prof.dr. ali güngör`ün sunumu için tıklayınız

Transkript

Yeşil Enerji Olarak Evlerde Güneş
Enerjisinin Isıtma ve Soğutma
Uygulamalarında Kullanımı.
Prof.Dr.Ali GÜNGÖR
Ege Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Makina Mühendisliği Bölümü , Bornova-İZMİR
BUSİAD
«Yeşil Enerji-I: GÜNEŞ ENERJİSİ/Teori, Uygulama, Mevzuat, Finansman»
13 Ekim 2015-BURSA
1
Ülkemiz Güneş enerjisi potansiyeli olarak çok şanslı bir bölgededir.
2
Güneş enerjisinin uygulama alanları arasında
yaygınlıkta başta gelen evsel kullanımlarda, sıcak su
hazırlama, ısıtma, serinletmede çok başarılı
uygulamalar gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda da
özellikle yoğunlaştırıcı sistemlerle güç üretimi
sistemleri
üzerine
de
yoğun
araştırmalar
gözlenmektedir. Buna karşılık ülkemizdeki yaygın
kullanım yalnızca su ısıtmaya yöneliktir. Günümüz
üretim teknolojileri incelendiğinde toplayıcı tiplerinde
çeşitliliğin yanında, alıcı yüzey özellikleriyle çok
verimli toplayıcılar bulunabilmektedir. Örneğin değişik
tip ve özeliklerde toplayıcıların bazı özellikleri
Tablo.1’de verilmiştir.
3
Tablo 1. Güneş enerjisi toplayıcıları ve kullanım çalışma sıcaklık aralıkları.
Toplayıcı tipi
Güneş ışınımını
yoğunlaştırma
(konsantrasyon) oranı
:C
Çalışma sıcaklık
aralığı
oC
Düzlemsel toplayıcı
1
≤70
Yüksek verimli
düzlemsel toplayıcı
1
60−120
Sabit yoğunlaştırıcı
2−5
100−150
Parabolik oluk tipi
yansıtıcılı toplayıcı
10−50
150−350
Parabolik çanak tipi
yansıtıcılı toplayıcılı
200−2000
250−700
Merkezi alıcılı kule tipi
toplayıcı
200−2000
400−1000
4
GÜNEŞ ENERJİSİ TOPLAYICILARI
Güneş enerjisini soğurarak faydalı enerjiye çeviren su
veya hava ısıtma amaçlı gereçlere toplayıcı veya kolektör
adı verilir. Gerek havalı güneş enerjisi toplayıcıları ve
gerekse sıvılı güneş enerjisi toplayıcıları farklı verimlilik
ve özelliklerde üretimleri gerçekleştirilebilmektedir. Bazı
sıvılı ve havalı toplayıcı tipleri ve akışkan akımları
Şekil 1.’de gösterilmiştir. Düz yüzeyli ve sabit yönde ve
eğimde,
genelde
güneye
bakacak
biçimde
gerçekleştirilen
su
ısıtma
ve
hava
ısıtma
uygulamalarında ulaşılabilecek sıcaklıklar 100oC’ın
altında değerlerdedir.
5
Şekil 1.(a) Bazı havalı ve sıvılı güneş enerjisi toplayıcıları tipleri [2,5]
6
Uygulama özelliklerine uygun tiplerin seçimi ile
sıcak su ısıtma, hacim ısıtma ve soğutma için
ekonomik
proje
tasarımları
gerçekleştirilebilmektedir.
Bunlara
ilaveten
parabolik oluk tipi yansıtıcılı odaklı toplayıcıların
kullanımı
ile
yüksek
sıcaklıklara
ulaşılabilmektedir. Bu ise özellikle merkezi ısı
etkili çalışan absorpsiyonlu su soğutma
gruplarının, iklimlendirme uygulamaları için, çok
başarılı çalıştırılabilmelerini olanaklı kılmaktadır.
Yüksek sıcaklık uygulamaları için geliştirilen
toplayıcı
ve
sistemler
ise
odaklayıcı
(yoğunlaştırıcı) yapıdadır. Bu tür uygulamalarla
çok yüksek çalışma sıcaklıklarına (>100oC)
çıkılabilmektedir (Tablo 1. ve Şekil 1.(b).).
7
Şekil 1.(b). Güneş enerjili termal uygulamalarda
(yoğunlaştırıcı) toplayıcılar ve sistemler [5].
kullanılan
odaklı
8
50 MW’lık parabolik çizgisel yansıtıcılı elektrik üretim tesisi
9
Güneş enerjisinin binaların ısıtılması amacıyla
kullanım
teknolojileri
ve
uygulamaları
da
geliştirilmiştir. Bu tür uygulamaların ise günümüzde
ülkemizde çok fazla olduğu söylenemez. Bu uygulama
potansiyelleri Şekil 4.’de gösterilmiştir. Şekil 4.
incelenecek
olursa
hacim
ısıtma
amaçlı
kullanılabilecek bir çok seçenek olduğu gözlenebilir.
Doğaldır ki her projede bu uygulamalardan ancak en
uygun olan birkaçının gerçekleştirilmesi yeterli
olabilmektedir. Böylesi çeşitlilik, mühendislere ve
mimarlara
doğru
analizlerle,
güneş
evleri
oluşturmalarına olanak sağlar. Bu nedenle güneş
evleri uygulamaları incelendiğinde, her birinde özgün
koşullarına göre çözümler içerdiği görülür.
10
BİNA ISITILMASINDA GÜNEŞ ENERJİSİ KULLANIM TEKNOLOJİLERİ
PASİF SİSTEMLER
AKTİF SİSTEMLER
Direkt kazanç yöntemi
Toplayıcı-depolama
duvarı uygulaması
(Trombe duvarı veya
Trombe-Michel duvarı)
Bitişik sera uygulaması
(sun space)
Hareketli yalıtım ve
kontrollar
Gölgeleme elemanları
yöntemi
Geçirgen yalıtım
uygulamaları (transparent
insulation)
Doğal dolaşımlı havalı
toplayıcılar
Isı borulu konvektör
kullanımı
Sıcak Havalı
HİBRİT SİSTEMLER
Belirtilen pasif veya
aktif sistemlerin bir
kaçının birlikte
uygulandığı sistemler
Fanlı havalı toplayıcılar
Havalı toplayıcılar ve
kanal sistemi ile çevresel
ısıtma
Enerji depolamalı
uygulamalar
Sıcak Sulu
Döşemeden
ısıtma
Enerji depolamalı
uygulamalar (çakıl –
dolgulu sistemler)
Faz değiştiren
malzemelerde enerji
depolamalı sistemler
Akümülatör
(sıcak su) depolu
sistemler
Konvektörlü
ısıtma
İklimlendirme
ünitesi hava
ısıtma
serpantinine ısı
sağlama
Yüzme havuzu
ısıtma
teknolojileri
Sıcak su kazanı,
kombi ile birlikte
sıvılı güneş
enerjisi
toplayıcılarının
kullanımı
Isı pompalı, güneş enerjili
hibrit sistemle sıcak su
üretimi ve hacim ısıtılması
Şekil 4. Bina ısıtılmasında güneş enerjisi kullanım teknolojileri.
11
Güneş Enerjili sıcak havalı sistem uygulamaları.
12
Sıcak havalı ve su ısıtmalı, kaya dolgulu ısı depolamalı bir
hacim ısıtma sistemi
13
İki modlu, bodrumda enerji depolamalı ve direkt hacimlerin ısıtıldığı, güneş enerjili ve
fırınlı sıcak havalı ısıtma sistemi.
4.GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ SEMPOZYUMU
“GÜNEŞ KENTİ UYGULAMALARI ÇALIŞTAYI” 5 Kasim 2009, Mersin
14
Bodrumdan sıcak hava dağıtımlı, döşemeden ışınımla
ısıtmalı güneş enerjili havalı bir ısıtma sistemi.
15
Güneşli hava ısıtıcı toplayıcılı 4 çalışma modlu, hacim ısıtma sistemi.
1. Güneşle ısıtılan sıcak havalı çalışma.
3. Isı deposundan çekerek hacim ısıtma
2. Kaya dolgusunda enerji
depolama ve hacim ısıtma
4. Yardımcı ısıtma sistemi ile
hacim ısıtma
16
Havalı güneş enerjisi toplayıcılar ile yalnızca bir hacmin güneş pili tahrikli
fanlı bir sistemle ısıtılması
17
Sıcak su hazırlamada kullanılan bazı ısı
değiştirici çalışma prensipleri
19
Güneş enerjili, iki tanklı, kullanım sıcak suyu hazırlamalı ve hacim
ısıtmada havanın ısıtılarak kullanıldığı örnek bir sistem şeması.
20
Güneş enerjili sıcak su hazırlama sisteminin, evsel sıcak su
hazırlamalı ve hacim ısıtmada kullanılma seçeneklerinden örnekler
21
İki borulu kısa süreli depolamalı güneş enerjili hacim ve su ısıtma sistemi ve
dört borulu mevsimsel enerji depolamalı güneş enerjili hacim ve su ısıtma
sistemi
22
Güneş Enerjisi Kullanımı ile Soğutma Teknolojileri
Mekanik enerji veya Elektrik enerjisi Üretimi
Buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi
Yanma sonu açığa çıkan ısının kullanımı
Isı dönüşüm prosesi
Açık çevrimler
Buhar Üretimi ve
Buhar Jeti
Çevrimi
Kapalı çevrimler
Sıvı sorbent
Ters akışlı absorber
Katı sorbent
Sabit yataklı prosesler
Ters akışlı rotor
Yeniden dolaşımlı
Tamamıyla taze havalı
Hibrit sistem
-Tamamıyla taze havalı
-Doğal gazlı,Güneş
enerjili
Sıvı sorbent
Su-Lityumbromid
Amonyak-Su
Katı sorbent
Adsorpsiyon
Örneğin
Su-Silikajel
Kuru Absorpsiyon
Örneğin
Amonyak-Tuz
BUSİAD , «Yeşil Enerji-I: GÜNEŞ ENERJİSİ/Teori, Uygulama, Mevzuat, Finansman»
13 Ekim 2015-BURSA
23
Güneş Pilinden üretilen elektrikle direkt tahrik edilen buhar
sıkıştırmalı soğutma çevrimi.
13 Ekim 2015-BURSA
24
Güneş Enerjisi (Solar Termal Enerji) Kaynaklı Termo-Mekanik Soğutma Çevrimi
Bu çevirimde sisteme ısı girdisi güneş kolektörleri tarafından sağlanmaktadır. Özellikle
yüksek ısı girdisi ve yüksek sıcaklık gerekmektedir. Bu şekilde kızgın buhar fazında su ile
türbin harekete geçirilebilir ve buhar sıkıştırmalı çevrimde yer alan kompresör
çalıştırılabilir. Güneş Enerjili Rankine çevrimi Şekil 2’de gösterilmiştir.
13 Ekim 2015-BURSA
25
Güneş Enerjili soğutma Sisteminin Bileşenleri:
Güneş enerjili soğutma sistemleri, tipik olarak
güneş enerjili toplayıcıları bulunduran ısıl
sistem, depolama tankı, kontrol elemanları,
borular ve pompalar ve ısıl olarak tahrik
edilebilen soğutma makinası. Günümüzde
yüksek verimli toplayıcılar (vakumlu, selektif
yüzeyli toplayıcılar gibi)
ticari olarak
bulunabilmektedir. Orta sıcaklıklı (100-250oC)
sistemler ile soğutma sisteminin toplam
verimliliği artırılabilmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
26
Absorpsiyonlu su soğutma grubunun çalışma prensibi.
Güneş Enerjisi
Sistemlerinden
üretilenSıcak su
(Tahrik Isısı)
GENERATÖR
Soğutma kulesi
bağlantılı soğutma suyu
KONDENSER
ABSORBER
EVAPORATÖR
Soğutma kulesi
SOĞUTULMUŞ SU
13 Ekim 2015-BURSA
27
Doğal gazın direkt kullanıldığı iki etkili bir absorpsiyonlu su soğutma
grubunun (Chiller) sistem şeması Şekil’de gösterilmiştir.
13 Ekim 2015-BURSA
28
Son on yıldaki gelişmelerle özellikle gereksinim
duyulan 10-15 TR kapasiteli absorpsiyonlu
soğutma sistemleri üreticileri çok sayıda artmıştır.
Özellikle villa türü veya 150 m2 ve üzeri konutların
tek merkezden soğutulmaları için yeterli olan bu
kapasitelerin pazara sunulmuş olması, bu
sistemlerin doğal gazla, güneş enerjisi ile çalışan
seçeneklerinin mevcut olması kullanılabilirliklerini
artırmıştır.
13 Ekim 2015-BURSA
29
Güneş enerjili absorpsiyonlu soğutma sistemleri diğer soğutma
sistemleriyle karşılaştırıldığında aşağıdaki avantajlar çıkarılabilir
 Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde kullanılan Su ve NH3 soğutucu
akışkanları elektrikli çalışan buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimlerinde
kullanılan CFC’lara göre çevre dostudur.
 Kullanım alanları geniştir.
 İşletme ve bakım maliyetleri düşüktür.
 Cihazlar uzun ömürlü ve güvenilirdir.
 Emisyonlar düşüktür.
 Klima santralleri için gereken kablolama maliyetleri azalmaktadır.
 Hem ısıtma hem de soğutmada kullanılabilmektedir.
 Kojenerasyon ünitelerine entegre edilebilmektedir.
 İhtiyaç değişikliklerini karşılayabilmektedir.
 Elektrik enerjinin mevsimsel dengelenmesinde önemli rol oynamaktadır.
 Daha az boş alana gereksinim duyulur, daha kompakt bir yapıya sahiptir.
 Genelde hareket eden parçası daha az olan bir yapıya sahiptir.
 Hibrit sistemlerle değişken yük ve şartları karşılayabilme yeteneği.
Soğutma etkinliğini artırıcı araştırmalarla birlikte, yeni yüksek verimli
sistemlerin geliştirilmesi ve bu konudaki araştırmaların sürmesi.
13 Ekim 2015-BURSA
30
Orta sıcaklıktaki sistem: Tek etkili LiBr-Su absorpsiyonlu su soğutma grubu
ve vakumlu borulu toplayıcılar ile tahrik ısısının sağlanması.
13 Ekim 2015-BURSA
31
Orta sıcaklıktaki sistem: Çift etkili LiBr-Su absorpsiyonlu su soğutma grubu
ve parabolik odaklı ve güneşi tek eksende izleyen toplayıcılar ile tahrik
ısısının sağlanması.
13 Ekim 2015-BURSA
32
Yüksek sıcaklıktaki sistem: Tek etkili NH3-Su absorpsiyonlu su soğutma
grubu ve fresnel tipi tek eksenli izlemeli güneş enerjisi toplayıcıları ile tahrik
ısısının sağlanması. Buz depolamalı ve fan-coil’li sistem.
13 Ekim 2015-BURSA
33
ADSORPSİYONLU SOĞUTMA TEKNOLOJİLERİ
Absorpsiyonlu sistemlerdene farklı olarak bu teknolojide, silikajel-su ikili
çifti kullanılır. Soğutucu akışkan su olup, düşük basınçta (10-20 mmHg
basıncında) ısı çekerek soğutulmuş su üretimini sağlayan su buhar
formunda silikajel tarafından adsorplanırken, su ile doymuş hale gelen
silikajel uygun ısı kaynağından sağlanan ısı ile rejenerasyonu
gerçekleştirilir. Şekil 4.’te geliştirilen bir adsorpsiyonlu soğutma sistemi
değişik çevrim safhaları ile gösterilmiştir [7].
Bu tür çalışan su soğutma grupları 50-430 kW kapasite aralıklarında
ticari olarak üretilmektedir.
Adsorpsiyonlu su soğutma gruplarının avantajları ise aşağıda
sıralanmıştır:
 Basit tasarıma sahiptir ve hareketli olmayan parçalardan oluşmuştur.
 İşletme
maliyetleri
konvansiyonel
sistemlerin
(1/10)’u
mertebelerindedir.
 Bakım ve işletilmesi kolaydır.
 Elektrik kesintilerinde sistem kolaylıkla zarar görmeksizin devreye
alınabilir.
 1-2 dakika içinde istenen soğuk su sıcaklıklarına ulaşılabilmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
34
Katı sorpsiyon malzemesi
kullanımı
Periyodik işlemler
≥İki sorpsiyon
hacmi olmalıdır, bu sanki
sürekli çalışma için
gerekliliktir.
KONDENSER
Soğutma kulesi
Güneş Enerjisi
Sistemlerinden
üretilen
Sıcak su (Tahrik Isısı)
Soğutma
kulesi
SOĞUTULMUŞ SU
EVAPORATÖR
Adsorpsiyonlu su soğutma grubunun çalışma prensibi
13 Ekim 2015-BURSA
35
13 Ekim 2015-BURSA
36
Adsorpsiyonlu su soğutma grubu
13 Ekim 2015-BURSA
37
13 Ekim 2015-BURSA
38
13 Ekim 2015-BURSA
39
 Düşük sıcak su girişlerinde bile yüksek verimliliklere sahiptir. 50oC
değerlerinde sıcak su ile bile çalışabilmektedir.
 Soğutma suyu çıkış sıcaklıkları 45oC değerlerine kadar çıkabilmektedir. Bu
sıcaklıkta su ise uygun ısıtma tekniği yöntemleri ile ısıtma amaçlı kullanımı
olanaklıdır. Böylelikle sistem birleşik faydalanma oranı çok iyi değerlere
getirilmektedir.
 Sıcak su debisi istenen değerlerde tutulmak amaçlı yarı yarıya azaltılsa bile
soğutma kapasitesi yüzde 90’lar mertebesinde korunabilmektedir.
 Sıcak su giriş sıcaklığı 100oC değerlerine ulaşabilir. Belirtilen 50-100oC
sıcaklık aralığındaki sıcak su farklı ısı kaynakları ile üretilebilir: Örneğin, güneş
enerjisi, jeotermal enerji, değişik atık ısılarla, direkt yanmalı doğal gazlı sıcak
su kazanları v.b. ile üretilen sıcak su.
 Adsorbent olan silikajel ve soğutkan olan su doğal akışkanlar olup,
atmosfere zararlı etkileri yoktur.
 Sıcak su tarafındaki sıcaklık farkı 13oC mertebelerine kadar debisine bağlı
olarak çıkabilmektedir.
 Soğutulmuş su çıkış sıcaklıkları 5oC değerlerinde olabilmektedir.
 Silikajel çevrimsel olarak bozunmadan defalarca adsorplama ve
rejenerasyon işlemlerini gerçekleştirebilmeye uygun bir malzemedir. Silikajel
içine bir miktar zeolitte katılabilmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
40
Sistemde kirletici olmaması bakımından ya kapalı devre soğutma
kulesi (evaporatif su soğutma kulesi) veya ısı değiştirici kullanımı ile
soğutulmuş suyun kapalı devrede sisteme gönderilmesi gereklidir.
Soğutma etkinliği katsayısı, soğutma suyu ve sıcak su sıcaklıklarına
bağlı olarak 0,5-1,35 aralığında değerler alabilmektedir. Isıtma etkinliği
katsayısı da çalışma koşullarına bağlı olarak 0,43-0,63 aralığında
değerler almaktadır. Hem ısıtma, hem de soğutma amaçlı kullanımında
faydalanma oranının daha yüksek değerlerde olacağı açıktır.
Adsorpsiyonlu soğutma grupları da bu özellikleri ile ısı etkili
kullanımda, doğal gazın kullanılabileceği önemli uygulama
alanlarındandır.
Yapılan bir karşılaştırma analizinde, işletme
maliyetleri açısından farklı su soğutma grupları arasında en avantajlı
bir maliyete sahip olduğu ve ikinci sırayı da doğal gazlı direkt
ateşlemeli su soğutma grubunun aldığı belirtilmektedir [8].
Bu konudaki araştırma çalışmaları da sürmekte olup, yapılan model
bir çalışmada 84,8oC sıcak su kullanımıyla 7,15 kW soğutma kapasiteli
bir silikajelli adsorpsiyonlu su soğutma grubunda 0,38 soğutma
etkinliği katsayısı değerlerine ulaşılmıştır [9]. Araştırmalar küçük
kapasiteli modellerinde geliştirilebileceğini göstermektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
41
Nemli havanın iklimlendirilmesinde önce hava istenilen nem değerine
kadar soğutulmakta ve sonra hava istenilen konfor sıcaklığına
ısıtılmaktadır. Kurutuculu sistemlerde ise havanın nemini bağımsız ve
direkt olarak kontrol eden kurutucu maddeler kullanılmaktadır. Hava
önce kurutucu maddeyle temas ettirilerek nemi alınmakta ve soğutma
ünitesinden geçirilerek hava istenen konfor koşullarına getirilmektedir.
Kurutucu maddenin sürekli olarak nem alma işlevini yerine
getirebilmesi için bünyesindeki nemi atması gerekmektedir. Bu işlem
kurutucu maddenin doğal gazdan elde edilen sıcak gazlarla temas
ettirilmesiyle sağlanmaktadır.
Şekil ‘de kurutuculu soğutmada uygulanan tamamen dış havalı, taze
havanın neminin alınıp ön soğutulduğu ve evaporatif son soğutmanın
gerçekleştirildiği sistem şeması verilmiştir. Güneş enerjisi havanın
ısıtılıp
nem
alıcı
maddenin
ısıtılıp
rejenerasyonunun
gerçekleştirilmesinde kullanılmaktadır.
13 Ekim 2015-BURSA
42
KURUTMALI buharlaşmalı serinletmeli sistemler
13 Ekim 2015-BURSA
43
NEM ALMA AMAÇLI
DÖNER TEKERLER
13 Ekim 2015-BURSA
44
13 Ekim 2015-BURSA
45
Alternate desiccant cooling cycle.
13 Ekim 2015-BURSA
46
Şekil 6’da Althengstett’de kurulu olan sistemin şeması görülmektedir.
100 m2 ‘lik hava ısıtıcı kolektör alanı ile 800 m2 alanın soğutulması gerçekleştirilmektedir.
Sistemde ulaşılan minimum soğutma havası sıcaklığı 17 °C’dir. Sistemde fabrikadaki atık
ısıdan yararlanılmış ve hava akışı 45 kW’lık bir ön ısıtmaya tabi tutulmuştur. Sorpsiyon
tekerinde LiCl kullanılmıştır.
13 Ekim 2015-BURSA
47
Sıvı nem almalı serinletme sistemleri: Su-Lityum Clorid
13 Ekim 2015-BURSA
48
Güneş
Enerjisi
13 Ekim 2015-BURSA
49
13 Ekim 2015-BURSA
50
13 Ekim 2015-BURSA
51
13 Ekim 2015-BURSA
52
13 Ekim 2015-BURSA
53
13 Ekim 2015-BURSA
54
UYGULAMA ÖRNEKLERİ:
1-) Bir Fabrikanın İklimlendirilmesi
•Düzlemsel toplayıcı :2700 m2
•2 Adsorpsiyonlu
(Herbiri 350 kW)
su
soğutma
grubu
•3 Buhar sıkıştırmalı su soğutma grubu
(Herbiri 350 kW)
•Yer: Atina yakınlarında Inofita Viotias’da
kozmetik fabrikası iklimlendirmesi.
•Günümüzdeki en yüksek kapasiteli sistem.
•Sistemin ana amacı: Güneşli soğutma ile,
elektrik enerjisi tasarrufu sağlamak.
13 Ekim 2015-BURSA
55
2-) Şarap Deposu Soğutulması
Vakumlu toplayıcılar: 130 m2
Absorpsiyonlu su soğutma
grubu: 52 kW soğutma
kapasitesi
Yardımcı sistem yok.
Yer: Güney Fransa, Banyuls
15 yıldan beri sorunsuz
çalışan en eski sistemlerden
birisi.
13 Ekim 2015-BURSA
56
3-) Bir seminer odasının ve
kafeteryanın iklimlendirilmesi
Güneş enerjisi toplayıcıları: 100 m2
Kurutuculu serinletme sistemi
(10300 m3/h) silikajelli rotor.
Yardımcı sistem yok.
Yer:Freiburg, Almanya
Depolama yok.
Basit yapıda bir sistem.
13 Ekim 2015-BURSA
57
4-) Otel İklimlendirilmesi:
•Parabolik odaklı toplayıcılar ile 180oC
sıcaklıkta ısı üretimi, 180 m2 açıklık alanı.
•Çift etkili absorpsiyonlu su soğutma
grubu (soğutma kapasitesi 116 kW, 4 bar
doymuş buhar; COP>1,2)
•Bir otelin iklimlendirilmesi ve otelin
çamaşırhanesi için buhar sağlanması.
•Yardımcı ısıtma sistemi: LPG ile çalışan
buhar kazanı
•Yer: Dalaman-Muğla
•İlk çift etkili sistem uygulaması
•Yüksek toplam dönüşüm verimliliği.
•Yüksek ışınımlı bölgeler için uygun.
13 Ekim 2015-BURSA
58
The company RNB Cosmetics needs cold water to control the cooling of their chemical
reactors, where they prepare the cosmetic products.
The solar field, with 130 UHV collectors, produces hot water at 100ºC that is converted through
an absorption machine to cold water at 7ºC. This cold water is stored in a tank that feeds the
RNB processes minimizing the use of their common cooling system, used now as an auxiliary
back-up system.
• Geographical location: Valencia (ES)
• Field orientation: South
• Collector tilt: 30°
• Aperture area: 650 m2
• Heat transfer fluid: water + Propylene Glycol
10%v/v
• Temperature at inlet of solar field: 80 ºC
• Temperature at outlet of solar field: 100 ºC
• Yearly solar yield: 590 MWh/año
• Yearly cooling energy production: 413 MWh/año
13 Ekim 2015-BURSA
59
Santa Clara’s Ripple House, which took third in the 2007 Solar Decathlon, was recently outfitted with a cutting-edge
rooftop solar collector. The unit, the first of its kind installed in California, supplies space heating, hot water, and a
feature that should ease the burden on the grid on hot summer afternoons: solar thermal air-conditioning.
Not any more. The MCT is similar to the traditional flat-panel solar collectors that have heated pools and
showers in California for decades. But it uses a new type of concentrated Fresnel reflector panel. (Fresnel
lenses are often used in lighthouses; they excel at concentrating light.) As a result, the MCT is able to supply
much hotter water—up to 220 degrees Celsius (428 degrees Fahrenheit), hot enough to drive commercial
air-conditioningabsorption chillers.
13 Ekim 2015-BURSA
60
Farklı inovatif soğutma teknolojileri:
13 Ekim 2015-BURSA
61
13 Ekim 2015-BURSA
62
13 Ekim 2015-BURSA
63
Güneş enerjili ejektörlü bir soğutma sistemi:
13 Ekim 2015-BURSA
64
Examples of some market available absorption chillers.
Left:air-cooled 4.5 kW using H2O–LiBr (Rotartica,Spanish),
Middle: NH3–H2O with 12kW(Pink,Austrian),
Right: H2O–LiBr with 35kW (Yazaki,Japan)
13 Ekim 2015-BURSA
65
Examples of small size market available adsorption chillers.
Left:H2O–Silicagel with 7.5 kW capacity (ACS08) fromSorTech
AG,Germany,
Middle:H2O–Silicagel with 15 kW capacity(ACS15)(Source:SorTech),
Right: H2O–Zeolite with 9kW capacity(LTC09)from Invensor, Germany.
Source: Invensor.
13 Ekim 2015-BURSA
66
Güneş Enerjili Soğutma Sistemleri Özet:
•
Isıl tahrikli soğutma sistemlerinin çalıştırılabilme seçenekleri:
atık ısı, merkezi ısıtma, trijenerasyon, doğal gaz, güneş
enerjisi.
•
Güneş enerjisinin iklimlendirme amaçlı kullanımının
avantajları:
* Elektrik, yakıt gibi konvansiyonel enerji gereksiniminde
azalmalar.
* Elektrik kullanımında iklimlendirme nedeniyle yaz
aylarındaki pik yüklerin azaltılması.
* Güneş enerjisinin tüm yıl için kullanımı: kış aylarında
ısıtma, yaz aylarında soğutma amaçlı sıcak su üretimi ile tüm
yıl için kullanımın sağlanması.
•
Hala araştırma gereksinimi mevcuttur.
* Küçük, kompakt ısıl tahrikli sistemlere gereksinim
duyulmaktadır (<3 kW’lik sistemler)
13 Ekim 2015-BURSA
67
SONUÇ ve ÖNERİLER
Güneş enerjisinin toplayıcılarda çalışma akışkanlarını bina
ısıtılmasında kullanılabilecek sıcaklıklara ulaştırabilmesi kullanım
potansiyelini artırmaktadır. Günümüzde sıcak su ısıtma yanında
güneş enerjisinin yoğun kullanıldığı ve değişik isimlerle anılan
“güneş evleri”, “sıfır enerjili bina”, “yeşil evler” örnekleri çok
sayıda gerçekleştirilmiştir. Bazı illerimizde kamu ve üniversite
girişimleriyle, proje destekleriyle gerçekleştirilen örnek başarılı
uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Bu uygulamaların artırılmasına
ve görerek ve yaşayarak halkın bilinçlendirilmesine katkıda
bulunulması gerekir.
Günümüzde gelinen enerji darboğazı, global ısınma etkilerinin
yoğun
hissedilmesi,
tüm
ülkelerin
yenilenebilir
enerji
uygulamalarına daha çok ağırlık vermelerini zorunlu kılmaktadır.
Bu zorunluluk güneş enerjisi teknolojilerinin geliştirilmesini de
gerektirmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
68
Ülkemizde henüz çok verimli ısıtma amaçlı havalı toplayıcıların
geliştirilmesine yönelik firmaların girişimde bulunmaması şaşırtıcıdır.
Yine ülkemizde henüz üretimleri gerçekleştirilmeyen birçok yeni
teknoloji mevcuttur. Sanayicilerimizin doğru yönelişlerle bu
gereksinimleri karşılamaları da gereklidir. Ülkemizde de çıkarılan enerji
verimliliği kanunu, yenilenebilir enerji kullanımı kanunu, enerji
kaynaklarının ve enerjinin kullanımında verimliliğin artırılmasına dair
yönetmelik, binalarda enerji kullanımlarında yenilenebilir enerjilere
gerekli ağırlığın verilmesini zorunlu kılmaktadır. Ülkemizde de bu
konudaki yatırım ve uygulamaların teşvik görmesi de kaçınılmaz hale
gelmektedir.
Mühendislerin de bu tür teknolojileri öğrenmesi, projelerinde
değerlendirmesi ve uygulaması gereklidir. Bu kapsamda
odalarımıza, üniversitelerimize, ilgili kamu kuruluşlarımıza da
yenilenebilir enerji teknolojilerinin izlenmesi, yaygınlaştırılması,
tartışılması kapsamında kurslar, konferanslar, kongreler,
çalıştaylar düzenlemesi, yayınlar çıkarması ve böylelikle eğitim
çalışmalarına katkılarına devam etme görevi düşmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
69
İl yönetimlerinin, yerel yönetimlerimizin ve üniversitelerimizin de
yenilenebilir enerji, enerji verimliliği konularında halkın özellikle de
genç öğrencilerimizin yetişmelerini, bilgilenmelerini sağlamaya
yönelik başarılı örnek güneş evlerini gerçekleştirerek kullanılan
örnek yapılar oluşturmaları ve bilinçlenmelerini sağlamaları
gereklidir.
Unutulmamalıdır ki güneş enerjili ısıtma ve soğutma uygulamaları
gerçekleştirilen yapıların aynı zamanda çok iyi yalıtılmış binalar
olması gerekir. Sistemleri hibrit sistemler olarak tasarımlamak,
mevcut sistemlerle güneş enerjisi sistemlerini çok iyi koordine
ederek kullanan projeler gerçekleştirmek, konfordan ödün
vermeden “enerji etkin” binalar oluşturabilmek olanaklıdır. Bu
binalarda enerji yönetimi açısından en uygun iklimlendirme sistemi
seçildiği gibi, güneş enerjisi, serbest soğutma v.b. tasarruf
uygulamaları ile birlikte başarılı çözümler gerçekleştirilebilmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
70
Mühendislerimizin geçmişi ve geleceği görerek gerçekleştireceği
projelerde enerji kullanımlarında güneş enerjisi potansiyelinin
değerlendirmesine özen göstermesi zorunludur.
Burada
belirtilmemekle
birlikte
yine
güneş
enerjisi
uygulamalarından güneş pili teknolojileri gelişim ve uygulamaları
ile yaygınlaşacak teknolojilerdendir.
Yenilenebilir enerjilerden olan güneş enerjisi teknolojileri
konularındaki araştırmalar desteklenmelidir. Uygulamalarda
kullanılabilecek ürün çeşitliliği artırılmak ve geliştirilmek
zorundadır.
Güneş enerjisi sistemleri çevresel etkileri ile araştırıldığında,
çevre dostu ve çevreyi koruyan bir yapıdadır. Güneş enerjisi
kullanımının önemli üstünlüğü sera gazları
kirleticiliğini
azaltmasıdır. Bu nedenle sürdürülebilir bir gelecek için nerede
olanaklıysa güneş enerjisi sistemleri uygulanmalıdır.
13 Ekim 2015-BURSA
71
Amerika’da DOE Güneş şehirleri oluşturma amaçlı bir
güneş enerjisi uygulamalarının geliştirilmesi projesi
başlatmış ve 25 şehir bu amaçla seçilmiştir. Bu projeden
beklenen amaç, sürdürülebilir bir gelişme sağlamak,
global ısınmaya engel olmak, örnek şehirler yaratarak bu
uygulamaların yaygınlaşmasını sağlamak, yeni ekonomik
gelişmeler sağlamaktır.
Almanya 2050 yılında %
kullanımını hedeflemektedir.
100
yenilenebilir
enerji
Ülkemizin güneş enerjisi potansiyeli ve önümüzdeki
yıllarda kullanım hedeflerinin belirlenmesinde bu özgün
konumu çok iyi değerlendirilmelidir. Bu konuda tüm
kurum ve kuruluşlarımıza görevler düşmektedir.
13 Ekim 2015-BURSA
72
Güneş kentleri oluşturmak kolay,
Yeter ki konuya ilkesel yaklaşabilelim,
Siyasiler, yerel yönetimler,
Üniversitelerimiz ve biz mühendisler ve
toplum olarak aynı paydada birleşmekle
olanaklı.
Tüm kentlerimizde ve Bursa’da da
güneş kenti oluşturma bilincinin
yaygınlaşması dileklerimle...
13 Ekim 2015-BURSA
73
Ezop’un “Kurbağaların güneşe karşı şikayetleri” masalının
kıssadan hissesi çarpıcıdır. “Güneş zamanların birinde
evlenmeye karar verir. Kurbağalar hiddet içinde gökyüzüne
doğru hepbirlikte bağırırlar. Jüpiter bu gürültüden rahatsız olur
ve kurbağalara bağırmalarının nedenini sorar. Kurbağalar
bağırmalarının nedenini şöyle açıklarlar: Güneş bekarken bile
yeterince kötüydü, ısısıyla bizim bataklıklarımızı kuruttu. Fakat,
eğer o evlenipte doğacak diğer güneşlerin de babası olursa
bizlerin hali ne olacak”.
Bakış açısı bir varlığın önemini, etkisini nasıl değiştirip
etkileyebiliyor.
Enerji önemini giderek hissettiriyor. Öyle ki ve ne yazıktır ki
“Bulunan enerji en ucuz enerjidir.” söyleminin geçerli olacağı
dönemlere çok yaklaştık. Enerjiye bakış açımız hiç, ama hiç
değişmemelidir.
13 Ekim 2015-BURSA
74
Yenilenebilir enerji
kaynaklarının kullanımı
açısından geç kalmadan
bu yönelişlerimiz
“GÜNEŞ ENERJİSİ
SEVDALILIĞINI” anlamlı
kılacaktır.
13 Ekim 2015-BURSA
75
İnternetten ulaştığım bir güneş enerjisi kitabı içerisinden bir şiiri çevirerek sizlerle
paylaşmak isterim:
BİR PARÇA KAĞIT ÜZERİNDEN, NASIL ULAŞILIR GÜNEŞE…1
Wes Magee (Hindistan’dan bir Şair)
Bir kağıt parçası al ve her seferinde ikiye katla onu,
Ve tekrar katla,
Ve tekrar ve tekrar.
Altıncı kez katlandığında,
Bil ki kalınlığı oldu 1 santimetre.
Onbirinci katlamada kalınlığı oldu bile 32 santimetre,
Ve onbeşinci katlamada 5 metre.
Yirminci katlamada 160 metre.
Yirmidördüncü katlamada 2,5 kilometre.
Ve otuzbeşinci katlamada 5000 kilometre.
Kırküçüncü katlamada Aya ulaşılacak.
Ve elliikinci katlamayla uzanıvermişiz buradan Güneşe!
(Haydi) Bir parça kağıt al.
Hedefler önemli, hiçbir şey uzak değil, ulaşılmaz hiç değil…
1
Gupta A., “Story of Solar Energy”, Illustrator:Reshma Barve, Scholastik India Pvt.Ltd., p. 11, 2011.
13 Ekim 2015-BURSA
76
İLGİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER…
Prof.Dr.Ali GÜNGÖR
Ege Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Makina Mühendisliği Bölümü
[email protected]
13 Ekim 2015-BURSA
77
Bazı örnek güneş mimarisi
uygulamaları.
Trombe Duvarı, Yansıtıcı ve
Gece Yalıtımı Uygulaması
Vakumlu Güneş Enerjisi Toplayıcılarının Balkon
Kenarlarında Kullanımı

prof.dr. ali güngör`ün sunumu için tıklayınız

Transkript

Benzer belgeler

üniversiteler arası proje ekipleri güneş enerjisi teknolojileri çalıştay

Kopernik

Tükenmeyen Enerji Kaynağı Güneş

Kepler`in Üç Yasası

Temmuz-Ağustos (2011)

Kepler Yasaları

Vinç Klima Cihazları

FOTOVOLTAİK GÜNEŞ GÖZELERİ VE GÜÇ - Solar

fransızca konuşulan avrupalı ülkelerde ıslamofobı ve ırkçılık

İstanbul Üniversitesi SOCRAT

mavi yıldız enerjisi notları

Untitled - KAR-DER Kariyer Danışmanlığı ve İnsan Kaynaklarını

sempozyum raporu - Kategori Mağazacılığı Derneği