Güneş Enerjisi Kaynaklı Su Isıtıcılarının Kıbrıs'ta Kullanımı Ve Olasılıklar

Transkript

1 Güneş Enerjisi Kaynaklı Su Isıtıcılarının Kıbrıs'ta Kullanımı Ve Olasılıklar Ata Atun Yd. Doç. Dr. Ata ATUN Yakın Doğu Üniversitesi Mart 1995 Abstract GüneĢ enerjisi kaynaklı su ısıtıcılarının Kıbrıs'ta kullanımı ve prensipleri. Kuzey Kıbrıs'ın Elektrik sorunu ve bu sorun içinde güneģ enerjisi kaynaklı su ısıtıcılarının payı ve elektrik tüketimine etkisi. Doğru montaj ve kullanım yöntemlerinden bazıları. GüneĢ enerjisi kaynaklı su ısıtıcıları Kıbrıs'ın kendine özgü koģullarına göre olası modifikasyonu. GĠRĠġ Elektrik kesintileri, nedenleri ve nasıl önleneceği konuları bütün devlet büyüklerini, konu ile ilgili teknik elemanları ve halkımızı meģgul etmeye baģlamıģ ve bu kesintiler nedeni ile Elektrik üretimi, kullanımı ve verimli kullanımı önemli güncel bir sorun haline gelmiģtir. Daha az enerji ile ayni verim kavramının yaygınlaģtırılması gerekmektedir. Elektrik üretimi ve verimli kullanım konusu, devlet ve bilim adamlan ile birlikte bütün bireyleri ilgilendirdiği için her derecedeki okul ve üniversite programlarına alınmalıdır. Tüketiciler için, her tarafta konferanslar, seminerler, ve TV programları düzenlenmeli, her türlü basım ve yayım araçları ile toplumumuz bilinçlendirilmeye çalıģılmalıdır. KKTC'de KTMMOB'nin düzenlediği enerji kongresi dolayısı ile verimli elektrik kullanımı kavramı ve verimli elektrik kullanımı için alınacak önlemler, bu önlemlerin KKTC çapında ele alınması, standartlaģtırılması ve yasallaģtırılması konuları, genel bir felsefede ele alınmıģtır. ENERJĠ ÜRETĠMĠ Elektrik en pahalı enerjidir. Evimize kadar gelen elektrik için harcanan petrol enerjisinin %32'si Santraldaki üretim safhasında, sürtünme, aģınma ve hareketlerin yön değiģtirmesi gibi etkenlerle harcanmakta ve %34 'de tellerle nakledilirken ve trafolarda kullanılır düzeye indirgenirken kaybolmaktadır. Elektrik üretilirken girdi olarak konan %100 oranındaki organik kökenli enerjinin sadece %34'ü elektrik enerjisi olarak evimize ulaģmakta, geri kalan %66 ise gerek üretim safhasında, gereksede nakil safhasında fiziksel nedenlerle kaybolmaktadır. Bu günkü koģullarda Elektrik üretimi için gerekli olan santralın yapım maliyeti her 1 Kilovvatt için $1500 veya 60,000,000 TL'dir. Elektrik üretimi yerine öncelikle var olan enerjiyi en yüksek verimle kullanmayı öğrenmeli, öğretmeli ve yasal tedbirler almalıyız. l Ekonomideki artıģ hızı ve nüfusdaki artıģ hızı göz önüne alınırsa (Yıllık %7), mevcut kullanım düzeyimiz (120 MW) 6 sene sonra, 2000 yılında 180 MW'a çıkacaktır. 2 ci ünite devreye girer girmez, 3cü ünitenin yapımına baģlanmalıdır.

2 KULLANIM Kuzey Kıbrıs'da büyük bir enerji krizi yaģanmakta ve üretilen enerji tüketime yetmemektedir. Üretilen 120 Mega watlık elektrik enerjisi; 1. Aydınlanma 2. Isınma 3. Su ısıtma 4. Soğutma 5. Mekanik dönüģ, Motor gereksinimlerini karģılamak için kullanılmaktadır SU ISITMA KKTC sıcak iklim kuģağında bulunduğundan, ortalama E 35 15' 00", ve güneģli günlerin sayısı ortalama 300 olduğundan, evler ve ikamet edilen tüm yapıların büyük çoğunluğu, sıcak su gereksinimini doğal ısı kaynağı olan güneģi, enerji kaynağı olarak kullanan su ısıtıcılarından sağlamaktadır. Yaygın olarak kullanılan sistem, ilk defa 1960'lı yıllarda Ġsrail'de görülmeğe baģlanmıģ olan ve oradanda THĠA ismi ile Kıbrıs'ta patenti alınarak adamıza gelmiģ olan Soğuk su tankı, Sıcak su toplayıcısı ve 2 adet kollektörden oluģan sistemdir. SĠSTEMĠN DOĞRU KURULUM KURALLARI: -Kollektörler güney kutbuna bakmalıdır. Pusula güneyi, Güney kutbundan 8 kaçıktır. -Mümkünse üstüne hiç bir mevsimde gölge düģmemelidir. -Önünde baģka sıra kollektör varsa aralarında en az üç metre mesafe olmalıdır. -Prensip olarak kollektörün zeminle olan açısı bulunan enleme eģit olmalıdır. Kuzey Kıbrıs'ta yazın su ısıtma ihtiyacı olmadığından, kollektörler kıģ güneģine göre ayarlanmalı ve zeminle 50 açı yapmalıdır. -Birden fazla kollektör kullanılmalı ve soğuk su giriģi ile sıcak su çıkıģı bağlantıları ortadan olmalıdır. -Boruların montajında mümkün olduğu kadar dirseklerden ve aģağı doğru eğimlerden hava blokesini önlemek için kaçınılmalıdır. -Sıcak su deposunun alt ve üst noktaları farklı sıcaklıklarda olduğundan, depo yüksekliği geniģliğine göre daha büyük olmalıdır. -Sistem doğal akıģlı olduğundan sıcak su deposu alt seviyesi, kollektör üst seviyesinden en az 20 cm daha yukarda olmalıdır. -Tüm borular, bilhassa sıcak su boruları, sıcak su musluğuna kadar izoleli olmalıdır.

3 SĠSTEMĠN ANA HATLARI : KLASĠK SĠSTEM : Klasik Sistemde kollektörlerin içinde, siyaha boyanmıģ saç üzerine dizilmiģ, 8 adet 1/2 inç boru vardır. Bu boruların sadece %50 yüzeyleri güneģ ıģınlarını görür. En alt kısımdaki 2mm geniģliğindeki saç ile temas kısmıda saçda oluģmuģ ısının boruya transfer olmasını sağlar. Cam, genelde 4mm ve 1 katlıdır. Zemindeki siyah saçtan yansıyan ıģınların ve ısı dalgalarının dıģarıya çıkmasına mani olacak özelliği yoktur. Kollektörlerden sıcak su tankına gidiģ 3/8 inç boru iledir. Açıktaki tüm borular genelde izole edilir. Bu safhaya kadar olan verim %45'dir. Sıcak su tankından da ısınan su izoleli bir boru ile evin sistemine bağlanır. Bina içindeki borular izolesizdir. Tek katlı binalarda, sıcak su tankından çıkıģ ısısı ile muslukdan akıģ ısısı arasında asgari 5 C fark gözlemlenmiģtir. Bu fark %12 düzeyindedir. Toplam kayıplar %45 + %12 X %55 = % 51.6 düzeyindedir. Ortalama max ısıs : 60 C ÇalıĢma basıncı : 1-3 Atü Optimum Debi : 100 Lit/h, kollektör 3

4 ÖNERĠLEN SĠSTEM : GüneĢ Enerjisinin sıcak suya en yüksek verimde dönüģebilmesi için bir takım ek tedbirler alınmalıdır. GüneĢ ıģınları için özel imal edilmiģ %98 geçirgenliğe haiz güneģ ıģınlarını sadece tek yönlü olarak içeri doğru geçiren ve dıģa yansımasını önleyen n özel solar folyo ile kollektör camları iç kısımdan kaplanmalıdır. Kollektörlerin içinde: Mono blok Polipropilen'den yapılmıģ, su kanalları kendi içinde olan panellerin kollektörlerde kullanılması. +%25 verim. Ön Görünüm ımnn /////////Z Kesit (Gerçek Boyutlardır) 4

5 mm çapında, 8 adet Bakır borunun kollektörlerde kullanılması. Bakır boru klipslerinin %40 geniģlikde olması, zemindeki saçtan ısı transferinin %100 oranında artmasına yol açacaktır. Toplam +%10 verim artımı. Binaya kadar tüm borular izole edilmelidir. Bina içindeki sistem dıģtan yapılmalı ve tam izole edilmelidir. +%8 verim artımı. Bu basit tedbirlerle verim %75'e kadar çıkmaktadır. Ortalama max ısı : 68 C ÇalıĢma basıncı : 1-4 Atü Optimum Debi : 150 Lit/h, kollektör Halen kullanılmakda olan klasik su ısıtıcılarının verimi %45 iken, yeni tedbirlerden sonra verim %65 olacaktır. Her iki sistemde yapılan ölçümlerde, klasik sistemde Min 40 C ile Max 60 C arasındaki kullanılabilir sıcak su miktarı 65/90 1 iken, tavsiye edilen yeni sistemde bu oran dramatik olarak artmıģ ve 87/90 1 oranına yükselmiģtir günlük periyod 15 Aralık Mart 1994 ve 15 Aralık Mart 1995 tarihleri arası ortalamasıdır. SĠSTEMĠN BAKIMI : GüneĢ ısısı ile ısınan suyun içinde çökelen kireçlerin zamanla taģlaģıp boruları tıkamaması için en az 6 ayda bir panelin borusundaki kör tapayı açarak, ters yıkama yöntemi ile çökelen kireç boģaltılmalıdır. Camlı kollektör içindeki borular güneģ altında asla susuz bırakılmamalıdır. Susuz olarak güneģ altında bırakmak zorunluluğu hasıl olduğunda camın üstü muhakkak örtülmelidir. Genelde sistem -30 C ye kadar meydana gelebilecek donmalara karģı mukavimdir. -5, -10 C arasında olan ve birkaç saat süren don hadiselerinde sadece borular içerisindeki su donacağı için borular ve sistem zarar görmez. Daha Ģiddetli ve uzun süreli don hadisesinde ise sıcak su ve soğuk su deposundaki sular dahil, komple sistem donacak ve ilk güneģ ıģıkları ile birlikte camlı kollektördeki boruların içindeki buz tekrar eriyerek ısınacak, ancak diğer boru ve depolar donmuģ olduğu için bir yere gidemeyerek sisteme hasar verecektir. SONUÇ VE ALINMASI GEREKEN TEDBĠRLER. Makine Mühendisleri Odası, klasik sistemin %45 'lik düģük verimi ile kıyaslandığında %70 civarında daha yüksek verim verebilecek bir güneģ enerjisi kaynaklı su ısıtıcısının asgari standartlarını belirlemeli ve bunu ilgili bakanlığın incelemesi ve onayına sunmalıdır. Bu güne kadar tamamen standart dıģı ve bilimsel araģtırmadan ve testlerden yoksun, basit atölyelerde yapılan güneģ enerjisi kaynaklı su ısıtıcılarının belli bir standartda ve verimde olması gerekmektedir. Kıbrıs'ımızda doğal bir nimet olan güneģ enerjisini en verimli bir Ģekilde ısıya dönüģtürebilecek kapasitede güneģ enerjisi kaynaklı su ısıtıcıları ulusal elektrik üretimimizi doğrudan etkileyecek ve en az %10'luk bir enerji tasarrufuna vesile olacaktır.