Güneş enerjisi şu an itibariyle sonu olmayan ve her zaman yararlanılabilecek, çevreci aynı zamanda en temiz enerji kaynağıdır. Güneş enerjisinden elektrik üretilebildiği gibi sıcak su üretmekte mümkündür. Hava sıcaklıklarının sürekli artması ve ülkemizdeki güneşlenme sürelerinin artması ile güneş enerjisine olan ilgi günden güne artmaktadır.
Bu yazımızda güneş enerjisi ile su ısıtma konusunu ele aldık.
Tarihe bakacak olursak ilk defa 1891 yılında Clarence Kemp adlı kişi güneş enerjisi ile su ısıtma sistemlerini keşfetmiş ve bu sistemleri fabrikalarında uygulamıştır. Daha sonrasında ise sistemin patentini almıştır.
Güneş enerjisi ile su ısıtmak aslında tahmin edilenden daha kolaydır. Güneşteki ısıyı radyasyonla emen bir kollektör ve kollektör içerisinden geçerek ısınan suyu depolayacak bir su tankı sistemin ana elemanlarını oluşturmaktadır.
Güneş enerjisi ile su ısıtma sistemleri aktif ve pasif olmak üzere ikiye ayrılır. Aktif sistemde bir adet sirkülasyon pompası bulunmakta ve su tankı ile kollektör arasında suyu sürekli devir daim yapmaktadır. Pasif sistemde ise bir pompa bulunmamakta olup su ısındığında genleşmesi ile doğal olarak sirkülasyon olmasıdır.
Güneş Enerjisi ile su ısıtma sistemlerinde ana 5 elaman bulunur.
1. Kollektörler
Güneş içerisindeki radyasyondan kaynaklı enerjiyi emip ısıya dönüşümünü sağlayan ekipmanlara kollektör adı verilir.Kollektör içerisindeki asıl işi yapan yani ısı dönüşümünü sağlayan kısım emici katman olarak adlandırılır.Emici katmana geçen güneş ışını bu plakaya çarparak ısıya dönüşür.Bazı sistemlerde iç iletim mekanizması bakır levhalarla kaplıyken bazı versiyonlarında vakumlanmış cam tüpler bulunur.GESIS sistemlerinin ana bileşeni olan bu ekipmanın farklı türleri de bulunmaktadır;
- Tahliyeli Tip Kollektörler
- Düz Plaka Tipi kollektörler
- Entegre kollektör sistemleri
2. Isı Eşanjörü
Bu ekipmanın görevi ise kullanılacak su ile ısı akışkanı arasındaki termal ısı geçişinin sağlanmasıdır.Bundan dolayı iç yapısı iyi iletken malzemelerle donatılmış ve akışkan sıvıların birbirlerine karışmaması adına da aradaki bir duvar vasıtasıyla bu durum engellenmiştir.
3. Su Depolama Tankı
Güneşin olmadığı ya da bulutlu havaların hakim olduğu zamanlarda edinilen sıcak suyun işlevsel olarak kullanılmasını sağlar.İçerisindeki sıvı,ısı eşanjörü tarafından ısıtılmış kullanım suyudur.Sistem akış halindeyken çevreye olan ısı kayıplarını da minimalize etmek açısından büyük önem taşır.Bu bakımdandır ki yerleştirildiği konum önemlidir.
4. Pompa
Güneş kollektörleri ile depolama tankı arasında suyun akışını sağlar. Doğal sirkülasyon olayının gerçekleşmediği durumlarda kullanılır.
5. Kontrol Ünitesi
Akışkanın hareketini kontrol edip içerisindeki regülatör vasıtasıyla da sıcak su ihtiyacına ve kollektörlerin topladığı solar radyasyon miktarına göre solar sıvının akışını kontrol eder.Kısaca sistemin beynidir diyebiliriz.
Sistem parçalarını tanıdıktan sonra sıradaki bölümümüz aktif ve pasif sistem olarak ikiye ayrılan GESIS sistemlerinin çalışma mekanizmasını anlamak.Çünkü her bir türünün kendine has bir çalışma mekanizması vardır.
Aktif ve pasi sistemleri aşağıdaki grafiklerden inceleyebilirsiniz. (GESIS: Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemleri)
Aktif Sistem:
Pasif Sistem:
