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


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


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


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


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


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


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


8/27

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


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


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


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


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


13/27

ekil : 4

ekil : 5

13


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


24/27

24

ekil

:

11

ekil

:

12


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


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


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

güneş panelli isıtma sistemleri

Documents