Güneş Enerji Sistemlerinde Kollektör Alanı ve Pompa Debi Hesabı Nasıl Yapılır ?

     

Bu yazımda siz değerli meslektaşlarıma binalarda güneş enerji sistelerinde kollektör alanı  ve pompa debi hesabı nasıl yapılır onu anlatacağım bazı tabloları Düzce Üniversitesinde Yrd. Doç. Dr. A. Etem GÜREL hocamın ders notlarından aldım Yrd. Doç. Dr. A. Etem GÜREL hocama akedemik kariyer hayatında  başarılar dilerim biz öğrencilerine verdiği değerli bilgilerden dolayı çok teşekkür ederim.

     Güneş enerjisi ile biraz genel bilgi verelim güneş enerjisi ile ısı nasıl elde ediliyor tabiki radyasyon yolu ile elde ediliyor güneş ışınları yüzeylere ulaştığında ışığı absorbe ederek ısı enerjine dönüştürür bu işlem her yüzeyde olur ancak mat yüzeylerde daha verimli olur barlak yüzeklerde yok denecek kadar azdır .Mat yüzeylere deniz kenarındaki çakıl taşları örnek verebiliriz nasılda ayaklarımızı yakar değilmi :) Bir arabanın içini düşünelim camına koruyucu Metalize 60x130 Güneşlik koyduğumuzda arabanın içinin ısınmasını engelliyoruz burdaki sır nedir parlak yüzeyli güneşliktir ışığın %90 fazlasını geri yansıtır . Güneş koruyucu koymadığımız zaman ilden ile değişiklik gösterebilir arabanın içini ortama 70-80 derece sıcaklıklara ulaştığını görebiliriz kısaca özetleyecek olur isek bir yüzey güneş ışınlarını ne kadar yansıtmaz ise o kadar ışığı emilimini sağlayarak ısıya dönüştürür. Bu enerji bir çok yerde kullanılıyor.

Radyasyonla Güneş Enerjisinin Kullanıldığı Alanlar

• Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemleri (Ülkemizde Yaygın Olan)
• Güneş Enerjili Fırınlar.
• Güneş Enerjili Türbünler.
• Güneş Enerjili Motorlar.
• Güneş Enerjili Ev Isıtma Sistemleri.
• Güneş Enerjili Soğutma Sistemleri.
• Mühendislikte Sınırı Yoktur Keşfedildikce Çoğaltılabilir.

Aşağıda tablolar örnek soruda kullanılacaktır bilgisayarınıza ve defterinize not ediniz mutlaka işinize yarayacaktır :)

Tablo 1 : Çeşitli kollektör tipleri için mevsimlere bağlı verim değerleri (Yiğit ve Atmaca, 2010)

Tablo 2 : Kişi başına günlük sıcak su ihtiyacı

Şimdi Gelelim Heyecanlı Bölüme Örneğe Hazırmısınız :)

Örnek : Mersinde 10 katlı bir konutta her katında 4 daire vardır bu konutun çatı katına  güneş kollektörleri konulacaktır bu güneş kollektöründen alınan su çatı kattaki boyler ısıtılacaktır kendi cazibesi ile binaya sıcak su verilecektir. Haziran - Temmuz -Ağustos ayında bu bina güneş enerjisinden tamamen yararlanmak istiyor  . ( Çatı boyler konulacağından statik projede hesaplandığı kabul edildi )

İstenenler :

Sıcak Su Tankı Kapasitesi 

Boyleri Isıtacak Kollektör Yüzey Alanı

Boylere Suyu Devir Daim Yapacak Pompa Debisi

Çözüm :  Her Ailede 4 kişi kabul edildi.

10 x 4 x 4 = 160 kişi bulunmaktadır kişi başına su tüketimini 60 lt/gün kabul edildi.

160 x 60 = 9.600 lt /gün gerek İhtiyacı var

Sıcak su enerji ihtiyacı.

İstenen Sıcak Su Sıcaklığı : 55 °C

Şekil 1 : Mersin İli İçin Şebeke Su Sıcaklığı

Şekil 1 deki Programa buradan ulabilirisniz

https://www.kutmankaplan.net/2019/01/illere-gore-yllk-sebeke-su-scaklklar.html

Şebeke Su Sıcaklığı  Haziran - Temmuz -Ağustos ayında bu bina güneş enerjisinden tamamen yararlanmak istediği için en düşük olan haziran ayı 24,6 °C seçilmiştir.

Q= m.c. Δt  = 9600. 1 . (55 - 24,6 ) = 291.840 kcal/h  = 339,35 kw 

Şimdi Bölgenin Özelliklerine Gelelim. 

Meteoroloji Genel Müdürlüğü

https://www.mgm.gov.tr/kurumici/radyasyon_iller.aspx

Sayfasına Girelim .

Şekil 2 : Türkiye Radyasyonun Yıllar Ortalaması Haritası

Şekil 2 deki haritan mersin ilini seçiyoruz şekil 3 deki sonuçlar ortaya çıkıyor.

Şekil 3 : Mersin İlinin Radyasyonun Yıllar Ortalaması Haritası

Haziran - Temmuz -Ağustos ayında bu bina güneş enerjisinden tamamen yararlanmak istediği için en düşük olan  Ağustos Ayı seçiyoruz .6,525 kw /m² / gün 

m² ye gün boyunca 6,525 kw /m² / gün  enerji gelmektedir kollektör bunu m² ne kadar verimle enerjiye dönüştürür ( Qf )

Qf = Ht.Nm.Nk

Qf= Kollektör Verim Enerjisi

Ht : Gün İçindeki Radyasyon Enerjisi 6,525 kw /m² / gün 

Nk :Kollektör dışında sistem verimidir. Yani boru donanımı ve depolama verimi olarak
söylenebilir. Küçük tesisatlarda 0.40–0.66, büyük tesisatlarda 0.50-0.80 olarak
alınabilir.

Nk: Tablo 1 den seçilecek  .  Tek camlı için : 0,65 

Qf =6,525 x 0,8 x 0,65 = 3,393 kw /m² / gün  çıkar

Ak = 339,35  /  3,393  = 100 m² kollektör gerekmekdedir.

1,8 m² kollektörden   100/1,8 = 55,55    56 adet seçilmiştir..

56x 1,8 = 100,8 m²

Gerekli sıcak Su Depo Hacmi : V= 0.06x100,8  6,048 m³  =>  6048 lt

 

Sürkilasyon Pompası Debisi   G =1x100,8 = 100,8 lt / dak   = 6,1 m³/h

Güzel bir bilgi daha öğrendin meslektaşım bu emeği desteklemek için paylaşmayı unutmayın :)