Güneş enerjisi toplayıcılarının endüstride kullanımı

'Diğer Mesleki Bilgiler' forumunda UquR tarafından 30 Kasım 2008 tarihinde açılan konu

  1. UquR

    UquR Üye

    Sponsorlu Bağlantılar
    Güneş enerjisi toplayıcılarının endüstride kullanımı konusu Güneş enerjisi toplayıcılarının endüstride kullanımı

    Güneş enerjisi toplayıcılarının endüstride kullanımı

    [​IMG]

    Endüstride
    kullanılan enerjinin büyük bir kısmıısı veya buhar şeklindedir.Bu gereksinimler güneş enerjisinde 1000C'nin altındaki sıcaklıklar için düzlemtoplayıcıları ve güneş havuzları daha yüksek sıcaklıkların eldesi içinseizleyerek yoğunlaştırılan tipteki toplayıcılar kullanılaraksağlanabi lir.Teknolojiler su veya alan ısıtımında kullanılanlara benzemeklebirlikte toplayıcıların daha yüksek sıcaklık dereceleri için planlanmışolmaları gereklidir.Seçici kaplamalar, boşaltılmış tüp toplayıcıları veyoğunlaştırıcı toplayıcılar vb. uygulamalar 4 ana sınıfta toplanabilir.
    a.)Su ıstma veya ön ısıtma, endüstridepişirme, yıkama, ağartma ya da anodlama kullanılır.
    b.)2000C'nin altındaki sıcaklıklarda alçak basınçlı buhar ki bu, bazı endüstrilerinısı enerjisi gereksinimlerinin önemli bir kısmını kapsar.Bu sıcaklıklartoplayıcıl arla kolaylıkla elde edilebilir ve bu konuda büyükgelişmeler sürmektedir.
    c.)Kurutma ve dehidrasyon için sıcak hava :
    d.)Yüksek sıcaklıkta doğrudan işlem ısısı ki bu bazı endüstrilerde ısışeklinde kullanılan enerjinin tamamını kapsar(petrol rafinesi, metalaçma,çimento, çam endüstrilerinde).Anca k, istenen sıcaklık dereceleri bugünküteknoloji ile ticari olarak sağlanabilen olanakların üst sınırlarına denkgelmektedir.


    ****************


    3. GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMALARI
    Güneş enerjisi uygulamalrını düşük sıcaklık (20-100°C), orta sıcaklık (100-300°C) ve yüksek sıcaklık (>300°C) olmak üzere üç grupta toplayabiliriz. En yaygın uygulamalardan bazıları Tablo 1'de verilmektedir.
    Tablo 1. Güneş Enerjisinin En Yaygın Uygulamalarından Örnekler
    Düşük Sıcaklık Uygulamaları
    § Kullanım sıcak suyu eldesi
    § Konut ısıtılması-soğutulması
    § Sera ısıtılması
    § Tarım ürünlerinin kurutulması
    § Yüzme havuzu ısıtılması
    § Güneş ocakları ve fırınları
    § Deniz suyundan tatlı su eldesi
    § Tuz üretimi
    § Sulama
    § Toprak solarizasyonu
    § PV sistemler
    Orta Sıcaklık Uygulamaları
    § Endüstriyel kullanım için buhar üretimi
    § Büyük ısıtma-soğutma sistemleri
    Yüksek Sıcaklık Uygulamaları
    § Güneş fırınları
    4. ÜLKEMİZDE GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMALARI
    4.1. Güneş Mimarisi
    Ülkemizde 1995 yılında konut sektörü payı toplam tüketiminin %28'ini oluşturmuştur.Önümüzd eki 20 yıl içinde konut sektöründe tahminlenen enerji tüketim miktarı ve toplam tüketim içindeki payları Tablo 2'de görülmektedir.
    Tablo 2. Konut Sektörü Enerji Tüketim Tahminleri

    2000 2005 2010 2020
    Tüketim (BinTEP) 22624 27726 33632 48061
    % 31 30 27 21
    Konut sektörünün toplam tüketim içindeki payının 2020 yılına dek azaldığı ancak tüketimin 20 yıl içinde 22624 BinTEP'ten 48060 BinTEP'e yükseldiği görülmektedir. Isıtma amaçlı bu tüketimin ülke koşullarına ve binanın özelliklerine bağlı olarak önemli bir bölümünün güneş enerjisinden karşılanması mümkündür. Bu konuda yapılacak çalışmaları mevcut binalarda ve güneş mimarisine uygun tasarımlardaki uygulamalar olarak iki grupta toplayabiliriz.
    Mevcut binalarda enerji tüketimi oldukça yüksektir. Bina yönlendirilmesinin ve çevre yapıların uygun olması durumunda güneş enerjisi teknolojileri uygulanarak enerji tüketimleri azaltılabilir. Çatı ve pencerelerin değiştirilmesi, bina kullanım fonksiyonlarının yeniden düzenlenmesi, ısıtma ve havalandırma sistemlerinin değiştirilmesi, bina cephelerinin onarılması, güneş enerjisi teknolojilerinin uygulanmasında önemlidir. Havalı kollektörlerin kullanımı, güney cephede sera haline dönüştürülmüş balkonlar, kuzey cephede camlı geçiş galerileri, iyi tasarlanmış pencereler, ilave yalıtım gibi uygulamalar ile mevcut binalarda güneş enerjisi katkısı arttırılabilir. Hollanda'da Tilburg kentinde Reiste Hoeve apartmanında yakıt tüketimi %30 oranında azaltılmıştır. Güneş enerjisi sistemlerinin bu azalmaya katkısı %64 oranında olmuştur [3,4,5,6,7].
    Güneş mimarisine uygun tasarımlarda bina ısıtılmasında aktif ve pasif ısıtma teknikleri uygulanmaktadır. Aktif sistemlerde ısının yani güneş enerjisinin toplanması ve ısıtılacak hacimlere iletilmesi mekanik elemanlar yardımıyla gerçekleştirilir. Güneş enerjisi toplayıcı devresindeki çalışma akışkanı yardımıyla ısı, depolama ünitesine ve ısıtılacak ortama aktarılır. Çalışma akışkanı olarak kullanılan su veya havanın sistemde dolaşımı pompa, fan gibi cihazlar yardımıyla sağlanır. Pasif ısıtma sisteminde ise güneş enerjisinin toplanması ve ısıtılacak ortama iletilmesinde mekanik elemanlar gerekli değildir. Bu sistemde güneş enerjisinin toplanması için binanın güney cephesinde yeterli büyüklükte geçirgen yüzey ve ısının absorpsiyonu, depolanması ve dağıtımı için de ısıl kütle kullanılır. Temel prensipleri verilen pasif ısıtma sistemlerini direkt kazanç, indirekt kazanç ve ayrılmış kazanç olmak üzere üç grupta incelemek mümkündür. Direkt kazanç yönteminde güneş enerjisi binamızın güney cephesine yerleştirilmiş cam alandan yaşam hacmine gelir. Güney penceresi güneşin izlediği mevsimsel yörünge nedeniyle kışın maksimum güneş enerjisi girişini, yazın ise minimum güneş enerjisi geçişini sağlar. Burada yaşam hacmi toplayıcı işlevini yerine getirir. Gelen güneş enerjisinin bir kısmı hacmin ısıtılmasında kullanıllırken, kalanı da hacmi oluşturan elemanlar tarafından absorbe edilir. Ülkemizde çeşitli ısıtma tekniklerinin uygulandığı araştırma amaçlı çalışmalar Ege Üniversitesi, Maden Tetkik Araştırma Enstitüsü, Erciyes Üniversitesi, Ankara Büyükşehir Belediyesi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Çukurova Üniversitesi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından gerçekleştirilmiştir.
    4.2.Güneş Enerjisiyle Kurutma
    Türkiye'de sanayinin ulaştığı düzey sürekli artmasına karşın yaş ve kuru tarımsal ürünlerimizin ekonomi içindeki payı önemini korumaktadır. Ülkemizde her çeşit sebze ve meyve yetiştirilmektedir [8]. Üretim döneminde taze olarak tüketilen bu ürünlerin, önemli bir bölümüde kurutulmaktadır. Kurutma işlemi ile tüketim süresinin uzatılması mümkün olabilmektedir. Hazır gıda üreten sanayinin gelişmesi ile kurutulmuş ürünlere talep her geçen gün artmaktadır. Kurutulmuş ürünlerin eldesinde açık sergide doğal koşullarda kurutmada ürün kalitesi iklim koşullarına bağlı olmakta, toz, kuş, böcek gibi canlılar tarafından kirletilmesi hijyen sorununu gündeme getirmekte ve ürünlerimiz ekonomik değeri üretim aşamasında kaybetmektedir. Suni kurutma ise enerji giderlerinin yüksek olması önermli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.
    Tarımsal ürünlerin dış satımında karşılaşılan sorunların aşılması kurutma işleminin kapalı sistemlerde gerçekleştirilmesiyle mümkündür. Yöresel koşullara uygun olarak tasarlanacak kurutucularda enerji kaynağı olarak güneş, jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı mümkündür. Ürün tipi ve yöre koşullarına uygun kurutucu modellerinin belirlenmesi konusunda üniversitelerimizde mevcut bilgi birikimi yeterli düzeydedir. Sistemin uyglanmasını teşvik etmek üzere üreticilere teknik bilgilerin aktarılması yanında finansal destek sağlanması için gereken düzenlemeler ilgili kurumlarca gerçekleştirilmelidir .
    4.3.Enerjili Sıcak Su Hazırlama Sistemleri
    Ticari olarak en uygun kullanımı olan güneş enerjisi uygulamalarından biri olan güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemleri (SSHS) kollektör, ısı transfer akışkanı, depo, bağlantı elemanları ve diğer yardımcı donanımlarda oluşur [9,10]. Tek veya iki depolama tanklı direkt/ indirekt güneş enerjili SSHSi geri boşaltmalı güneş enerjili SSHS, çalışma akışkanı soğutkan olan sistemler, pasif faz değişimli SSHS gibi tasarımlar geliştirilmiş uygulamaya alınmıştır.
    Ülkemizde güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemleri ile ilgili olarak Nisan 1994 tarihli TS 3680 numaralı Güneş Enerjisi Toplayıcıları-Düz ve Aralık 1994 tarihli TS 3817 numaralı Güneş Enerjisi-Su Isıtma Sistemlerinin Yapım Tesis ve İşletme Kuralları isimli iki standart bulunmaktadır. Ancak bu standartlara uyulması zorunlu olmadığından sektör olumsuz etkilenmektedir. Güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemlerinde her geçen gün yeni teknolojiler uygulamaya alınmasına karşın ülkemizde bu gelişmeler yeterli düzeyde izlenememektedir.
    Güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemlerinde su kolaylıkla bulunabilmesi, ucuz olması ve özelliklerinin uygun olması nedeniyle en yaygın kullanılan ısı transfer akışkanıdır. Ancak donma noktasının düşük olması önemli bir sorundur. Bu sorun yeni sistem tasarımlar veya antifriz çözeltilerinin kullanımıyla aşılabilmektedir. Propilen glikol-su, etlen glikol-su, etil alkol-su, silikon yağları, mineral yağları ülkemizde önerilen diğer çalışma akışkanlarıdır. Güneş enerjisi uygulamaları için antifrogen N 52%, antifrogen L 52%, thermogen 1693 (Tablo 3) geliştirilen çalışma akışkanlarıdır [11].
    Tablo 3. Transfer Akışkanı Thermogen 1693'ün Bazı Özellikleri

    Yoğunluk (20°C) 1,060-1,070 g/cm³
    kinematik Viskozite (20°C) 11-14 mm²/s
    pH 8,5-9,5
    Özgül ısı (20°C)
    (180°C) 2,1 kJ/kgK
    2,9 kj/kgK
    Genleşme Katsayısı (20°C) 8.10-4 C-1
    Buhar basıncı (20°C)
    (100°C)
    (150°C)
     
    En son bir moderatör tarafından düzenlenmiş: 21 Kasım 2010

Bu Sayfayı Paylaş