qınımı yıllık ortalanıası 290 W/m 2 dir! L j. Bu kadar yüksl'l< giinı ~ c

Transkript

1 47') r;i!neşl 1 :i lsltlr:ll.fi!unjn l'!w.jli 1 ::\ijihii.'r :~;l Yldz Uivc r"ill si Js l" kigi i; i 1 İr \J.\ ii /. E Türkiyt'ni arllama güu :lenm< s iirc si 64() l/yl Jc topl:, qnm ~iddeti yllk ortalamas 90 W/mL dir. B kadar yiiksl'k,;ii L"nerjisi potansiyeli ilc yrdunuz AvrupanlT <'ll ~ansl ülkesi drr J:- dr. Güneş <>nerji:oindc n düşiik scaklkt<. y<.-;,:.nna.l<.lar'l 1 ~nda "Giiwşli Su lstclar" gl lmektedir. OrtaLma gii?lc r: ;ii b/yl olan Avrup<. iilkelc rindl güne~ji s stc larnn kll:..,, h;lka özendirilnekte Vt.' mali JestL k sağl:.naktadr. Bu tebliğde giinl'şli su stc larnn ön pro_j,,jcndi: ilnv ;i ilgili temel bilgiler verilmi~ ve konu bir iinwkll' a<.;kl:n[;<tr. G 1 R 1 ~ Türkiyenin ortalama güneşlenme siirc si 640 h/yl vc toplm qnm yllk ortalanas 90 W/m dir! L j. Bu kadar yüksl'l< giin ~ c jisi potansiyeli ilc yurdumuz Avrup<.nn <>n şansl ülkesi durumnda Güneş enerjisinden düşük scaklkta yararlanma alanlarnn 1 da güneşli su stclar gelmekte ve bunu yiizmc havuzu suyu str l rr. ~n- Lar takip etmektedir. Ortalama güneşlenmc s1iresi 1500 h/yl ve toplan :nes, f,nm yllk ortalamas los W/m olan Kuzey Avrupa ülkelerin<he g'...,şli su stclarnn kullanm halka özendirilmekte ve n::li destek ;:ğ- 1 <.naktad r. Bu gibi teşviklerle yalnz Federal Almanya'da petrole :Java!; ''er- ji tüketiminde son beş ylda %10 luk dü~ül? kaydedilmiştir 3 i.

2 DÜZ TOPLAYlGI - GÜNEŞ IŞINI İLİŞKİSİ Bir düz toplayc, bulunduğu yerin enlemine ve kullanlacağ mevsime göre en çok güneş şnm toplayacak şekilde yerleştirilmelidir. Şekil l de bir düz toplaycnn yatay düzlem ve güneş şn ile yaptğ başlca açlar.görülmektedir. bat (X) Şekil 1: Bir düz toplaycnn yatay düzlem ve güneş şnyla yaptğ açlar 141. e Güneş geliş açls S Toplayc eğim açs ~ Güneş zenit açs A Toplayc azimut açs Tam güneyde toplayc azimutu düzeltme faktörü A=0 için A 1 =1,0 dir. Toplayc Azimut açsna ve enleme göre toplayc azimutu düzeltme faktörü (A 1 ) değerleri Tablo-l'den alnabilir. Tablo-1: Enlem derecesi ve toplayc azimutuna göre A 1 düzeltme faktörleri. ~ L0 4 ±

3 48 1 Mevs i me ve tmlerne gört, en çok gü neş şn m alan topl ay c t:ğ im a çlar (S) Tablo 'den al :a t.. i lir. Tablo-: En çok gün, ~ ş nm alan topl ayc e; im a çlar [41. ~ Haziran Tennnuz m Ağ us to s Bü tün Yl ,5 36 o Amprik olarak en uygun toplayc eğim açlar şöyl e de a lnabilir: Haziran, Temmuz, Ail;us tos için Bütün yl için S = Enlen. - 0 S = Enlem 0,9. DÜZ TOPLAYlGI VE R İMİNİ ARTTIRAN FAKTÖRLER Toplaycdan s taşy c akşna ge çen faydal s: - ~ QN =iqi k a A[-{ [ k (Tk~Tu)[+[E o (T~-T~ ~ }...,.---"'"...,_ ~ ~ I II III c 1) s 1 I Absorber levha tarafndan yutulan şnm ss II Toplaycdan çevreye konveksiyon ve iletim yoluyla oluşan s kayb III Toplaycdan çevreye şnm yoluyla oluşan s kayb Qi Eğik konumdaki toplayc düzlemine gelen ortalama güneş şnm şiddeti lv/m Qi saplanr. (Tablo 3 ve Tablo 10 dan Qi = Qt R W/m eşitliğiyle heyatay

4 48 Tablo-3: Baz illerimizde yatay düzleme gelen toplam güneş şnm şiddeti ortalamas (W/m ) \6J..t İstasyonu Mevsimi Haziran-Temmuz Agustos Ekim-Mart Yllk Adana Ankara Antalya Bursa Diyarbakr Erzurum 376 İst. (Florya) !zmir Gaziantep Kayseri Konya Trabzon k Enerji kazanc katsays (Tablo 4 den) a Absorpsiyon katsays (Tablo 5 den) (a A) Absorpsiyon katsays ile gelen şnmn yansma, absorpsiyon, E o konveksiyon, iletim ve şnm yoluyla kayp (Tablo 6 dan) Toplayc toplam s transfer katsays W/m K Toplayc çalşma scaklg (40-80 C) Çevre scaklg (Tablo 7 den C) Emisivite (neşretme) Katsays (Tablo 5 den) Boltzman sabiti 5, W/mK4 faktörü çarpm (1) nolu eşitlik sadeleştirilerek toplayc verimi: QN n Q. = = bulunur.

5 483 k * Toplaycdan şnm, lwnveksiyon ve iletim yol11yla oluşan s kayb faktiirii (Tablo fdan) Düz toplayc verimini : ttlr a faktörler önemine göre; l!i Toplaycya ~den ortalama güneş şnm şiddetinin büyükliiğü ( t-a) Yutma katsays ile kayp!aktörü çarpmnn büyüklüf\ü, (Tk-Tu)Toplayc çalşma scaklğ ilc çevn: scaklg larknn k'içüklilğii, En rji k:zanc katsaysnn büyükliiğii ve Is kayb laktiirünün kiiçiikliif\iidür. Tablo-4: Avrupa ortalama cnlemind iki tabaka canla iirtülii topl.jyccü k t m:rj i kazan<" katsays 1 ')1. 1 ~, m Haz. Tem. Agus. 0,95 0,7) Ekim-Mart o' 75 0,88 Bütün y.l 0,86 0,83 Tablo-S: Baz absorber (yutucu) plaklarn yutma (o:) ve neşretme () katsaylar ile (o:/l ) oranlar 161. Sra Yuttcu Plaka Kaplamas rx Akma demir üzerine galvanizli nikel, galvanizli nikel üzerine nikel karas 0,94 0,07 13,47 Aluminyum üzerine bakr oksit 0,93 o, ll 8,4.5 3 Pariatlmş nikel üzerine nikel karas 0,91 0,11 8,7 4 Galvanizli saç üzerine nikel karas 0,89 0,1 7,41 5 Paslanmaz çeligin 450C de Sodyum dikromat eriyigine daldrlp beş dakika beklenmesiyle yaplan kaplama 0,90 0,1') 6, ll Bakr üzerine bakroksit Nikel üzerine bakraksit Alüminyum üzerine kurşun sülfür kristalleri Saç üzerine siyah emayeboya Saç üzerine katran boyas Saç üzerine is karas boyas 0,89 0,17 0,81 0,17 0,89 0,0 0,83 0,83 0,86 0,86 0,95 0,95 5,3 4,76 4,45 1,00 1,00 1,00

6 484 Tablo-6: ~T/Qi=60 m K/kW olan bir yerde toplayc tipine bağl olarak - * (a A), k ve~ değerleri IS Toplayc Tipi (a A) l<lt ~T/Qi W/m o ~ K kcal/m h C m K/kW Tek tabaka cam örtülü seçici yüzeysiz o' 70-0 '75 5,0-7,0 4,3-6,0 60 0,7 ~- Çift tabaka cam örtülü se çici 0,60-0,70 3,0-4,0,6-3,4 60 0,38 yüzey- siz Çift tabaka - cam ör- tülü seçic 0,60-0,70,0-3,0 1,7-,6 60 0,57 yüzey li Vakum yaltml se çi ci yüzey 0,70 1,5 1,3 60 0,60.li Tablo-7: Çevre scaklğ C(l96-l980) ortalamas t7+tl4+t1 t = C u İstasyonu Haz.Tem.Ağus. Ekim-Mart Bütün Y l f Adana 6,9 13,4. 18,'7 Ankara,1 4,.9 11,8 Antalya 7,1 13,6 18,7 Bursa 3, 8,9 14,4 Diyarbakr 9,1 7,5 15,9 Erzurum 17,9 -,1 6,0 İst. (Florya),4 8,8 13,8 İzmir 6,6 1 ' 17,6 Gaziantep 5,9 7 ' 14,5 Kayseri 1,4 3,6 10,8 Konya 1,8 4,6 1 11,5 Trabzon 1,9 10,4 14,6_ Şekil 'de scaklk fark/~nm şiddeti parametresi ile düz toplayc tipine bağ;l olarak toplayc veriminin bulunmas görülmektedir. Burada da, seçic i yüzeyli ve seçici olmayan yüzeyli düz toplayclarn verimler arasndaki fark açk ça görülmektedir. Ön projelendirmede kullanlmak üzere 55 C scaklğnda su hazrlayan seçici yüzeyli düz toplayc verimleri mevsimlere göre Tablo S'den alnabilir.

7 4H5 80,_. 60 ~iit tah. ::.:. 7it'l; i ' i ;ii;:- ri u n :;-, "' ~ 0 o H 1\_ k : h c d lll.:eç it ' i \11.:ya ;i i z v O BO 1,00 10 l4u S c aklk f:._rk/isn_m qipc!l-ti (IT/(). ~,-_K /k~.j ~t kil-: Sc<)i<lk fark{ q n s dtlct p;r.~nr tr~l s l( d" z topl:v<: tpw hc:ğl o ar;k toply<'l v r lvr. Ta blo-8: 55 C 1 ik su h:.zrl;yar seçici yiizf'yl i t on layc-l :.rn v c rimleri, Haz.T em.a~us. Ekim-Mar t Bütün Yl 3. HETEOROLOJİK VERİLER Tek tabaka c:c:ml se.;i- G,ilt t:.buka c: amil st ci yüzeyl i ytuc l t v -.; i ci yiizeyl.i y th' h_;d! --11-'l_e,vh:. 1 _-"-::----:-:-c i 0,65 0,60 o, ') (), J) o 40 () 4:; Güne~li su stclarnn proj elentlirilmesintl<' en önemli v rilcr me- t eorolojik ö lçümle re dayal veril e rdir Yatay düzleme gelen t oplam giim ş ~nm ortalamas k cal Qtyatay mgiin Tablo 9 da baz ille rimizin için verilmi~tir 161. Tablo-9: Yatay düz leme gelen toplam güneş upnm Q k cal/m giin ortalama degerieri ( ). yatay istasyonu Enlemi Haz. Tem. A):i;us. Ekim-Mart Bütiin Yl Adana 36 59' o Ankara 39057' Antalya 36 53' Bursa 40 11' Diyarbakr ' Erzurum 39 55' İst. (Florya) 40059' 448 o Gaziantep 37005' İzmir 38 4' Kayseri 38 43' Konya 37 5' Trabzon 41 0Q'

8 EGiK KONUMDAKi TOPLAYICI DÜZLEMiNE GELEN TOPLAM GÜNEŞ IŞINIMININ BULUNMASI Qteğik ~ Qtyatay. R kcal/mzgğn R = Dönüşüm Faktörü = Qteğik/Qtyatay Cos(~-S)/Cos~ R faktörleri; enleme, mevsime ve S toplayc eğim açsna bağl olarak Tablo 10 dan alnr. Tablo-lO: Enleme, mevsimeve toplayc eğim açsna göre R faktörleri 161. Eniemi Mevsimi ~(o) Haz.-Ağus. 19,1 1,056 1,039 0,95 0,800 Bütün Yl ,9 1,1 1,19 Haz. Ağus. 0,00 1,060 1,0)9 0,964 0,815 Bütün Yl ,60 1,177 Haz.-Ağus.,84 1,075 1,077 1,005 0,865 Bütün Yl 40, ,86 1,301 1,7 Haz.-Ağus. 4,8 1,083 1,09 1,06 0,891 Bütün Yl 4,00 1,199 1,316 1,344 1,80 5. KULLANIM YERiNDEKİ SUYUN FAYDALI ISISI Q Qt n n kcal/mgün fay = eğik topl. m nm Toplayc dşnda, boru donann ve depolamann verimidir. Küçük tesisatarda 0,40-0,66, büyük tesisatarda 0,50-0,80 alnabilir. Özetlenecek olursa : Qfay = Qtyatay. R. ntopl.. nm k cal / m gün s olur. 6. SICAK SU İHTİYACI İÇİN GEREKLİ ISI MİKTARININ BULUNMASI Q k =m.c.(t -T) kcal/gün gere w ş m Hazrlanacak scak su miktar kg/gün (Tablo ll den lt/gün kişi) c 1 kcal/kg C Tw Istlmas istenilen su scaklğ C T Şebeke suyu scaklğ C (Tablo 1 den) ş Tab1o-ll: Scak Su İhtiyaçlar 141. I. Konutlarda a- Fakit ailelerde b- Orta halli ailelerde c- Zengin ailelerde II.Otel-Pansiyon ve ~isafirhanelerde a- Ortalama değer b- Lüks oteller için lll.atölye ve Endüstri Tesislerinde a- Ortalama değer b- Lavabolarda c- K\ivetli du~larda d- A k du larda lt/gün kişi başna lt/gün kişi başna lt/gün kişi başna 100 lt/gün Kişi başna 00 lt/gün Kişi başna SO lt/gün kişi başna 30 lt/gün kişi başna 80 lt/gün kişi başna 50 lt/gün ki i başna

9 487 Sular idaresi şebeke suyu scakl~ olarak 1,0 m derinlikteki toprak scaklgnn alnabilcce~ini, ancak Haziran-Temmuz-A~ustos aylarnda toprak scaklgndan 5 C düşülmesini tavsiye etmektedirler. Tablo 1 de baz stasyonlar için 1,0 m derinlikteki toprak scaklklar verilmiştir. ( ) orta Tablo-1: 1,0 m derinlikteki toprak scaklklar lamalar oc İstasyonu Haz.-Tem. Agus. (t) Ekim-Mart Adana 6,7 17,9 Ankara 0,6 ll,o Antalya 6,3 17,4!lur sa 3,7 1,3 Diyarbakr 4,9 15 ' Erzurum 8,9 14,5 İst. (Florya) 1,3 13,1 İzmir 9,0 16, Gaziantep 3, 13,5 Kayseri 0,8 10,6 Konya 19,8 10,8 Trabzon '-"-' o o (t) T b = T - 5 C alnacaktr. şe top. 7. GEREKLİ TOPLAYICI YÜZEYİ HESABI F = Q./Q m bulunur. k gerekl faydal 8. SICAK SU DEPOSU HACMİ HESABI V = B 1 Fk m 3 3 B 1 = 0,06 m /m topl. 9. SİRKÜLASYON POMPASI DEBiSi HESABI G = B Fk lt/dak B = 1 lt/dak m top BİR ÖRNEK llütün Yl l, 14,6 0,5 16,5 18,7 5,3 16,0 0,9 16,9 14,3 14,1 s 6 Antalyada 50 yatakl yazlk bir otelin scak su ihtiyacn karşlayacak düz toplayc yüzeyini, depo hacmini ve sirkülasyon pompas debisini hesaplaynz. Düz toplayc tam güneye yöneliktir. A = O, A 1 = 1,0. Toplaycnn yatayla yapacag aç amprik olarak S = Enlem - 0 =37-00=170 bulunur. Yatay düzleme gelen toplam güneş şnm Tablo 9'dan Qt = 4817 kcal/ m gün alnr. Egik toplayc düzlemi için dönüşüm faktörü 37 Enlem Haz Tem-Ağus. R ve S= 15 için(tablo lo)'dan. -- 1, ,060 =, oc8 b J u unur.

10 488 Eğik toplayc düzlemine gelen toplam şnm ortalamas. = Qtyatay R = ,058 = 5096 kcal/m gün Qteğ ntopl. nn (Tablo 8 den ntopl. = 0,65) = ,65 0,50 (6. dan Tim- 0,50) 1656 kcal/m gün bulunur. = m c (T -T ) w ş m = = 5000 kg/gün (Tablo ll den 100 lt/gün, kişi) T = 45 C w T = 6,3-5 = 1,3 C (Tablo ş Qgerekli (45,0 1,3) '7 Q gere kl' k( l/gün - Fk=Q /Qf /1656 = 71,56( m ger ay,.,, 1 den) "X" Firmas Koliektörünün far!. ~~ ~ ~an 1,6 n= 71,56/1,6:: 44,7 = 45 ~ ~ ~ i H " I Firmas 1> ; i r. : Fk' = 45 1,6 = 7 m olur. l.. t.! r' n '., f) Scak su deposu hacmi - l 3 V= 0,06. 7 = 4,3 m Sirkülasyon Pompas Debisi ) bulun,ur._j ' G = 1. 7 = 7 lt/dak bulunur. Yaz sezonu dikkate t alnarak hesaplanan koliektör yüzeyinin diğer sezonlarda nekadar takviye enerji gerektireceği aşağda gösterilmiştir. ~ Qger. V' Güneşten Gerekli m m ~k kcal/ Qfay, gii k 1/.. k yarararna takviye ca m gu enerji Haz.Tem. % 0, ~~ - 71,56 7,00 % 100 Ağu s. (Yok) Ekim ,8 7,00 % 18 % 8 r './ m olduğuna / göre Koliektörü 'erleştirilir. Mart - - Bütün Yl ,97 7,00 % 45 % 55

11 4H9 K A Y N A K 1. A R ll 1 ElEi, Tiükiyt (;iiq En e rjisi l'otasiydi, Ankar;, lybj Iz llleba, A. v L Yt nl r, C.,(;iin l''? En:rj isi Sistl'nl ri V l ' lst!ti: J: yg"l: :: : :-., Segem Yayn No 71, Ankara, lyso 13 1 DGS, 5. lnternationalcs SonnL"nforn, ll< rl in, Arnc,;, ii.d., Ciinc~li S lstcl;rrn Yakt Eknomisint Katks v Güne'iii_ s,."f-," Istnlar Konllsilnd<. Bir Ar;qtrm;,!J,r;vntlik TPzi, 1st :nh1, 1979 ls 1 llundcsmini'stprilln f iir W i sst nscl:ft und Fors c lr g, Tlt ni scll" Ntzng dcr Sonncncncrgit, \ licn, 1977 i 161 Arnç, Ü~D., C:iin eq En c>rji s inde n Tt rmik Yar<.rl:n;., (B;slnun 'i Ki tap).i