RAMAZAN YEŞİLARSLAN MUHAMMED ABDULLAH TORUN

Enerji üretimi ve kullanımı gelişmişliğin en önemli göstergelerinden biridir. Günümüze kadar ve halen fosil yakıtlar, en temel enerji üretimi kaynaklarıdır. Gerek bunların rezervlerinin tükenmekte oluşu ve sürekli artan fiyatları, gerekse kullanımından kaynaklanan çevre sorunları, yeni ve temiz enerji kaynakları arayışını hızlandırmıştır.

Tükenmeyen enerji kaynağı olmasıdır. Temiz enerji türüdür. Doğabilecek ekonomik bunalımdan etkilenmez. Çok sayıdaki ülkede faydalanılabilir. Karmaşık teknolojiye ihtiyaç duyulmamaktadır. İşletme masrafları çok azdır. Güneş enerjisi, saf bir enerji türüdür. Gaz, duman, toz, karbon veya kükürt gibi zararlı maddeleri yoktur.

Güneş ışınlarından yararlanmak için pek çok teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknolojilerin bir kısmı Güneş enerjisini ışık ya da ısı enerjisi şeklinde direk olarak kullanırken, diğer teknolojiler Güneş enerjisinden elektrik elde etmek şeklinde kullanılmaktadır. Güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu ısıtmak için Güneş ışınlarından yararlanır. Bu sistemler evsel sıcak su ya da bir alanı ısıtmak için kullanılabildiği gibi çoğunlukla bir havuzu ısıtmak için kullanılır.

Türkiye’de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir. Halen ülkemizde kurulu olan güneş kollektörü miktarı 12 milyon m 2 Yıllık üretim hacmi 750 bin m² olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir güneş kollektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır.

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

Açık devre doğal sirkülasyonlu sistemler Kapalı devre doğal sirkülasyonlu sistemler

Açık sistemler kullanım suyu ile kollektörler de dolaşan suyun aynı olduğu sistemlerdir. Kapalı sistemlere göre verimleri yüksek ve maliyeti ucuzdur. Suyu kireçsiz ve donma problemlerinin olmadığı bölgelerde kullanılırlar. Açık devrede kullanım suyu kolektör içerisinde dolaşarak direkt olarak ısınır. Kullanım suyu toplayıcı da dolaştığı için antifrizli su kullanma imkanı yoktur. Bu yüzden kış aylarında dış ortam sıcaklığı sıfırın altına düşen yerlerde suyun mutlaka boşaltılması gerekir. Aksi takdirde su donar ve sistemde çatlama ve hasarlar meydana getirir.

Bu sistemler ilk kullanım günlerinde kapalı sistemlere nazaran daha yüksek sıcaklıklara ulaşırlar. Fakat zamanla güneş kolektörlerin de oluşan kireçlenme verimi düşürerek ısınmayı engeller.

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

Kapalı devreli sistemlerde toplayıcı da dolaşan sıcak akışkan, boyler adı verilen bir ısı değiştiricisinden, ısısının bir kısmını kullanma temiz suyuna verir. İki su birbiri ile karışmaz. Böyle yapılmasının amacı toplayıcı da dolaşan akışkanın içinde antifrizli su konularak kış aylarında donmanın önlenmesidir. Kış aylarında da güneşli günlerde sıcak su temin edilmesi sağlanmış olur. Boylerler ısı alış verişini sağlamak için çift cidarlı (gömlekli) yapılabildiği gibi serpantinli de yapılabilmektedir

Tabii (doğal) dolaşımlı sistemler Pompalı (zorlamalı dolaşımlı) sistemler

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

Isı transfer akışkanının sistemde pompa ile dolaştırıldığı sistemlerdir. Deposunun yukarıda olma zorunluluğu yoktur. Büyük sistemlerde su hatlarındaki direncin artması sonucu tabii dolaşımın olmaması ve büyük bir deponun yukarıda tutulmasının zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuştur. Pompalı sistemler otomatik kontrol devresi yardımı ile çalışırlar. Depo tabanına ve kollektör çıkışına yerleştirilen diferansiyel termostatın sensörleri; kollektörlerdeki suyun depodaki sudan 10˚C daha sıcak olması durumunda pompayı çalıştırarak sıcak suyu depoya alır, bu fark 3˚C olduğunda ise pompayı durdurur. Pompa ve otomatik kontrol devresinin zaman zaman arızalanması nedeniyle işletilmesi tabii dolaşımlı sistemlere göre daha zordur.

Güneş kollektörleri, ülkemizde en çok su ısıtmada kullanılan, güneş ışığını ısıl enerjiye dönüştüren toplayıcılardır. Güneş kollektörleri güneş enerjisi sistemlerinde kullanılan, ısı ve elektrik enerjisini doğal kaynaklardan üretmeyi sağlayan yapılardır. Bu kollektörler su ısıtma sistemlerinde ve güneş panellerinde kullanılırlar. Uygulanan sistemde kollektörler tarafından güneş ışığı yatay bir düzlem tarafından emilir ve bir akışkana aktarılarak akışkanın iç enerjisi arttırılır. İç enerjinin artışıyla suyun sıcaklığı artar ve kullanıma verilir.

Sıcak su üretimi için kullanılan kolektörler birbirinden oldukça farklı özelliklere sahiptir. Son yıllarda gelişen kaplama teknikleri ile yüksek verimli emici yüzeyler üretilmekte ve yine cam üretiminde yaşanan gelişmeler sonucunda güneş ışığını yansıtmayan ve mekanik zorlanmalara son derece dayanıklı olan camlar üretilmektedir. Kolektörün en önemli iki elemanı olan emici yüzey ve camdaki bu gelişmeler kolektörlerin veriminde de ciddi artışlar sağlamıştır.

Düzlemsel yüzeyli güneş kollektörleri Vakumlu güneş kollektörleri

Düzlemsel güneş kollektörleri, güneş enerjisinin toplandığı ve herhangi bir akışkana aktardığı (sıvı ya da hava) çeşitli tür ve biçimlerdeki aygıtlardır. En çok evlerde sıcak su ısıtma amacıyla kullanılmaktadır. Ulaştıkları sıcaklık 70 oC civarındadır. Düzlemsel güneş kollektörleri, üsten alta doğru, camdan yapılan üst örtü, cam ile absorban plaka arasında yeterince boşluk, metal veya plastik absorban plaka, arka ve yan yalıtım ve bu bölümleri içine alan bir kasadan oluşmuştur. Kollektörler, yörenin enlemine bağlı olarak güneşi maksimum alacak şekilde, sabit bir açıyla yerleştirilirler.

Cam vakum tüpler, güneşli su ısıtıcıların ve kollektörlerin esas parçasıdır. Her vakum tüp iki cam tüpten oluşur. Vakum tüplü güneş enerjisi ile su ısıtma sistemleri bulutlu havalarda oldukça avantajlıdırlar, çünkü bu vakum tüpler bulutlardan gelen zayıf yoğunluktaki ışınımı emebilmektedir. Düzlemsel güneş kollektörleri ile kıyaslandığında rüzgarlı ve sıcaklığın az olduğu günlerde bile vakum tüplü güneş kollektörleri vakum izolasyonundan dolayı daha verimlidi rler.

İç içe iki adet cam tüp şeklindedir. İç tüpün dış yüzeyi güneş ışınlarını yüksek oranda emen sellektif bir kaplama ile kaplıdır. Dış tüpten içeri giren ışınlar selektif yüzey vasıtası ile %93 oranında emilmekte ancak %7 oranında dışarı yansıtmaktadır. İki cam tüp arasındaki boşluk ise, selektif yüzey üzerinde biriken ısı enerjisinin, taşınım yoluyla dışarı kaçmasını engellemektedir. (Kullandığımız termoslarda olduğu gibi) Bu sayede ısı kaybı minimum düzeye inmektedir. Bu durum kış aylarında sistemin verimini çok yükseltmektedir. Ayrıca vakum tüplerinin yuvarlak oluşu, gün boyunca güneş ışınlarının daima dik olarak alınmasını sağlamaktadır.

Dünya genelinde ısıl uygulamalar için güneş kolektörlerinin kullanımı, güneş kuşağı olarak adlandırılan bölgede yer alan ülkelerde (Yunanistan, İspanya, Portekiz, Kıbrıs, İsrail, Türkiye, Hindistan, Çin, Japonya, ABD, Avusturalya, Yeni Zelanda, Güney Afrika gibi) kullanımı en uygundur.

Türkiye’nin doğu Karadeniz sahil bölgesi dışındaki bölümü, çok yüksek oranda güneş ışınımı almaktadır. Dünya genelinde güneş kolektörü üretiminde Çin en büyük üretici ve kullanıcı durumundadır. Çin’den sonra ikinci büyük kullanıcı ABD dir. Türkiye üçüncü sıradadır. Türkiye’nin üretiminin tümüne yakını düzlemsel güneş kolektörleri oluşmaktadır. Dünya genelinde en büyük güneş enerjisi kullanıcıları nüfusu çok olan ülkeler gibi görülmekle birlikte, kişi başına güneş enerjisi sistemlerine sahip olma oranına bakıldığında, İsrail, Yunanistan, Avusturya gibi ülkeler ön plana çıkmaktadır.

Orman köylerinde halen temizlik amacıyla kullanılan su, ocak ve sobalarda ısıtılmaktadır. Bir aile banyo, çamaşır, bulaşık ve ev temizliği için günde ortalama 150 lt sıcak su kullanmaktadır. Ocak ve sobada yakıt olarak ormandan elde edilen odun kullanılmaktadır. Yakılan odundan elde edilen enerjinin %87 si bacadan çıkmakta, ancak %13’ü değerlendirilmektedir.

Güneydoğu'da yüzde 50'yi aşan kaçak elektrik kullanımı ve ağaç kesiminin güneş enerjisi sisteminin devreye girmesiyle büyük oranda azaldığı belirlenmiştir. Orman Köyleri Kalkınma Genel Müdürlüğü'nün, orman kesimini önlemek amacıyla 2007 yılında hayata geçirdiği 'Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemi Kredisi Projesi' kapsamında bugüne kadar 70'e yakın ilde köylere güneş enerjisi sistemi kuruldu. Bu sistem sayesinde ülke genelinde her yıl yaklaşık 5 bin hektar ağaç kesilmekten kurtarılmıştır. Mardin Çevre Ve Orman Müdürlüğü tarafından 2008 yılında başlatılan proje kapsamında şu ana kadar 32 köyde 1219 aileye 'Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemi kuruldu. Sistem sayesinde Mardin'de kaçak elektrik ve ağaç kesiminde yüzde 30 azalma yaşanmıştır.

““Paramı güneşe ve güneş enerjisine yatırırdım.Ne büyük bir güç kaynağı! Umarım bunu ele almak için petrol ve kömürün bitmesini beklemeyiz Thomas Edison

İlginiz için teşekkür ederiz..