyen toplam gne enerjisini;
Sembol (boyutsuz) bir byklk olarak apsorbre ilikin APSORPSYON KATSAYISIn;
Sembol keza (boyutsuz) bir byklk olarak apsorbre ilikin YAYINIM KATSAYISIn;
Qt Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden (m2) yzey alan bana apsorbr tarafndan
kaybedilen toplam s enerjisini;
k Sembol (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden apsorbre ilikin TOPLAM ISI LETM
KATSAYISIn;
t Sembol ise (0C) veya (K) birimleri cinsinden apsorbrle d ortam arasndaki SICAKLIK FARKIn
gstermektedir.
x x Qgn arpmnn (kcal/m2.saat) veya (W/m2) birimleri cinsinden deerlendirilmek zere (m2)
yzey alan bana apsorbr tarafndan tutulan gne enerjisini nitelendirdii bellidir.
Gne kollektrlerinin atlarn gneye bakan yamalar zerine yerletirilmesi gerekir. 300 il 500 lik bir
KUZEY ENLEM KUAI iin en uygun eim as 300 il 450 aral iinde deiim gsterir. retilmesi mmkn
olan yararl stma gc (m2) apsorbr yzey alan bana ylda 450 (kW.saat/m2.yl) dolayndadr. 400 lik bir
KUZEY ENLEM DARESnde bulunan bir yapya ait atnn gney yamacna 450 lik bir eim asylayerletirilen bir gne kollektr zerine hangi miktarlarda gne enerjisinin etkimekte olduu ve bu kollektr
tarafndan hangi miktarlarda gne enerjisinin tutulabilmesi olanann bulunduu (kW.saat/m2.gn) birimi
cinsinden deerlendirilmek kouluyla ekil : 6 da tantlm bulunmaktadr. Kollektrn bir ylda 1800 (saat)
sreyle gne etkisine maruz bulunduu varsaylrsa kollektr tarafndan tutulan gne enerjisine nitelendiren
nokta dolgulu alann yaklaklkla,
1800 (saat)2(kW.saat/m2.gn) x ------------ = 2 (kW.saat/m2.gn) x 225 (gn) = 450 (kW.saat/m2.sene)
8 (saat)
deeriyle belirli olduu anlalmaktadr.
15
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
16/27
5. GNE KOLLEKTRLERNN YAPI HACMLERNN ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI
Kn havalar souduu zaman gne radyasyonu etkisinin de azalmasndan tr yap ii hacimlerinin
gne enerjisi aracl ile stlmas ancak ender hallerde mmkn olabilir. Datm kayplar da dikkate alnrsa
yap ii hacimlerinin stlmas amacyla 300 il 500 lik KUZEY ENLEM KUAI iinde ngrlen bir gne
kollektr tesisat bir boyunca (m
2
) apsorbr yzey alan bana yaklaklkla ancak 450 (kW.saat/m
2
.yl)dzeyinde bir ISITMA GC retilmesi olanan salayabilir. Yazn kazanlan s enerjisinin uzun mrl s
akmlatrleri aracl ile depolanp kn kullanma sunulmas dnlebilirse de bu sorunun ucuz yoldan
zmlenebilmesi bugne kadar hala mmkn olabilmi deildir. ekil : 7 de tantlan diyagramlarda zgl s
kayplar srasyla 100 (W/m2) ve 50 (W/m2) olan iki ayr konut yaps dikkate alnm, bu yaplarn apsorbr alan
yap ii hacimleri alannn yars dzeyinde bulunan gne kollektrleri aracl ile stlmas tasarlanmtr.
ekil : 7
ekil : 8
16
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
17/27
zgl s gereksiniminin zgl s kaybna eit olduu varsaym yrtldne gre 1 (saat) lik bir zaman
sresince ihtiya duyulan saatlik s gereksinim miktarlar 100 (W.saat/m2) ve 50 (W.saat/m2) deerlerine eit
olacak ve 1800 (saat) lik bir stma mevsimi boyunca ylda toplam olarak,
1.800 x 100 (W.saat/m2) = 180.000 (W.saat/m2) = 180 (kW.saat/m2)
1.800 x 50 (W.saat/m2) = 90.000 (W.saat/m2) = 90 (kW.saat/m2)
tutarlarnda ISITMA GCne gereksinme duyulacaktr. Gne kollektr tarafndan kazanlan gne
enerjisi (kW.saat/m2.saat) = (kW/m2) birimi cinsinden ordinat ekseni zerinde gsterilmitir. Bu koullar altnda
taral alanla nokta dolgulu alann toplam zgl s kayb 100(W/m2) olan yapya ilikin ISITMA GC AIIn
belirtecektir. zgl s kayb 50 (W/m2) olan yapyla ilgili ISITMA GC AII nokta dolgulu alanla belirlidir. Bu
alanlarn yaklaklkla 90 (kW.saat/m2.yl) ve 30 (kW.saat/m2.yl) deerlerine eit dzeyde bulunduu
anlalmaktadr. Bu aklarn ya yazn s depolanmas yaplmas yoluyla yada tm stma mevsimi boyunca ek
bir stma tesisatndan yararlanlmas suretiyle karlanmas gerei vardr. Grld gibi birinci halde toplam s
gereksiniminin yarsnn, ikinci halde ise toplam s gereksiniminin te birlik blmnn s depolanmas
yntemi dnda gne kollektr aracl ile karlanabilmesi mmkn deildir. Bu nedenle gne kollektr
vastasyla stlmas dnlen yaplarn sl bakmdan ok iyi yaltlmas gerekir. Nitekim 50 (W/m 2) dzeyinde
bulunan zgl s kayb bu tip uygun sl yaltml yaplarla ilgilidir. Is depolanmas salanmas amacyla gne
kollektr yerine ISI POMPASI aracl ile beslenen SICAK SU DEPOLARIndan yararlanlabilmesi de
mmkndr. Ancak k mevsiminde oluan stma gc ann kapatlabilmesi iin depolanma tarihinden ok
uzun sre sonra kullanma sokulan bu s akmlatrlerinin sl bakmdan ok uygun koullarda yaltlmas
zorunludur.
17
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
18/27
6. GNE KOLLEKTRLERNN SICAK KULLANMA SUYU RETM AMACIYLA KULLANILMASI
Yap ii hacimlerinin stlmas genellikle sadece kn gerekli olduu halde SICAK KULLANMA SUYU
retiminin yln her mevsiminde gereklenmesi zorunluu vardr. stelik yaz mevsiminde gne enerjisi daha
youn bir ekilde etkidii iin SICAK KULLANMA SUYUnun bu mevsimde ok daha elverili koullarda
retilebilmesi olanakldr. Gerekten de yaz mevsiminde scak kullanma suyu gereksiniminin tamamnn sadecegne enerjisi aracl ile karlanabilmesi mmkn olduu halde k mevsiminde bu karlanma orannn %10
il %20ler dzeyine indii grlmektedir.
Yln tamam dikkate alnd zaman ngrlen gne kollektrnn tipine gre toplam scak kullanma
suyu gereksiniminin %50 il %70 oranndaki blmnn yalnzca gne enerjisi vastasyla karlanabileceinin
sylenmesi yanl olmayacaktr. Drt kiilik bir ailenin scak kullanma suyu gereksiniminin karlanabilmesi yani
gnde yaklak olarak 200 (litre)lik bir scak kullanma suyu retiminin gereklenebilmesi iin hacim kapasitesi
300 (litre) dolaynda bulunan bir scak kullanma suyu deposundan yararlanlmas ve scakl 45 (0C) dzeyinde
tutulmas gereken depo suyunun apsorbr yzey alan 6 il 8 (m2) ye eit olan bir gne kollektr aracl ile
beslenmesi gerekir.
Gne enerjisinin yeterli olmad durumlarda klasik nitelikli bir stma sisteminin devreye sokulmas, hatta
daha iyisi ok daha pahal olmasna ramen bir ISI POMPASI tesisatndan yararlanlmas dnlebilir. ekil : 9
da prensip emas tantlan tesisat bir SICAK SU KAZANI tarafndan yedeklenen GNE KOLLEKTRL bir
SICAK KULLANMA SUYU RETM SSTEMyle ilgilidir. klimsel koullarn uygun olmas halinde gne
kollektrl tesisatn bir SICAK SU KAZANI tarafndan yedeklenmesi bile gerekli olmayabilir. Sz konusu
ekildeki prensip emasnda gne kollektr tarafndan stlan su ktlesinin bir evrim pompas aracl ile
ayn zamanda s eanjr olarak da grev yapan bir scak su deposundan geirildikten sonra yeniden
kollektre ulatrld grlmektedir. Bu evrim devam ettii srece gne kollektr tarafndan kazanlan s
enerjisinin depo suyuna aktarlmas ilemi de srecek, depoya giren souk kullanma suyu scak kullanma suyu
haline dnerek depodan kacaktr.
18
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
19/27
ekil : 9
SICAKLIK REGLATR o ekilde ayarlanmaldr ki gne kollektr k scakl duyargas aracl
ile alglanan su scakl scak kullanma suyu deposu scaklk duyargas aracl ile alglanan su scaklndan
en azndan 5 (0C) kadar daha yksek olur olmaz evrim pompas almaya balamaldr. Scak kullanma suyu
scaklnn arzulanan dzeye erimemesi halinde ya SICAK SU KAZANIna ya KOMB cihazna yada
ELEKTRKL ISITICIya ALIMAYA BALA komutu gnderilerek scaklk dzeyinin artrlmas olanann
19
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
20/27
yaratlmas gerekir. Kukusuz bu grevin de SICAKLIK REGLATR tarafndan gerekletirilmesi sz
konusudur.
45 (0C) scaklk dzeyinde gnde 200 (litre) civarnda bir scak kullanma suyu retimi gereklenebilmesi
iin yl boyunca yaklaklkla 3.000 (kW.saat/yl) mertebesinde bir enerji tketimi yaplmasna gerek vardr. Bu
tip bir tesisatn GNE KOLLEKTR aracl ile beslenmesi bugnk koullarda hem DOAL GAZa ve hemde ELEKTRK ENERJSne oranla daha ucuza mal olursa da 1998 ylna ilikin ekonomik yaplanma ortamnda
6.000 USD ile 9.000 USD arasnda deien tutarlarda yatrm masraf yaplmasnn gerekli olduu gzetilir ve
but tip bir tesisatn takriben 20 yl sreyle hizmet grdkten sonra mrn tamamlayaca dnlrse bu
karlln ancak gney illerimizde dikkate deer boyutlara eriebilecei anlalmaktadr. Amerika Birleik
Devletleri ile srailde ok sayda gne kollektrl scak kullanma suyu tesisat evrim pompas kullanlmadan
ve dolaysyla elektrik tketimi yaplmadan salt scaklk ve younluk farkndan kaynaklanan DOAL
SRKLASYON yoluyla altrlmakta, iklimsel koullarn da desteiyle gereklenen bu retim sistemi
sayesinde byk miktarlara ulaan tutarlarda enerji ekonomisi salanabilmesi mmkn olabilmektedir.
GNE KOLLEKTRLERNN YZME HAVUZLARININ ISITILMASI AMACIYLA KULLANILMASI
YZME HAVUZLARInda gerekli olan su scakl hemen hemen daima 30 (0C) dzeyinin altnda
bulunduu iin yzme havuzlarnn stlmas amacyla nispeten basit yapl ve ucuz maliyetli olan gne
panellerinden yararlanlabilmesi olana vardr. Ayrca yzme havuzunun kendisinin ISI EANJR ve ISI
AKMLATR yada ISI DEPOSU olarak grev yapmas nedeniyle scak kullanma suyu tesislerinin aksine
scak su depolarndan yararlanlmasna da gerek yoktur.
Kapal salonlar iinde ngrlmeyen ak nitelikli yzme havuzlarnda genellikle Mays ayndan Ekim
ayna kadar hatta yresel nitelikli iklimsel koullara bal olarak bundan daha da geni olabilen bir zaman araliinde hibir tesisat gereklenmesi gerekli olmakszn dorudan gne enerjisi kazanlmas imkannn varl da
sz konusudur. Bundan dolay gne kollektrl stma sistemlerinin ak nitelikli yzme havuzlarnda daha
ekonomik koullarda uygulanabilmesi olana vardr. ekil : 8 de yzme havuzlarnn stlmas amacyla
ngrlen TEK SU EVRML bir gne kollektrl stma tesisat tantlmtr. Bu tip TEK EVRML stma
sistemlerinde havuz suyunun dorudan doruya gne kollektrne gnderilmesi sz konusudur.
Gne kollektr iinde dolam yapan havuz suyu bu kollektrde 2 il 4 ( 0C) kadar snma imkan
bulduktan sonra gerisin geri tekrar havuza dnmektedir. Havuz suyu scaklnn nceden belirlenen bir snrn
altna dmesinin kesinlikle istenmemesi durumunda tesisatn bir baka s kayna aracl ile
YEDEKLENMES gerei ortaya kar. rnein bu amala FUEL-OIL ile veya daha iyisi DOAL GAZ ile
beslenen bir SICAK SU KAZANIndan yararlanlabilir. Bu ek stma sistemi ekil : 8 de DESTEK ISITMA
TESSATI adyla anlmtr. Ancak ikincil nitelikli bir baka stma tesisatyla yedeklenen bu tip stma sistemleri
ak nitelikli yzme havuzlarnda gitgide daha seyrek ekilde uygulanmaktadr. Havuz suyu scaklnn gne
kollektrl stma tesisat aracl ile 2 il 4 (0C) kadar ykseltilmesi iin (m2) HAVUZ ALANI bana 0,8 (m2)
dzeyinde bir APSORBR ALANI ngrlmesi gerei vardr.
Yzme havuzlarnn stlmas amacyla genellikle sentetik borulu geni yzey alanl gne
kollektrlerinden yararlanlr. Saydam nitelikli cam rts bulunmayan ve sl yaltm katmanlaryla donatlmayan
bu kollektrler nispeten ucuza mal edilebilir. Sentetik borulu gne kollektrlerinin zel destek ayaklar
ngrlmesine gerek olmakszn dorudan doruya TERASLAR veya DK EML ATILAR zerine20
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
21/27
yerletirilmesi mmkndr. Bu zellik bu kez de montaj masraflarnn dk dzeyde tutulabilmesi olanan
salar. Montaj harcamalar dikkate alnmad zaman bu tip bir gne kollektrnn yatrm maliyeti 1998 yl
koullarnda (m2) APSORBR ALANI bana 60 USD dzeyindedir. retilmesi mmkn olan yllk ISITMA
GCnn keza (m2) apsorbr yzey alan bana 300 (kW.saat/m2.yl) seviyesine karlabilmesi olanakldr.
Bir rnek olmas bakmndan Almanyann MARL blgesinde ak nitelikli bir yzme havuzunun stlmasamacyla gereklenen gne kolleketrl bir stma tesisatna ilikin baz verileri aktarmak istiyoruz. 50 0 lik bir
KUZEY ENLEM dairesi zerinde bulunan ve yzey alan 1.800 (m2) ye eit olan bu yzme havuzu apsorbr
kanatl borulardan oluturulan bir gne kollektr aracl ile stlmaktadr. Apsorbre ilikin yzey alan 1.350
(m2), kanatl borularn toplam uzunluu ise 40.000 m. dir. Mays aynda balayp ekim ay banda sona eren bir
yzme mevsimi boyunca bu gne kollektr aracl ile yaklaklkla 400.000 (kW.saat) dzeyinde bir s
retimi gereklenmekte ve bylece havuz suyu scaklnn stma yaplmamas haline oranl 3 il 4 (0C) kadar
artrlabilmesi olana elde edilmektedir. 1 (m2) lik bir HAVUZ YZEY ALANIna karlk olarak ngrlen
APSORBR ALANI 1.350/1.800 = 0,75 (m2) deerine, 1 (m2) lik bir APSORBR YZEY ALANIna karlk
olarak retilen ISITMA GC ise 400.000/1.350 = 296 (kW/saat) deerine eittir. 50 0 lik bir KUZEY ENLEMdairesinin sz konusu olduu dnlrse bu verilerin gerekten de ok uygun nitelikli byklkler olarak
dnlmesi gerekir.
TEK SU EVRML gne kollektrlerinde su evrimiyle temas halinde olan apsorbr i yzeylerinin
KOROZYON etkisine kar korunmasna gerek vardr. Bu amaca ynelik olarak gerekli nlemler alnmazsa bu
gibi durumlarda tek evrimli kollektr ngrlmesinden kanlmas zorunlu hale gelir. nk tek su evrimli
kollektrlerde apsorbrler iinde dorudan doruya havuz suyunun dolam yapmas sz konusudur. stelik
SALIK gerekleri bakmndan bu suyun kirlenmesine de izin verilmemelidir. te zellikle byle bir tehlikenin var
olmas durumunda FT SU EVRML gne kollektrlerinin gereklenmesi, bunun iin de bir ISIEANJRnden yararlanlmas gerekir (Baknz ekil : 10).
Bu tip ift evrimli gne kollektrlerinde apsorbrle eanjr arasnda HAVUZ SUYU ISITMA
EVRMnin, eanjrle yzme havuzu arasnda ise HAVUZ SUYU EVRMnin dolam yapmas sz
konusudur. Bu tip stma tesislerinden kararlanld zaman sadece HAVUZ SUYUnun deil bunun yan sra
SICAK KULLANMA ve DU SUYU ile AYAK YIKAMA HAVUZU SUYUnun stlabilmesi imkan da elde
edilebilir. Kukusuz ki bu gibi ortak uygulamalarda uygun nitelikli bir ayarlama donatmnn ngrlmesi de
gerekli olur. ekil : 11 de tantlan prensip emas biri GNE KOLLEKTR dieri SICAK SU KAZANI olmak
zeri K AYRI ISI KAYNAI tarafndan beslenen ortak nitelikli bir YZME HAVUZU ISITMA, SICAK
KULLANMA SUYU RETM ve KALORFER TESSATIyla ilgilidir.
21
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
22/27
ekil : 10
Bu tesisatta iki ayr s eanjrnden yararlanlmakta, ayarlama donatm aracl ile bu eanjrlerin farkl
scaklklarda beslenebilmesi salanmaktadr. Dk scaklkl s eanjrnn beslenmesi srasnda bir zaman
rlesi aracl ile evrim pompasnn almasna her yarm saatte bir 10 dakika sreyle ara verilmekte, ayet
gne enerjisinin younluu yeterli dzeyde bulunursa bu tip alma rejimi sayesinde yksek scaklkl s
eanjrnn beslenebilmesi olana da elde edilebilmektedir.
Bir scak kullanma suyu deposu ile bir yzme havuzunun birlikte stlmas sz konusu olduu zamanbyle bir yntemin benimsenmesi avantajl olur. Yksek scaklkl s eanjr tam anlamyla stlnca veya
22
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
23/27
gne kollektr tarafndan salanan stma gc aracl ile bu eanjrn yeterince stlamayaca anlalnca
alma rejimi deiiklie urar ve bu defa dk scaklkl s eanjrnn stlmas konusu gndeme gelir.
GNE KOLLEKTRLERNN HEM ISITMA VE HEM DE SOUTMA AMACINA YNELK OLARAK
KULLANILMASI
TERMK KOMPRESRL deyimiyle anlan BUHAR APSORPSYONLU bir ISI POMPASIndan
yararlanlmas yoluyla gne enerjisinin hem ISITMA ve hem de SOUTMA amacna ynelik olarak
kullanlabilmesi mmkndr. ekil : 12 de tantlan prensip emasnda gsterildii gibi gne kollektr aracl
ile beslenen bir stma evrimi gne nlarndan kazand s enerjisini bir SICAK SU DEPOSUna
aktarmakta, KALORFER TESSATI EVRMyle KAYNATMA KAZANI ISITMA EVRM bu depo vastasyla
stlmaktadr. Tpk MEKANK KOMPRESRL BUHAR SIKITIRMALI ISI POMPALARI da hem ISI ve hem
de SOUKLUK retimi amacyla kullanlabilmesi mmkn olan TERMODNAMKSEL nitelikli aygtlardr.
Bu retimin yaplabilmesi iin buhar sktrmal s pompalarnda KOMPRESRn devitilmesi, buhar
apsorpsyonlu s pompalarnda ise hem bir yandan KAYNATMA KAZANIna s verilmesi ve hem de dier
yandan EVRM POMPASI motorunun altrlmas gerei vardr. Buhar apsorpsyonlu s pompalarnda
KONDANSR ve APSORBR aracl ile s kazanlmas, EVAPORATR aracl ile de SOUKLUK retimi
gereklenmesi sz konusudur. te ekil : 12 de tantlan tesisatta BUHAR APSORPSYONLU bir s
pompasndan yararlanlmakta, bu s pompasna ait KAYNATMA KAZANInn stlmas iin gereken stma gc
bir gne kollektr vastasyla gne enerjisinden kazanlmaktadr.
23
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
24/27
24
ekil
:
11
ekil
:
12
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
25/27
Scakl genellikle 80 (0C) ile 100 (0C) aralnda deien ve ortalama olarak 90 (0C) dzeyinde bulunan
KAYNATMA KAZANI ISITMA EVRM bu amala ngrlmtr. Evaporatr aracl ile retilen soutma
gc ise bir su evriminin soutulmas amacyla kullanlmaktadr. Apsorpsyonlu bir s pompasna ilikin
SOUTMA VERMnin,
25
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
26/27
Q0s = -----------------
Qkaz + QpBantsyla belirli olduunu bilmekteyiz. te yandan DEAL nitelikli TEORK CARNOT EVRMne ilikin
TEORK SOUTMA VERM,
T0 Tkaz - Tkon
s,t = ---------- x ----------------Tkaz Tkon - To
forml aracl ile deerlendirilmektedir. Bu bantlardan anlaldna gre To BUHARLAMA SICAKLII
ve buna bal olarak Qo BUHARLAQMA GZL ISISI ne denli yksek olur, buna karlk Tkon YOUMA
SICAKLII ne denli dk deer alrsa SOUTMA VERM deerlerinde de o denli art olmas beklenmelidir.
te SOUTMA KULES ngrlmesinin nedeni de budur. Ama Tkon youma scaklnn azaltlmasdr.
Apsorbrn soutulma nedeni ise ISITMA VERM ile SOUTMA VERM arasnda geerli olduunu bildiimiz,
Qapss = -----------------
Qkaz + Qp
formlnde aranmaldr. Gerekten de bu forml uyarnca apsorbr aracl ile retilen Qaps ss ne denli
dk deer alrsa stma verimi ile soutma verimi arasndaki farkn da o denli azalmas szkonusu olur.
Soutma verimi stma verimine giderek daha fazla yaklar, akas soutma veriminin deeri o denli artar.
KONDANSR ve APSORBR SOUTMA EVRM ite bu nedenle ngrlm bulunmaktadr. ekil : 12
de tantlana benzeyen gne kollektrl bir ISITMA ve SOUTMA TESSATInda evaporatr aracl ile 1
kW) deerinde bir SOUTMA GC retiminin yaplabilmesi iin gne kollektr sayesinde kazanlp
kaynatma kazannda tketilmesi gereken ISITMA GC byklnn scak su deposunda retilen suyun
scaklna bal olarak 1,5 (kW) il 2 (kW) aralnda bulunmas zorunluu vardr.
Kaynatma kazannn gne enerjisi aracl ile stlmas nedeniyle bu tip tesislerin gerekten ok
verimli olduu anlalmakta, bu konuda gelecee ynelik ok iyi umutlar beslenmektedir. Sadece tek bir saknca
varsa o da kondansrn ve apsorbrn soutulmas amacyla bir SOUTMA evrimi ngrlmesine gerek
duyulmas ve bu evrim iin 1 (kw) dzeyinde bir soutma gc retimine karlk olarak 0,3 il 0,4 (m 3/saat)
dolaynda bir su debisi dolam yaratlmasnn gerekmesidir.
GNE KOLLEKTRL ISITMA SSTEMLERNN GELECENE YNELK UMUTLAR
Bugnk teknolojik koullarda bir yap bileeni eklinde atyla btnleik olarak gereklenmi ve st
saydan nitelikli bir s yaltm katmanyla kapatlm olan SLNDRK YAPILI BORUSAL BML yanstcl
reflektrl ATI TP s akmlasyonlu gne kollektrleri byk beeni toplamakta, bu tip s akmlasyonlu
gne kollektrlerinde radyasyon nlarnn tutulmasn salayan silindirik yapl borusal biimli apsorbrn i
hacmi ayn zamanda scak su deposu olarak da kullanlmaktadr (ekil : 5). Bu tip gne kollektrleriyle
scakl 100 (0C) dzeyine erien hatta bu dzeyi geen su debilerinin retilebilmesi olana bile vardr.
SICAK SU EVRML gne kollektrleri aracl ile yap ii hacimlerinden oluan kk apl blgelerin
stlmas amacna ynelik olarak baz Avrupa lkelerinde proje taslaklarnn hazrlandn bilmekteyiz.
Gerekten de gne kollektrl stma sistemlerinin dier her tip kk lekli stma sistemine oranla daha
ucuz maliyetli s enerjisi retilmesine olanak verdii iyice anlalm bulunmaktadr. Gereklenmesi mmkn
olan enerji kazanc 1998 ylnn koullarnda (kW.saat) bana,
0,1 (USD/kW.saat) il 0,2 (USD/kW.saat) dzeyindedir.26
-
8/8/2019 Gne Panelli Istma Sistemleri
27/27
SICAK HAVA EVRML gne kollektrlerinin yap ii hacimlerinin stlmas amacna ynelik olarak
kullanlmas yolunda bu tarihe dein henz nemli saylabilecek nitelikte tesisler kurulabilmi deildir. Bu tip
stma sistemlerinde d hava debisinin dorudan doruya gne kollektr iinde stlmas ve bunun ardndan
tpk klasik nitelikli scak haval stma sistemlerinde olduu gibi bir kanal donanm aracl ile yap ii
hacimlerine pskrtlmesi sz konusudur. Gne kollektrl scak haval stma sistemlerinin mekanik nitelikli
havalandrma aygtlaryla donatlmak kouluyla zellikle endstriyel amal yap ii hacimlerinde uygulanmas
beklenmektedir.
NDEKLER
GNE KOLLEKTRL VEYA GNE PANELL ISITMA SSTEMLER ....................................11. GENEL BLGLER ............................................................................................................................. 12. GNE KOLLEKTRL VEYA GNE PANELL ISITMA SSTEMLERNE LKNBELLBALI TANIMLAR .................................................................................................................... 6
3. GNE KOLLEKTRLERNN VEYA GNE PANELLERNN TASARIMI .......................... 9ekil : 3 .........................................................................................................................................11
4. GNE KOLLEKTRLERNE LKN VERMLLK LTLER ........................................12ekil : 4 .........................................................................................................................................13ekil : 5 ..........................................................................................................................................13ekil : 6 ........................................................................................................................................14
5. GNE KOLLEKTRLERNN YAPI HACMLERNN ISITILMASI AMACIYLAKULLANILMASI ..................................................................................................................................166. GNE KOLLEKTRLERNN SICAK KULLANMA SUYU RETM AMACIYLAKULLANILMASI ..................................................................................................................................18GNE KOLLEKTRLERNN YZME HAVUZLARININ ISITILMASI AMACIYLAKULLANILMASI ..................................................................................................................................20ekil : 10 .............................................................................................................................................22GNE KOLLEKTRLERNN HEM ISITMA VE HEM DE SOUTMA AMACINA YNELKOLARAK KULLANILMASI .................................................................................................................23GNE KOLLEKTRL ISITMA SSTEMLERNN GELECENE YNELK UMUTLAR .. .. .26
Express Net Cafe 2
Hazrlayan:SO
27