KENDİ ENERJİSİNİ ÜRETEBİLEN BİNALAR

... konulu sunumlar: "KENDİ ENERJİSİNİ ÜRETEBİLEN BİNALAR"— Sunum transkripti:

1 KENDİ ENERJİSİNİ ÜRETEBİLEN BİNALAR
ÖMER SARIOĞLU «

2 Dünya üzerine bir saat içerisinde düşen güneş enerjisi miktarı, bütün dünyanın bir senede tükettiğinden daha fazla. Eneriye ulaşmak ya da enerji krizi gibi bir konular aslında olmamalı. Çevremiz de kullanılmayı bekleyen yenilenebilir enerji kaynakları sınırsızdır. Yapmamız gereken en önemli şey, "enerji" konusuna bugün bakılandan daha farklı bakmak ve "enerji kaynakları" için daha farklı düşünmektir.  Yaşadığımız binaların çatı ve cephelerine de, o binaların bir yıl tükettiğinden kat ve kat fazla güneş enerjisi düşer. Bu enerjiyi, elektrik ya da ısıl olarak kullanılabilir enerjiye dönüştürmek mümkündür. Binaların çatı ve cephelerinde kullanılan yapı bileşenleri bugün Fotovoltaik (PV) özellikleriyle elektrik üretebilmektedir. Örneğin; Çatı da bulunan kiremit ya da su izolasyon membranları, Güneye cepheli camlar ya da Atrium camları, hatta dış cephe boyaları dahi bugün elektrik üretebilmektedir. Bu tip ürünlerle yapılan uygulamaları “Binaya entegre Fotovoltaik” ya da ingilizce kelimelerinin baş harfleri olan “BIPV” olarak adlandırıyoruz.

3 Bir uygulamanın “BIPV” olabilmesi için, mimar , mühendis ve/ veya teknik ekibin uygulamayı baştan birlikte tasarlamaları gerekmektedir. Mimar, bina tasarlanırken kullanacağı yapı bileşenlerini PV özellikli malzemeden seçer ve gerekiyorsa yapıyı güneşten daha fazla yararlandırmak üzere tasarlar. Bina, en baştan BIPV olarak tasarlandığında, estetik, fonksiyonellik ve maliyet avantajlarına da sahip olur. Mevcut binalara sonradan yapılan fotovoltaik uygulamalarında gerek görsel gerekse maliyet açısından sorunlar yaşanabilmektedir.

4 ODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Fakültesi Ayaslı Araştırma Merkezinde bir BIPV uygulaması gerçekleştirildi. Geçtiğimiz aylarda kaybettiğimiz Türk Mimarisinin önde gelen mimarlarından Behruz Çinici, bu binayı BIPV ye göre tasarladı. Teknik tasarım sırasında fotovoltaik özellik taşıyan hangi yapı bileşenlerinin kullanılacağı kararlaştırıldı. Bu ürünlerden ne kadar elektrik üretileceği, kablolamaların nereden ve nasıl geçeceği, sistem invertörlerinin ( PV lerden üretilen düz akımI alternatif akıma çeviren cihazlar) konulacağı odanın yeri belirlendi.

5 Binanın çatısı, su sızdırmazlığının sağlanması için su izolasyon membranlarıyla kaplanması gerekiyordu. Bu amaçla PV özelliği taşıyan su izolasyon membranları kullanıldı. Binanın doğal aydınlatmayla aydınlatmasını sağlamak üzere çatıda 6 adet atrium cam tasarlandı. Atriumda kullanılacak camların bir bölümü PV özelliği taşıyan yarı transparent PV lerden seçildi. Böylece atrium üzerine düşen gün ışığının %75’nin bina içerisine girmesi sağlandı. Enta Elektrik tarafından mühendislik, malzeme tedariği ve uygulaması gerçekleştirilen projede toplamda m2 olan çatı alanından 51,4 kWp PV kurulu güç kapasitesi sağlandı. Senelik kWh enerji üretieceği öngörülen bu sistem, araştırma geliştirme amaçlı kullanılan cihazlar haricinde binanın tüm elektrik ihtiyacını karşılayabilecek boyuttadır. Türkiye de BIPV uygulamalarının özellikle alışveriş merkezleri, büyük hangarlar, az katlı ve yatay büyük binalarda yaygınlaşacağı beklenebilir. Apartman, müstakil ev çatılarına kurulabilecek kWp gibi küçük güçler, mevcut “500 kW’a kadar lisanssız elektrik üretimi mevzuatına” göre uygulanması güç olduğundan, büyük projelerin şansı küçük projelere göre daha fazla olacaktır.

6 Akıllı Binaların Önemi
Dünyada binalarda kullanılan enerjinin toplam enerji içerisindeki payı %45-50'ye kadar çıkabilmektedir Bu oranlar ülkemiz için yaklaşık olarak Şekil 2.de gösterilmiştir. Şekil 2. Türkiye’de binalarda kullanılan enerjinin Toplam Enerjisi içindeki payı

7 Bu durum binalarda enerji Tasarrufunun ve yönetiminin ne kadar önemli olduğunun göstergesidir.
Binanın pasif sistem olarak kendisinin enerji etkin olmasının yanı sıra yüksek maliyetli otomatik kontrol sistemlerine de gerek duyulduğundan,genellikle,akıllı bina uygulamaları enerji harcamalarının çok yüksek olduğu büyük kamu ve ofis binaları gibi kullanım alanı ve kullanıcı sayısı fazla olan binalar için öngörülmektedir.

8 Akıllı ve Çevreci Evlerin Taşıdığı Temel Özellikler
Çevreci Akıllı Evlerin diğer evlerden farkı; tasarruf ve çevreye verilen önemin ön planda tutulmasıdır. Bu açıdan, çevreci akıllı evlerde, diğer evlerden farklı olarak bulunan sistemler ve bunların özelliklerinden bahsedeceğim.

9 Günlük güneşlenme süresi ortalama 7,2 saat olan ülkemizde; Fotovoltaik güneş pilleri ile kendi kullanacağımız enerjiyi ve hatta daha fazlasını üretme imkanına sahiptir. Bu teknolojilerin kullanılmasıyla; ihtiyacımızdan fazla üreteceğimiz enerjiyi, Enerji Verimliliği Yasasının çıkmasıyla şebekeye geri satma imkanımız da oluşmuştur.

10 Binamızın çatısına yerleştireceğimiz fotovoltaik pillerin alanı, kullanacağımız enerji miktarına oranla değişmektedir. Kendi enerjimizi konut içerisinde kendimiz üretsek bile, enerji tasarrufu ile enerjinin akıllıca kullanmak, gereksiz enerji tüketimini önlemek gerekmektedir

11 Kendi Enerjisini Kendi Üreten Evler

12 I.Güneş Enerji Sistemleri
Güneş enerjisi, kaynağını Güneş ’teki füzyon tepkimeleri adını verdiğimiz reaksiyonlardan alan temiz enerji kaynaklarındandır. Devasa Güneş kütlesinin saniyede 5 milyon tonluk bir kısmı ısıya dönüşür.  Dünyaya bu enerjiden 1010 MW ‘lık enerji ışık olarak ulaşır. Bu çok büyük bir değer olsa bile, Güneş enerjisi teknolojileri yardımı ile bu ışımadan ancak bir kısmı dönüştürülebilir

13 Aslına bakılırsa Dünyanın baslıca enerji kaynağı Güneş‘tir
Aslına bakılırsa Dünyanın baslıca enerji kaynağı Güneş‘tir. Bu sebeple okyanuslar, atmosfer ve yer küre, Güneş ısınları yardımıyla ısınır. Güneş ısınlarının önemli bir bölümünü bitkiler tarafından fotosentez yapmak amacıyla kullanılır ve diğer doğal olayların gerçekleşmesi için güneş enerjisi tamamen kullanılmamalıdır. Güneş’in Dünya’ya Etkisi

14 120 m2 ‘lik iyi yalıtılmış bir konutun bir yıllık enerji ihtiyacı yaklaşık kWh ‘dır. Aynı büyüklükte bir evin uygun iklim şartlarında yüzeyine düsen güneş enerjisi miktarı ise kWh civarındadır. Bu sayılar göstermektedir ki; Güneş enerjisi teknolojileri, düşük verimle çalışsa bile lokal enerji ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla uygun bir yöntemdir.

15 Güneş Pilleri: Güneş pilleri ya da fotovoltaik piller, yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarıiletken maddelerdirler. Açık, güneşli bir havada 1 dm çapında bir foto pil, yaklaşık olarak 1 W elektrik üretir. Foto piller; günümüzdeyse elektrik elde etmek için bir alternatif enerji kaynağı olarak düşünülmekte ve uygulanmaktadır. Sekil- 7’de Güneş Enerji Sistemleri verilmiştir.

16

17 II.Rüzgar Enerji Sistemleri
Doğal ve yenilenebilir enerji kaynaklarından olan ve dünyada kullanımı gittikçe yaygınlaşan diğer bir enerji çeşidi ise rüzgar enerjisidir. Rüzgar enerjisinin de temel kaynağı tüm dünyamızı ve dünyamızın bulunduğu samanyolu galaksisini ısıtan ve aydınlatan güneştir. Rüzgar enerjisi, günes radyasyonunun yer yüzeylerini farklı ısıtmasından kaynaklanır. Günes ısınları olduğu sürece rüzgar olacaktır. Rüzgar günes enerjisinin bir dolaylı ürünüdür. Dünyaya ulasan güneş enerjisinin yaklaşık % 2 kadarı rüzgar enerjisine çevrilir

18 Ev Üstündeki Rüzgar Akımı

19 Ülkemizde rüzgar enerjisinin durumu tema vakfının Ankara temsilciliğinin internet sitesinde diğer enerji kaynakları ile rüzgar enerjisinin dünya rezervi ve tükenme ömrü verilmiş Enerji Rezervleri Nükleer enerji : 200  yıl Kömür :     200 Yıl Gaz     : 65 Yıl: Petrol: 40 Yıl Rüzgar:   Sonsuz

20 Rüzgar enerjisi sonsuz bir enerji kaynağıdır
Rüzgar enerjisi sonsuz bir enerji kaynağıdır. Dünya ömrünü devam ettirdiği sürece var olacak bir enerji kaynağıdır. Dolayısı ile tükenen fosil yakıtlara yatırım yapmaktansa yenilenebilir, temiz, doğal enerji kaynakları  kullanılmalıdır. Rüzgar enerjisi diğer enerji kaynakları gibi ücret karşılığı satılmaz , savaşlar çıkmasına sebep olmaz , arkasında zehirli gaz ve atık bırakmaz. Bu bakımdan da son derece değerlidir. Türkiyemiz bulunduğu cografi konum itibarı ile yıllık bazda tüm illeri rüzgar enerjisinden elektrik elde edilebilecek kadar rüzgar hızına sahip bir ülkedir. Başka bir deyişle memleketimizin her yerinde iyi bir fizibilite ile rüzgardan elektrik elde etmek mümkündür

21

22 Şuan aktif olarak bulunan Bahreyn’deki Dünya Ticaret Merkezi

23 III. Biyogaz Enerji Sistemleri
Biyogaz üretiminde genellikle insan ve hayvan dışkıları ile bitkisel atıklardan yararlanılmaktadır. Evde kullanım amacıyla yapılacak olan biyoenerji üretiminde biz organik mutfak atıklarından yararlanılabiliriz. Biyogaz enerjisi; evlerde ısıtma, aydınlatma ve pişirme amacıyla kullanılmaktadır.

24 1 m3 biyogazın sağladığı ısı miktarı 4700–5700 kcal/m3 olup,
bu değer ; 0,25 m3 propana 0,62 L gazyağı, 0,66 L motorin, 0,75 L benzin, 1,46 kg odun kömürü• 3,47 kg odun• 0,43 kg bütan gazına eşdeğerindedir. Ayrıca; 12,3 kg tezek; 4,70 kWh elektrik enerjisine eşdeğerdir.

25 Biyogaz Devridaim Sistemi

26 Atıksız Evler :  Atıksız evler; mutfak atıklarının ve evden çıkan diğer atıkların; tekrar veya başka bir işlev için, hammadde olarak kullanıldığı konutlardır. Bu konutların en önemli özelliği, çevreye karsı hassasiyetin basit teknolojik yöntemlerle gösterilmesidir. Geri Dönüşüm ve Yeniden Kullanım : Mutfak Atıklarının Geri Dönüşümü: Mutfak atıkları biyogaz enerjisinde de anlatıldığı gibi biyoenerji üretiminde kullanılabilmektedir. Böylece konutun ısı ve mutfak tüpü ihtiyaçları bu kaynaktan sağlanabilmektedir.

27 IV. Yağmur Suyunun Toplanması ve Değerlendirilmesi
Yağmur sularının çatıdaki oluklardan alınarak, çatıdan daha düşük kottaki bir haznede depolanması, depolanan bu yağmur sularının; bahçe sulaması, araba yıkanması, v.b. yerlerde şehir şebeke suyu yerine kullanılması pek tabi mümkündür. Bir sonraki sayfamızda bir ev tipi yağmur suyu toplama ve depolama tankı verilmiştir. Atık Suların Arıtılması: Lavabo, çamasır ve bulasık sularının basit bir artımı yapılarak; bu suların tuvalette tekrar kullanılmaları sağlanılabilir. Bu islem yapılırken, toplanan atıksu; basit islemden geçirildikten sonra,küçük bir depoda tutularak kullanıma uygun hale getirilmektedir

28 Yağmursuyu Toplama ve Yeniden Kullanma Sistemi

29 V. ISI POMPALARI Binaların ısıtılmasını, soğutulmasını ve sıcak suyunu çok az elektrik enerjisi kullanarak sağlayan cihazlara ISI POMPASI denilmektedir. %80 nin üzerinde yakıt tasarruf sağlarlar. İlk yatırım maliyeti klasik ısıtma ve soğutma sistemlerine göre daha fazla gözükse de 5 yıllık perspektif içinde . değerlendirildiğinde en ucuz, en ekonomik ve en çevreci sistemdir.  Isı pompası enerji fiyatlarının artması ve sera gazlarının dünya iklimini tehdit etmesi nedeniyle son yıllarda akıllı bina tasarımlarında insanlar tarafından kullanımı yaygınlaşmıştır. Çalışma Prensibi ; Isı Pompaları evlerdeki buzdulabının çalışma prensibi ile aynı termodinamik çevrimle çalışır. Bir taraf soğutulurken (buzdolabının içi ) diğer taraf (mutfak) oradan alınan enerji ile ısınır. Yani enerji basit deyimle bir yerden başka yere transfer olurından büyük bir rağbet görmüş, kullanımı yaygınlaşmıştır

30

31 Binalarda fotovoltaik enerji sistemlerinin kurulması birçok açıdan mantıklı ve faydalıdır:
- Özellikle elektrik talebinin zirve yaptığı yaz aylarında ve öğlen saatlerinde şebekeye destek olurlar, - Yukarıda da bahsedildiği gibi, mekanik verimsizlik ve iletim kayıplarından kaynaklanan %40 seviyelerindeki verimsizliğin önüne geçerler, - Merkezi noktalardan dağıtık üretim noktalarına geçilmesi ile daha dayanıklı ve daha az risk içeren bir enerji sisteminin ortaya çıkmasına katkıda bulunurlar,

32 - Lisanssız olarak kurulabilir ve işletilebilirler,
- Çok hızlı bir şekilde kurulup, istenildiği şekilde ölçeklenebilirler, - Atıl duran çatıların kullanılması ile arazi verimliliğini sağlarlar, - Binalarda zaten olması gereken cephe veya çatı elemanlarının yerine geçerek yatırım maliyetlerinin önemli ölçüde düşmesini sağlarlar, - Şebeke bağlantısı bina tesisatında zaten mevcuttur, - Binalardaki elektrik faturalarının azalmasını, ilerde olası tarife artışlarına karşı güvencede olunmasını sağlarlar,  Çift terimli tarifelerde talep düşmesi ile ekonomiklik sağlarlar, - Şebekelerin ihtiyaç duydukları yan hizmetleri sağlayacak şekilde işletilebilirler ve merkezi olarak kontrol edilebilirler.

33 Kurulum Maliyeti Burada hesaplayacağımız sistem şebekeye bağlı bir sistem için olacaktır. Bu sistemler otonom sistemlere göre daha ucuz sistemlerdir. Şimdi elektrik faturası ayda 80 TL gelen bir evi düşünelim. Bu evin aylık tüketimi 270 kw olurken yıllık tüketimide 3240 kw olsun. Sistemi ülkemizin güneş enerjisi bakımından en şanslı illerinden olan Muğla'da yapıyoruz.  PVsyst simülasyonu kullanarak sistemi oluşturup, sonuçlara bakalım

34 ► Gördüğünüz üzere 2 kw'lık bir güneş paneli kurmamız gerekiyor
► Gördüğünüz üzere 2 kw'lık bir güneş paneli kurmamız gerekiyor. ► Toplam maliyetimiz 7300 Euro ► Kullandığımız teknoloji polikristal modül.

35 ►Sistemimizin aylara göre toplam enerji üretimini görebilirsiniz
►Sistemimizin aylara göre toplam enerji üretimini görebilirsiniz. Beklenildiği gibi yaz aylarında maksimum üretim gerçekleşiyor.

36

37 ►Bu hesaplamardan sonra asıl ulaşmak istediğimize geliyoruz
►Bu hesaplamardan sonra asıl ulaşmak istediğimize geliyoruz. Elektriğin kw maliyet fiyatı. Gördüğünüz üzere 0.24 Euro/kw. Burada şuan dikkat çekmek isterim fiyata hem bakım maliyetleri hem de  20 yıl vadeli %5 faizli kredinizin geri ödemeside mevcut. (Aylık:586 Euro).  ►Görüldüğü üzere sistem 20 yıl vadede elektriğinizin fiyatını 0.24 Euro=0.96 TL ile sınırlıyor. Ülkemizde artan elektrik fiyatları düşünüldüğünde muhtemelen devletin sattığı elektrik 0.96 kuruşu önümüzdeki 5-7 yıl içinde geçecektir. Böylece sistem kar etmeye başlayacaktır. 

38 Teşvikler Neler? Lisansız elektrik üretim yasasına göre; Ürettiğimiz her kw başına güneş enerjisi için 0.133 ABD doları almaktayız. O halde; *0.133*3.6=1553 TL yıllık teşvik alabileceğiz. Eğer kullandığınız aksamlar Türkiye'de üretiliyorsa Yek Cetvel-2 göre ek teşvikler alabilirsiniz.

39 . .  

40 Bu projemiz evlerimizde elektrikten ve zamandan tasarruf sağlamak amacıyla oluşturulmuştur. Ayrıca daha konforlu bir yaşam için tasarlanmıştır.

41 Bu proje ile; - Hava sıcaklığı arttığında fanlar çalışacak. - Açık olan televizyon kimse olmadığında kapanacak. - Işıklar akşam olduğunda yanacak, sabah olduğunda sönecek -  Hava güneşli olduğunda çamaşır makinası çalışacak. - Kalorifer sistemi, sıcaklık belli bir değerin altına düştüğünde otomatik çalışacak. Amacı Akıllı ev projesi ile insanlar evlerinde daha konforlu ve daha rahat yaşayacaklar. Ayrıca enerji israfı engellenerek hem aile hem de ülke ekonomisine katkı sağlanması amaçlanmaktadır. Yöntem Isı Algılayıcı ile ortam ısısı 25 in altına düştüğünde kaloriferler çalışacak, 30 un üstüne çıktığında fanlar çalışacak. Işık algılayıcı ile ortamda ki ışık şiddeti 40 ın altına düştüğünde lambalar yanacak, 90 ın üzerine çıktığında çamaşır makinesi çalışacak. engel algılayıcı ile tv nin karşısına biri oturduğunda tv'i çalışacak. Sonuç ve Tartışma Bu proje ile elektrikten ve zamandan tasarruf sağlanmıştır. Ayrıca konfor artırılmıştır.

42 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER…