mahonick Üye Puan: 1768.5  | Gönderilme Tarihi: 19 Aralık 2011 20:22:28
SOL-MED II
Başarılı Yunanistan Modelini takiben Avrupa Güneş Isıl teknolojilerinin Akdeniz Ülkelerinde Yaygınlaştırılması. BÖLÜM B: İtalya, Fransa, Romanya, Bulgaristan ve Türkiye
OTELLER İÇİN GÜNEŞLE SICAK SU ISITMA SİSTEMLERİ
İçindekiler
BAŞLARKEN 3
1 Giriş 4
2. Güneş potansiyeli 4
3. Oteller için sıcak su üreten büyük güneş sistemlerinin temel komponentleri 6
4. Güneş kollektörü 8
5. Sistem montajı için genel koşullar 10
6. Sıcak su üreten büyük güneş sistemlerinin performansı 11
6.1 Tüm yıl çalışan otel 11
6.2 Nisan – Ekim döneminde açık olan bir otel 13
6.3 Toplam talebin güneşle karşılanma oranı 14
7. Güneşle su üreten büyük sistemlerin performansının izlenmesi 15
8. Güneşle üretilecek su miktarının garanti edilmesi (Solar results guaranteed [SRG]) 16
9. Finansal ve çevresel değerlendirme 18
10. Meteorolojik veriler 18
10.1 Soğuk su sıcaklığı 18
10.2 Güneş enerjisi 19
11. Yararlanılan kaynaklar 20
BAŞLARKEN
Bu doküman Üretici Firmalar, Perakende satış yapan firmalara, Yatırımcılar, vb ve bölgesel ve yerel yöneticiler tarafından Oteller için Sıcak Su Üretiminde Kullanılan Güneş Sistemlerine yönelik promosyon malzemesinin hazırlanmasına yardımcı olmak amacıyla hazırlanmıştır.
Promosyon malzemesinin son kullanıcı olarak otel sahiplerine veya yönetimine hitap etmesi öngörülmektedir.
Doküman domestik su üreten sistemlerin çeşitli türleri ve güneş kollektörleri, boyler, kontrol sistemleri, vs gibi sıcak su sisteminin ana komponenetleri hakkında kısa bilgi içermektedir.
Her hangi bir üretici, perakendeci veya yatırımcı bu raporda yer alan ve kendi ürünlerine uyan bölümü kullanabilir, uygun bir şekilde genişletebilir. Ayrıca kendi dokümanının içine isterse;
• İlgi alanlarına giren yöre, bölge veya ülkenin güneş haritasını ekleyebilir (Şekil 2.1, 2.2, 2.3)
• Ürettiği kollektörün kesitlerini koyabilir (Şekil 4.1)
• Tipik bir sistemin performansını, yani enerji üretimini (Şekil 6.1, 6.2, 6.3)
• Bölgenin meteorolojik verilerini ekleyebilir (Şekil 10.1 ve 10.2)
ve kendi ürünlerine ait diğer materyeli ekleyebilir.
1 Giriş
Güneş ışınları yada güneş enerjisi insanlığa yeryüzünün oluşumundan beri hizmet etmektedir. Ancak, güneşin ısıl ve elektrik enerjisi kaynağı olarak yaygın kullanımı son çeyrek asırda gerçekleşmeye başlamıştır. Dünyanın büyük bir bölümünde bol olarak bulunan ve bedava olan güneş enerjisi ;
• çeşitli tiplerde kollektörler(sıvılı, hava ısıtmalı) yardımıyla ısıl enerjiye;
• Katı hal fiziğinin konularından olan fotovoltaik proses ile çalışan güneş pilleri yardımıyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülebilmektedir.
Güneş ısıl sistemleri konutlarda su ısıtma amacıyla ve diğer amaçlarla Güney Avrupa ülkelerinde ve hatta Almanya, Avusturya ve Danimarka gibi Kuzey Avrupa ülkelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yirmi otuz yıl kadar süren teknik geliştirme çalışmaları sonucu ısıl güneş pazarının olgunluğa ulaştığı söylenebilir. Bugün için pazarda yüksek kalitede ürünler mevcuttur. Güneş sistemlerinin güvenilir ve verimli işletme şartlarına sahip olduğu kolayca garanti edilebilir.
Otellerde sıcak su üretimi için kullanılan güneş sistemlerinin önemli avantajları bulunmaktadır:
• İşletme aşamasında her hangi bir yakıt maliyeti olmadığından kullanıcıya önemli bir işletme tasarrufu sağlamaktadır.
• Sistem güneşin temiz ve kirleticisi bulunmayan enerjisini kullandığından karbon dioksit (CO2) emisyonun düşürülmesine katkıda bulunacaktır. Karbon dioksit bilindiği üzere sera etkisi nedeniyle küresel ısınmaya neden olmaktadır.
Bu doküman kullanıcıya (otel sahipleri veya yönetimi) su ısıtma amaçlı olarak otellerde güneş enerjisinden yararlanma konusunda bilgi sunmaktadır.
• Böylece kullanıcıya hangi sistemi kimden satın alacağı, nereye monte edeceği ve benzer konularında yardımcı olacaktır.
• İlaveten kullanıcıya güneş sistemlerinin performans karakteristiklerine bağlı olarak yatırımın karlılığı ve güneşten en iyi şekilde yararlanma olanakları hakkında bilgiyi doğru olarak nereden alabileceği hususunda yönlendirecektir.
2. Güneş potansiyeli
Otellerde güneşten sıcak su üreten büyük sistem uygulamalarında sistem performansı, en çok sistemin monte edildiği yöredeki güneş enerjisinin miktarına bağlıdır. Güneş enerjisi ne kadar fazla ise sıcak su olarak elde edilecek ısıl enerji düzeyi o kadar yüksek olacaktır.
Yunanistan, Kıbrıs ve İber yarımadasındaki güneş enerjisi potansiyelleri Şekil 2.1, 2.2 ve 2.3 de verilmişti(Kaynak [1]). Tüm şekillerde yatay düzleme günlük ortalama güneş enerjisi değerleri metre kare başına düşen kWh olarak verilmektedir.
Güneşten sıcak su üreten sistemlerde kollektörler genellikle eğimli olarak monte edilir( yataya göre 30o - 45o). Kuzey yarı kürede kollektörle daima güneye yönlendirilir ve eğimli yüzeyde güneş enerjisi miktarı özellikle yazın yataya göre daha yüksek olur.
Şekil 2.1 Yunanistan da Güneş Enerjisi Potansiyeli ( günlük ortalama değer, kWh/m2).
Şekil 2.2 Kıbrıs ta Güneş Enerjisi Potansiyeli ( günlük ortalama değer, kWh/m2).
Şekil 2.3 İber Yarımadasında (İspanya, Portekiz), ( günlük ortalama değer, kWh/m2).
3. Oteller için sıcak su üreten büyük güneş sistemlerinin temel komponentleri
Bir otelin sıcak su ihtiyacını karşılamak için kullanılan güneş sisteminin ana komponentleri şematik olarak Şekil 3.1 de gösterilmekte ve aşağıda sıralanmaktadır:
• Güneş kollektörleri ve destek yapıları;
• Genellikle içinde eşanjör bulunan sıcak su depolama tankı;
• Güneş pompası ve kontrol ekipmanı;
• Çeşitli sistem komponentlerin bağlantı boruları; ve
• Güneşin otelin sıcak su ihtiyacını tam olarak karşılayamadığı günlerde kullanılacak olan yedek ısıtma sistemi.
Güneş kollektörleri çatılara (genellikle düz) veya doğrudan arazi üzerine yerleştirilirler. Genellikle gölgelenmeyi engellemek amacıyla gruplar halinde sıra sıra dizilirler ve bir destek yapısı üzerinde dururlar.
Bir güneş sisteminde birden fazla sıcak su depolama tankı bulunabilir.Bunlar güneş kollektörü devresine, katmanlaşmayı sağlamak amacıyla, Şekil 3.2 de gösterildiği gibi bağlanırlar ( Tank 1 in su sıcaklığı Tank 3 e göre daha yüksektir). Yedek ısıtma başka bir tank yardımıyla sağlanabilir. Bu tank, otelin mevcut olan sıcak su depolama tankı olabilir.
Şekil 3.1 Otellerde sıcak su üretimi için kullanılan tipik bir güneş sisteminin şematik görüntüsü
Kontrol sisteminin komponentleri de Şekil 3.2 de gösterilmektedir:
• Biri kollektörlerde diğeri 3 numaralı, en soğuk olan, tankta olan iki sıcaklık sensörü; ve
• Diferansiyel sıcaklık kontrol cihazı.
Isı transfer akışkanın kollektör içindeki sıcaklığı en soğuk olan tankın sıcaklığından yüksek ise pompa devreye girmektedir. Sistemin verimli olarak çalışabilmesi için sıcaklık sensörlerinin yeri ve diferansiyel kontrol cihazı çok önemlidir.
Şekil 3.2 zamanda kullanım sıcak suyu dağıtım kullanma noktaları(odalar, ve diğer) ile tanklar arasındaki su tesisatını ve kapalı devre sirkülasyon pompasını da göstermektedir. Sirkülasyon pompasının görevi, sıcak suyu tüketim noktaları ile tank arasında sürekli çevirmektedir. Böylece müşteri musluğu açar açmaz beklemesine gerek kalmadan sıcak su akacaktır.
Doğal olarak sıcak suyun devrede sürekli sirkülasyonu ısı kayıplarına neden olmaktadır. Büyük ve küçük otellerde yapılan ölçümlere ve hesaplar sonucu sıcak su elde etmek için gerekli toplam enerjinin yaklaşık % 20 – 30 unun su tesisatında kaybedildiği görülmüştür. Ayrıca otel kısmen doluyken bu rakam % 50 lere ulaşabilmektedir.
Kapalı devre sıcak su sistemlerinde ısı kayıplarının minimuma indirilmesi için;
• Sıcak su tesisatı çok iyi izole edilmelidir;
• Kapalı devre pompasının bir zaman ayarlayıcısı yardımıyla veya diğer metotlarla mümkün olduğunca kesikli çalıştırılmalıdır.
Şekil 3.2 Güneşle sıcak su üretilen sistemlerin depolama tanklarında üretilen sıcak suyun daha iyi katmanlaşması için bağlantı şekli,yedek ısıtma ve kapalı devre sirkülasyon pompası
4. Güneş kollektörü
Bir güneş kollektörünün ana komponentleri kasa, izolasyon, saydam örtü(cam) ve yutucu plakadır. Yutucu plaka kollektörün iç bölümü olup genellikle siyaha boyalı bir metalik yüzey(genellikle bakır veya alüminyum kanatlar) ve metalik borulardan(genellikle bakır) dan oluşur. Yutucu yüzey ve borular çok iyi bir şekilde birleştirilmişlerdir. Bu komponentler Şekil 4.1 de şematik olarak gösterilmektedir.
Kollektör güneş ışınları ile temas ettiğinde kollektör yüzeyi üzerine gelen güneş ışınımı saydam tabakayı geçer ve siyaha yüzey tarafından yutulur ve bunun sonucunda yutucu plaka ısınır. İkinci adım yutucu boru içinde dolaşan ısı transfer akışkanının(su, su antifriz karışımı) ısıtılması ve bunun sonucunda enerjinin sıcak su depolama tankına(ları) içindeki kullanma suyuna aktarılmasıdır.
Şekil 4.1 Camlı sıvılı kollektörün tipik bir kesiti
Bazı durumlarda, örneğin yazın, güneş sistemi tatil veya diğer bir nedenle kullanılmadığında, yutucu plaka 150 oC ve hatta 200 oC gibi yüksek durağan sıcaklıklara çıkabilir. Bu nedenle yutucu plakaya yakın olan izolasyon malzemesinin yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması tercih edilmelidir.
Yutucu plaka yüzeyinin kalitesi sistem performansı için büyük önem taşır. Başlıca yüzey tipleri aşağıda özetlenmiştir:
• Mat siyah boya basit kollektörlerde en yaygın olarak kullanılan yüzey türüdür, bu plakalar 50 oC - 60 oC ye kadar gayet verimli olarak görev yaparlar.
• Seçici Yüzeyler yutucu plaka üzerinde uygulandığında hem
- daha yüksek sıcaklıklarda, 60 oC - 80 oC kullanılabilirler hem de
- çok düşük güneş ışınımı alan bölgelerde (Kuzey Avrupa) kullanılabilirler.
Benzer şekilde saydam örtünün kalitesi de kollektör performansını etkiler. Genellikle camın kullanıldığı örtü malzemesinde de başlıca seçenekler aşağıda özetlenmiştir:
• Pencere camı örtü malzemesi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Yandan bakıldığında yeşil tonlardaki görünümü genellikle camın içindeki demir oksitlerin varlığından kaynaklanır. Demir oksitler aynı zamanda camın güneş geçirgenliğini düşürür.
• Temperli cam, genellikle demir oksit bileşeni az olan cam türü olup güneş geçirgenliği daha yüksektir. Bu nedenle kollektör performansını pozitif yönde etkiler.
Ayrıca temperli cam normal cama göre çok daha dayanıklıdır. Kullanıldığında, kollektörlerde kırılma olayı hemen tümüyle ortadan kalkar. Nadirde olsa kırıldığında çok küçük parçalara ayrıldığında iş güvenliği bakımından tercih edilmektedir.
Kasa güneş kollektörüne yapısal dayanıklılık sağlar ve saydam tabakayı, yutucu plakayı ve izolasyonu bir arada tutar.
Güneş kollektörünün dayanıklılığı ve kalitesini belirleyen en önemli faktörlerden birisi de örtü çevresinde ve akışkan giriş ve çıkışlarında sağlanan sızdırmazlık olarak kabul edilmektedir.
Özellikle kasa ile saydam örtü arasındaki su sızdırmazlığı kollektör güvenilirliği için çok önemlidir. Kollektör yaşlandıkça su sızma riskinin artması ihtimali nedeniyle kasada uygun drenaj ve mümkünse havalandırma deliklerinin bulunması tercih edilmektedir. Bununla birlikte kollektör içine haşerenin girmesini engelleyen önlemler de alınmalıdır.
Bir kollektörün güneş ışınımını mümkün olan yüksek oranda yutması ve yutulan bu enerjiyi ısı taşıyıcı akışkana minimum ısı kaybıyla aktarması beklenmektedir. Kollektörün ısıl verimi olarak akışkana aktarılan ısıl enerjinin kollektöre gelen güneş ışınımına olan oranı tanımlanmaktadır.
Genellikle işletme sıcaklığı düşük ise kollektörün ısıl verimi yüksek olacaktır. Buna karşın işletme sıcaklığı yüksek ise ısıl verim düşük olarak gerçekleşecektir. İkinci durumda yüksek sıcaklıkta olan kollektör özellikle saydam örtüden olmak üzere her taraftan çevreye önemli düzeyde enerji kaybedecektir.
5. Sistem montajı için genel koşullar
Domestik sıcak su üreten güneş sistemi kollektörler üzerine bol güneş ışınımının düştüğü bölümler monte edilmelidir. Genel olarak aşağıdaki koşulların uygulanması durumunda güneş kollektörleri gün içinde maksimum enerjiyi alacaklardır.
• Kollektörler gerçek güneye yönlendirilmelidir;
• Güneş ışınları kollektör düzlemine mümkün olduğunca dik açıda gelmelidir(kollektörler yataya göre eğimli olarak monte edilmelidir);
• Kollektörlerin, özellikle güneş ışınımının en yoğun olduğu saatlerde, güneşi görmesini engelleyecek obstrüksiyonlar ve gölgelenme olmamalıdır.
Kollektörün yönlendirilmesi
Güneş kollektörleri üzerlerine düşen güneş enerjisinden maksimum yararlanabilmek için gerçek güneye yönlendirilmelidir.
Bazı durumlarda, öğleden sonrasının daha sıcak hava koşullarından yararlanabilmek amacıyla, hafif batıya dönük yönlendirme gerçek güneye göre tercih edilmektedir.
Güney yönünden 20o yi aşmayan sapmalar kollektör üzerine düşen güneş ışınımında çok küçük bir azalma meydana getirecektir. Daha büyük sapmalarda, 450 ye kadar, azalma kış aylarında % 15 dolaylarında yaz aylarında ise daha az, yaklaşık % 5, dolaylarında olacaktır.
Kollektör eğimi
Kollektör düzleminin yatayla yaptığı açının yerel enleme eşdeğer olması durumunda ( ekvator 0o, kuzey kutbu 90o) kollektörlerin yıl boyunca maksimum güneş enerjisi alması mümkün olmaktadır.
Akdeniz ülkelerinde kullanılmakta olan domestik sıcak su üreten güneş sistemlerinin kollektörlerinin büyük bir bölümü yatayla 45o açı yapacak şekilde monte edilmişlerdir.
Eğim açısının 25o ile 50o arasında olması durumunda yıllık enerji eldesindeki değişim % 5 i aşmamaktadır.
Gölgeleme
Güneş kollektörlerinin önüne büyük obstrüksiyonların gelmesinden kaçınılmalıdır. Bu tür obstrüksiyonların gölgeleri özellikle 09:30 dan 15:30 a kadar, kollektörlerin performansını düşürecektir. Sabah erken ve akşam geç saatlerde oluşabilecek küçük gölgeler sistem performansını etkilemezler.
6. Sıcak su üreten büyük güneş sistemlerinin performansı
Standart uygulamalar için, sıcak su üreten büyük güneş sistemlerin hazırlanmış tasarımları bulunmaktadır. Bu tasarımların kullanımı kolaydır ve uzun dönem performansı için yeterli bir tahmin yapılması mümkündür. Bu tür tahminler takip eden paragraflarda ele alınmaktadır. İki tür otel için tahmin yapılmaktadır:
• Tüm yıl çalışan bir otel ve
• Akdeniz bölgesinde yalnız Nisan – Ekim döneminde açık olan bir otel.
Her iki otel içinde 300 m2 kolektör alanına sahip olan ve yatayla 30o yapacak şekilde monte edilmiş olana büyük bir güneş sistemi kurulduğu varsayılmaktadır. Kollektör 50 oC – 70 oC arasında yüksek verimli olarak çalışabilmeleri amacıyla seçici yüzey kaplamalı olarak seçilmişlerdir. Ayrıca bölüm 6.1 de karşılaştırma amacıyla siyah boyalı kollektör kullanımı da tartışılmaktadır.
Akdeniz bölgesine ait meteorolojik veriler kullanılmakta ve kullanma sıcak suyu sıcaklığının 50 oC olması öngörülmektedir.
Güneş sistemi tarafından elde edilen enerji düzeyi su tüketimine bağlıdır. Bu nedenle her iki sistem performansını da belirlemek için çeşitli su tüketim oranları kabul edilmiştir. Su tüketiminin ise oteldeki doluluk oranının fonksiyonudur ve bu oran yıl boyunca farklılıklar gösterecektir.
6.1 Tüm yıl çalışan otel
Tüm yıl çalışan bir otelin sıcak su ihtiyacını karşılamak için kurulan büyük bir güneş sisteminin yıllık performansı Şekil 6.1 de gösterilmektedir.
Yaklaşık müşteri başına günde 80 ila 100 litre sıcak su tüketildiği ve 300 otel müşterisi bulunduğu varsayımıyla hesaplanan günlük sıcak su talebinin 25 m3 olması durumunda güneş sistemi otelin yıllık su ihtiyacının % 46.1 ini(güneşle karşılanan oran) karşılamaktadır. Seçici yüzeyli kollektörlerin metre karesi başına bir yıl içinde elde edilen enerji 661.1 kWh düzeyinde gerçekleşmektedir.
Şekil 6.1 deki diyagram ve tablodan görüleceği gibi, sıcak su tüketimindeki düşüş güneş sisteminden elde edilen enerji düzeyini düşürmektedir; buna karşın ihtiyacın güneşle karşılanma oranı daha yüksek olmaktadır.
Tüketim Yıllık Güneş
m3/gün Oran Enerjisi Enerji
(%) (kWh) (kWh/m2)
25 46.1 198,337 661.1
20 52.8 188,046 626.8
15 60.4 173,947 579.8
10 69.9 153,652 512.2
Şekil 6.1. Çeşitli tüketim düzeylerine bağlı olarak büyük bir güneşle su ısıtma sisteminin yıllık enerji performansı (seçici yüzeyli kollektörler 300 m2, 30o eğim, su sıcaklığı 50 oC)
Şekil 6.2 ise siyah boyalı kollektör kullanılması durumunda elde edilecek verileri içermektedir. Aynı sistem kullanılarak iki ayrı tür kollektör için, biri seçici yüzeyli, diğeri siyah boyalı, elde edilen enerji miktarları verilmektedir. Bilindiği üzere seçici yüzeyli kollektörler boyalılara göre daha pahalıdır. Ayrıca örtü olarak temperli cam kullanılması verimlerini daha da arttırmaktadır.
Siyah kollektörlü sistem otelin yıllık su ihtiyacının % 39.0 unu karşılamakta ve kollektörlerin metre karesi başına bir yıl içinde elde edilen enerji 552.3 kWh düzeyinde gerçekleşmektedir.
Tüketim Yıllık Güneş
m3/gün Oran Enerjisi Enerji
(%) (kWh) (kWh/m2)
Seçici yüzey 46.1 198,337 661.1
Siyah boya 39.0 165689 552.3
Su tüketimi: 25m3/gün
Şekil 6.2. Çeşitli tüketim düzeylerine bağlı olarak büyük bir güneşle su ısıtma sisteminin yıllık enerji performansı ( kollektörler 300m2, 30o eğim, su sıcaklığı 50 oC). Seçici yüzeyli ve siyah boyalı kollektör türleri için
6.2 Nisan – Ekim döneminde açık olan bir otel
Akdeniz de çok sayıda otel turizm sezonunda, yani Nisan ayından Ekim ayına kadar, açık olmaktadır. Bu durumda sıcak suya talep olduğu dönemlerde güneş ışınımı değerleri yüksek olacağından, şartlar güneşle su ısıtma sistemlerinin kullanımı için çok uygun olmaktadır.
Bu şartlarda çalışmakta olan bir otelin sıcak su ihtiyacını karşılamak için kurulan büyük bir güneş sisteminin yıllık performansı Şekil 6.3 de gösterilmektedir.
Yaklaşık müşteri başına günde 80 ila 100 litre sıcak su tüketildiği ve 300 otel müşterisi bulunduğu varsayımıyla hesaplanan günlük sıcak su talebinin 25 m3 olması durumunda güneş sistemi otelin yıllık su ihtiyacının % 66.1 ini karşılamaktadır. Seçici yüzeyli kollektörlerin metre karesi başına bir yıl içinde elde edilen enerji 500.7 kWh düzeyinde gerçekleşmektedir.
Şekil 6.3 deki diyagram ve tablodan görüleceği gibi, sıcak su tüketimindeki düşüş güneş sisteminden elde edilen enerji düzeyini düşürmektedir; buna karşın ihtiyacın güneşle karşılanma oranı daha yüksek olmaktadır.
Tüketim Yıllık Güneş
m3/gün Oran Enerjisi Enerji
(%) (kWh) (kWh/m2)
25 66.1 150,216 500.7
20 73.7 141,153 470.5
15 82.7 128,834 429.4
Şekil 6.3. Çeşitli tüketim düzeylerine bağlı olarak Nisan – Ekim döneminde çalışan büyük bir güneşle su ısıtma sisteminin enerji performansı (seçici yüzeyli kollektörler 300 m2, 30o eğim, su sıcaklığı 50 oC)
6.3 Toplam talebin güneşle karşılanma oranı
Şekil 6.1 300 m2 kollektör alanına sahip olan güneş sistemi otelinin çeşitli sıcak su talep düzeylerine göre elde edilen enerji miktarlarını göstermektedir. Sıcak su talebinin 25 m3/gün olması durumunda güneş sistemi otelin yıllık su ihtiyacının % 46.1 ini(güneşle karşılanan oran) karşılamaktadır.
Yaz aylarında sisteme beslenen soğuk suyun sıcaklığı kış aylarına göre daha yüksektir ve aynı zamanda daha yüksek güneş ışınımı vardır (bu dokümanın 10. bölümüne bakınız). Bu nedenlerde güneşle su ısıtan sistemin katkısı yaz aylarında daha yüksek olmaktadır.
Şekil 6.4 aylar bazında sıcak su üreten güneş sisteminin toplam talebin ne kadarını karşıladığını göstermektedir. Görüldüğü gibi yaz aylarında bu oran % 70 – 80 düzeylerine çıkmaktadır.
Şekil 6.4. Tüm yıl boyunca çalışan güneş sisteminde, talebin güneşle karşılanma oranları
(secici yüzeyli kollektörler 300m2, 30o eğim, su sıcaklığı 50oC, 25m3/gün)
Sistem yaz aylarında ihtiyacın ne düzeyde karşılanacağına göre tasarlanır ve boyutlandırılır. Daha büyük bir sistem sıcak su ihtiyacını daha yüksek oranda karşılayabilir; ancak maliyet artışı bir noktaya kadar kabul edilebilir.
7. Güneşle su üreten büyük sistemlerin performansının izlenmesi
Güneşle su üreten büyük bir sistemin düzgün çalıştığının kontrolünün takibi çok kolay değildir. Çünkü, gerektiğinde yedek sistem devreye girmekte ve müşterilerden de bu nedenle her hangi bir şikayet gelmemektedir.
Ancak, güneş sisteminin performansını takip etmek gerektiğinden, sistemin montajı aşamasında, en azından, aşağıda sıralanan izleme ekipmanın sisteme eklenmesi gerekecektir:
• Soğuk su girişine konulacak bir debi metre enerji ihtiyacının iyi bir göstergesi olarak kullanılabilir.
• Sıcak suyun tank çıkışına konulacak bir termometre güneşle su üretme sisteminin düzgün çalışıp çalışmadığını gösterecektir.
• Yedek enerji sisteminin izlenmesi (fuel oil, doğalgaz, elektrik) sistemin çalışmasına dair bir takım problemleri ortaya çıkarabilir.
Bu enstrümanlardan elde edilen değerler sistemin kabul aşamasında elde edilen değerlerle karşılaştırılarak sonuca gidilebilir.
Ayrıca piyasada çok gelişmiş ve pahalı izleme cihazları da bulunabilmektedir. Bu tür cihazlar güneş sisteminin üreteceği sıcak su miktarı üretici tarafından garanti edildiği durumda kullanılmalıdır (bölüm 8 e bakınız).
8. Güneşle üretilecek su miktarının garanti edilmesi (Solar results guaranteed [SRG])
Genellikle güneşle su üreten sıcak su sistemlerinde kollektörler, pompalar, sıcak su depolama tankları, kontrol sistemleri, ve diğerleri) garanti kapsamına girmekte ve bu komponentler 1 ila 5 yıl arasında garanti edilmektedir. Ancak, tüm komponentlerin mükemmel olmaları sistemin mükemmel bir performans göstermesini garanti etmez.
Oteller için sıcak su üretiminde kullanılan büyük güneş sistemleri aynı zamanda doğal gaz, fuel oil veya elektrikle çalışan yedek bir ısıtma sistemi ile desteklenmektedir. Böylece istenilen miktarda ve sıcaklıkta sıcak suyun daima hazır olması sağlanmaktadır.
Bu koşullarda, belki de yedek ısıtma sistemleriyle sıcak su ihtiyacı karşılanıyor olacağından güneş sisteminin tam çalışıp çalışmadığı fark edilemez ve tek sonuç kullanıcını artan enerji faturası olacaktır.
Bu nedenle bir çok ülkede güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği (SRG) uygulamalar yaygınlaşmaktadır ve bu sistemlerin uzaktan denetimi ve izlenmesi için metot geliştirme çalışmaları Avrupa komisyonu tarafından desteklenmektedir.
Belli bir güneşle sıcak üretimi projesi için, üretici firma veya yatırımcı yalnızca sistemin tasarlanması, temini ve montajıyla kalmamakta aynı zamanda sistemden elde edilecek enerjiyi de garanti etmektedir.
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği sistem doğal olarak ısıl pazara büyük avantaj sağlayacak bir yaklaşımdır. Bu avantajların bazıları aşağıda sıralanmaktadır:
Verilen hizmetin daha iyi anlaşılması
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği sistemin uygulanması ile yalnız komponentlerin satışı ile kalmamakta, aynı zamanda, minimum yıllık sıcak su üretmi gibi, spesifik ihtiyaca yönelik bir hizmet satışı da gerçekleştirilmektedir.
Bu çok önemli yaklaşım değişikliği, oteline monte edilecek kolektör sayısından daha çok üretilecek su miktarı ile ilgilenen bilinçli kullanıcının, gerçek sıcak su ihtiyacına uygun ola teklifleri değerlendirmesini sağlayacaktır.
Kullanıcı güveninin artması
Geçmiş yıllardı kullanılan güneş sistemlerinin büyük bir bölümü kullanıcıyı tam anlamıyla tatmin etmemiştir. Bu tatminsizlikte, yaşanan gerçek işletme problemleri veya aşırı iyimse beklentilerin gerçekleşmemesinin büyük rolü vardır. Bu başarısızlıklar güneş endüstrisi için bazı bölgelerde kötü bir imaj yaratmış olup, bunun negatif etkileri hala hissedilmektedir.
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği sistemler yardımıyla, başlangıçta verilecek hizmet gerçekçi tanımlandığı ve üretilecek kWh garanti edildiği için, sonuçların tatmin edici olması beklenmektedir. Genellikle sözleşmelerde garanti yer almakta ve sistem bir süre üretici tarafından işletilmektedir.
Kullanıcının risklerinin en aza indirgenmesi
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği sistemlerde, garanti edilen sıcak su üretilemediği takdirde sistemi veren firma, müşterinin yedek ısıtmada harcadığı enerjiyi ödemekte, böylece sistemin kullanıcı için ekonomikliği öngörümlerinde bir değişim söz konusu olmamaktadır. Bu koşullarda kullanıcı yatırım için gerekli finansmanı kolayca bulabilmektedir.
İmalat birimlerinin güvenilirliğinin arttırılması
Belli düzeyde enerji elde etme zorunluğu ve sistemde meydana gelecek bir arızanın müşterinin ek enerji faturalarının ödenmesi şeklinde sonuçlanacağı gerçeği üretici firmaların imalat birimlerini daha güvenilir ve kaliteli şekilde çalışması için gerekli önlemleri almaya zorlamaktadır. Böylece güneşli sıcak su sistemlerinin çalışma koşulları yakından takip edildiğinden, potansiyel arıza noktaları kolayca tespit edilerek çözümlenebilmektedir.
Son olarak, SRG yöntemi pazarlamada avantajlı olmak için enerji üretim tahminlerinin bilinçli olarak aşırı iyimser yapılmasını engellemektedir.
Kullanıcının sistemi daha iyi tanıması
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği sistemin, kullanıcılar imalat birimlerindeki gelişmeler ve kalite düzeyi konusunda sürekli bilgilendirilmektedir. Bu husu yapılan yatırımı destekleyen bir yaklaşımdır.
Ayrıca, kullanıcıları sistemde meydana gelen arızalar hakkında bilgilendirmek onların güneş sistemini daha iyi tanımalarını sağlayacak, bakım ve genel iyileştirme yapma konularında bilinçlendirecektir. Bazı durumlarda otelin teknik personeli başlangıçta sisteme ilgisiz kalmış ama zamanla güneş sisteminin özellikleri hakkında büyük bilgi sahibi olmuşlardır. Diğer bazı durumlarda, üretici firmayı arayarak sistemde bir arıza olduğunu sandıklarını belirtmişler (genellikle yanlış alarm) ve sistemin istenilenden de sık olarak temizlenmesine özen göstermişlerdir.
Bu tür pozitif yaklaşımlar, örneğin arıza bildirimlerinde yalnızca arızanın giderilmesiyle sınırlı kalınmayarak, ilgili personelin arıza nedenleri ve benzer arızaların tekrarlamaması için neler yapılması gerektiği hususlarında eğitilmelerine çalışmakla kullanıcıların güneş sistemleri üzerindeki bilgileri bilinçli şekilde artacaktır. Ölçümlerin yapıldığı garanti verilen sistem performansı değerlerinin irdelendiği dönemden sonra, sistemi çalıştıracak kişilerin otel teknik personeli olduğu unutulmamalıdır.
Güneşle üretilecek su miktarının garanti edildiği SRG sistemi ve güneş pazarı
Üçüncü parti finansmanı, finansal kiralama, düşük faizli kredi oranları gibi enstrümanların varlığı ile beraber, SRG sistemi güney Avrupa da yakın geleceğin yeni eğilimi olarak gözükmektedir.
Güneş sistemleri izleme hizmetleri üretim ve tüketim rakamlarının sürekli olarak ölçümünü sağlamaktadır. Uzaktan enerji ölçümü yapmak için çeşitli metotlar vardır. Bunlarda birisi muhakkak sistem için ayrılan finansman bütçesinin içine sığdırılabilir.
9. Finansal ve çevresel değerlendirme
Kurulan sistemin yatırım maliyeti, enerji eldesi ve işletme maliyetleri kullanılarak güneş sisteminin finansal değerlendirmesi yapılabilir.
Ayrıca, özel koşullarda geçerli olabilecek teşvikler (ulusal, yerel) değerlendirilmelidir.
Güneş sistemleri sera emisyonlarının (CO2) düşürülmesinde çok önemli rol oynarlar. Basit bir yaklaşımla güneş tarafından üretilen her bir kWh aşağıdaki emisyon düşüşlerinden birine neden olmaktadır:
• Elektrik üretimde kullanılan linyit ikamesi için 1.1 kg CO2;
• Fuel oil ikamesi için 0.8 kg CO2;
• Doğal gaz ikamesi için 0.4 kg CO2.
10. Meteorolojik veriler
Sıcak su üreten büyük güneş sistemi şehir kullanma suyu şebekesinden soğuk suyu almakta, güneşin yardımıyla ısıtmakta ve otelin sıcak su ihtiyacını karşılamaktadır.
10.1 Soğuk su sıcaklığı
Şehir şebekelerinden veya başka bir kaynaktan temin edilen suyun sıcaklığı yıl içinde sabit kalmaz. Kış aylarında yaklaşık 10 oC olan suyun sıcaklığı yaz aylarında 25 oC yi aşabilir.
Şekil 10.1 her hangi bir bölgede bulunan bir şehrin şebeke suyu sıcaklıklarının aylık ortalama değerlerini vermektedir.
Otelin sıcak su ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için en az 50 oC dolaylarında olması gerekir. Böylece kışın soğuk su sıcaklığının 30 oC- 40 oC arttırılması gereken bu değer yazın kış ihtiyacının hemen yarısına düşmekte ve suyun yalnızca 20 oC -25 oC ısıtılması gerekmektedir.
Şekil 10.1 Her hangi bir şehirdeki şebeke suyunun aylık ortalama sıcaklık değerleri
10.2 Güneş enerjisi
Büyük bir sıcak su üreten güneş sistemi, güneş enerjisinin yardımıyla kullanma suyunu ısıtmaktadır. Yararlanılabilir güneş enerjisi yıl boyunca değişik değerler alır. Yazın yüksek olan güneş enerjisi kışın yaz değerlerinin 1/3 düzeyinde olup düşük değerlerdedir.
Şekil 10.2 her hangi bir şehir için kollektör düzlemine gelen günlük güneş enerjisinin aylık ortalama değerlerini vermektedir.
Şekil 10.1 ve 10.2 nin incelenmesinden anlaşılacağı gibi kış aylarında su soğuk iken hala azda olsa güneş enerjisi vardır. Buna karşın, yazın şehir şebeke suyu sıcaktır ve çok bol güneş enerjisi vardır.
Güneş enerjisinin bu özelliği özellikle Akdeniz bölgesinde bulunan ve Nisan ayından Ekim ayına kadar açık olan oteller için çok cazip olmaktadır. Sıcak suya talep olduğu dönemlerde güneş ışınımı değerleri yüksek olacağından, şartlar güneşle su ısıtma sistemlerinin kullanımı için çok uygun olmaktadır.
Akdeniz de çok sayıda otel turizm sezonunda, yani Nisan ayından Ekim ayına kadar, açık olmaktadır. Bu durumda sıcak suya talep olduğu dönemlerde güneş ışınımı değerleri yüksek olacağından, şartlar güneşle su ısıtma sistemlerinin kullanımı için çok uygun olmaktadır.
Şekil 10.2. Her hangi bir şehirdeki günlük güneş enerjisini aylık ortalama değerleri
11. Yararlanılan kaynaklar
[1] European SOLAR RADIATION Atlas, Volume I: Horizontal Surfaces, Commission of the European Communities, VERLAG T V RHEINLAND, 1984
[2] Guaranteed Results of Collective Thermal Solar Installations, A Thermie Programme Action, European Commission, D.G. for Energy, 1994
|
Anasayfa > Tüm İçerikler > Diğer > Eğitim > Teknik Eğitim > OTELLER İÇİN GÜNEŞLE SICAK SU ISITMA SİSTEMLERİ 
Sayfalar: 
Ara
