Yazar : Prof. Dr. Zafer AYVAZ -------------------------------------------------------------------------------- Sayı : 23. Sayı (Temmuz-Eylül 2009) -------------------------------------------------------------------------------- Konu : Temiz Enerji -------------------------------------------------------------------------------- Türkiye`de güneş enerjisi konusunda 30 yılı aşkın süredir araştırma ve uygulama yapılıyor. Bunların sonucunda ülkemizde ısı ve elektrik ihtiyacını güneşten sağlayan birçok ev inşa edildi. Bunlardan en fazla dikkat çekenleri şunlardır: 1. Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü ve Güneş Enerjili Kurutma Evi Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü Binası Türkiye`de inşa edilen ilk güneş evlerinden biridir. 1978 yılında Prof. Dr. Gürbüz Atagündüz tarafından kurulmuş bulunan Türkiye`nin ilk Güneş Enerjisi Enstitüsü`nün binası, Devrin Başbakanı merhum Turgut Öz-al`ın katıldığı törenle 1986 da hizmete açılmıştır. Bu bina güneş enerjisinden pasif olarak yararlanacak biçimde planlanmıştır. Türkiye`de güneş enerjisi konusunda yapılan ilk doktora çalışmaları da yine Prof. Atagündüz tarafından yönetilmiş olup, bu çalışmaların ilkini oluşturan Dr. Nebahat Karagülle`nin tezi kapsamında 30 yıl önce Ege Üniversitesi`nde güneş enerjisiyle çalışan bir de kurutma evi inşa edilmiştir. 2. Hacettepe Üniversitesi Güneş Evi ve Bahçesi Bu yapı, 1993 yılında bir Araştırma Fonu projesiyle başlatılmıştır. Güneş Evi, yaklaşık 100 metrekareye oturan bağımsız bir binadır. Bodrumunda ısı deposu (çakıl-yatak) bulunmaktadır. Yaklaşık 1kW`lık güneş gözesi panelleri ile donatılmıştır. Bu panellerden sağlanan elektrik enerjisi, akü ve çevirgeç sistemleri aracılığı ile evin tüm elektrik ihtiyacını karşılamaktadır. Evin eğimli güney cephesine yerleştirilmiş özel cam yüzeyden (Frensel mercekler) alınan güneş enerjisi ısı olarak çakıl-yatakta depolanmaktadır. Bu ısı, evin kışın ısıtılmasında kullanılacak şekilde planlanmıştır. Güneş Evi ve Bahçesi, temiz enerjilerdeki araştırma çalışmalarının yapıldığı bir araştırma merkezidir. Bir çalışma binası olarak kendi elektrik ve ısı ihtiyacını güneşten sağlayan bu yapı aynı zamanda Hacettepe Üniversitesi Yeni ve Temiz Enerji Araştırma Uygulama Merkezi "YETAM"ın da merkezidir. Buradaki olanaklarla doktora ve yüksek mühendislik tezlerinin deneysel çalışmaları yaptırılmıştır. 3. Enerji Verimliliği Eğitim Binası Elektrik Işleri Etüd Idaresi`nin (EIE) 22 sponsor firmanın katkılarıyla inşa ettiği iki katlı Enerji Verimliliği Eğitim Binasının toplam alanı 275 m2 dir. Mart 2006 yılında hizmete giren bu binada üst düzeyde ısı yalıtım teknikleri, güneş enerjisi, jeotermal (toprak kaynaklı ısı pompası) enerji sistemleri, fiber optik aydınlatma sistemi, gün ışığı kontrol sistemi, ısıtma/soğutma amaçlı kompozit duvar gibi yeni teknolojilere yer verilmiştir. Binanın ısıtma ve soğutma ihtiyacının tamamı ile elektrik ihtiyacının bir kısmı bu sistemlerle sağlanmakta ve fosil yakıt kullanılmamaktadır. Binanın zemin, tavan ve duvarlarında mantolama sistemiyle ısı yalıtımı uygulanmış, pencereler Low-E kaplamalı ve 16 mm hava boşluklu ısıcam konfor serisi camların yalıtım özellikli plastik çerçevelerden oluşan sistemle birleştirilmesiyle yapılmıştır. Iç kısımda içerisinde vakumlu kürecikler bulunduran ve bu özelliği ile yalıtıma katkı sağlayan özel boya kullanılmıştır. Bu binadaki ısı kayıpları, yalıtımsız olan benzer bir binaya göre en az % 70 daha az gerçekleşmektedir. Binanın dış cephesinde düşey delikli tuğla üzerine 6 cm yalıtım malzemesi kaplanarak uygulanmış, iç bölme duvarlarda yatay delikli tuğla kullanılmıştır. Gün ışığı kontrol sistemi aydınlatma için gün ışığının yeterli olması durumunda devreye girmemekte, gün ışığının yetersiz olması durumunda ise gerektiği kadar ışığı ortama vermektedir. Bu uygulama ile aydınlatmada kullanılan enerjide %75`e varan tasarruf sağlanmaktadır. Binanın alt kat fuaye bölümünde fiber optik aydınlatma sistemi uygulanmıştır. Bu sistemde fiber optik kablolar vasıtasıyla tek noktadaki ışık binanın her yerine ulaşacak şekilde dağıtılmakta ve verimli bir aydınlatma sağlanmaktadır. Isı pompası ile ilgili enerji çevrimindeki verimliliği artırmak üzere, tanıtım amaçlı modüler kompozit duvar paneli uygulanmış olup yeni teknoloji ürünü olan bu sistemin en büyük özelliği düşük sıcaklık aralıklarında çalışarak ısıtma ve soğutma yapabilmesi ve nem oranını dengeleyerek konforlu bir ortam oluşturmasıdır. Aynı zamanda bu sistem içerisine bir duvarda bulunan telefon hattı, elektrik prizi, aydınlatma gereçleri de yerleştirilebilmektedir. Kompozit duvar paneli, ısı pompasından elde edilen soğuk veya sıcak akışkan vasıtasıyla uygun şartlara getirdiği havayı üzerinde bulunan küçük hava deliklerinden ortama vermekte ve tüm yüzeye dağıtılarak iç ortama havanın verilmesi nedeniyle konforlu bir iklimlendirmeyi gerçekleştirmektedir. Binanın güneyinde yapılan 84 m2`lik Tromb duvarı ve serada ısınacak olan hava havalandırma kanallarıyla cebri olarak odalara dağıtılmıştır. Tromb duvarı ve sera bölümü ile kışın ısı ihtiyacının bir kısmı güneş enerjisinden sağlanır. Özel low-e kaplamalı camlar vasıtasıyla Tromb duvarı ve sera bölgesinde hapsedilen sıcak hava bu bölgede yukarı doğru hareket etmekte ve bir otomatik kontrol sistemiyle kumanda edilen hava kanalı vasıtasıyla iç ortama aktarılmaktadır. Sıcak hava ısısını iç ortama bıraktıktan sonra nispeten daha ılık bir hava olarak alt bölgede bulunan dönüş kanalı ile tekrar Tromb duvar bölgesine gelmektedir. Bu hareket güneş enerjisinin yararlı olduğu sürece sürekli olarak devam etmektedir. Yalıtım için duvarlarda 6 cm kalınlığında 0.04 W/m2K`lik polistiren köpük, tavanda 16 cm`lik cam yünü ve 8 cm`lik ekstrüde polistiren köpük malzeme, tabanda ise bu malzeme 8 cm olarak kullanılmıştır. Böylece binanın yıllık ısı ihtiyacı 97.500 kWh`dan 25.000 kWh/yıl`a indirilmiştir. Isınma için 5 kW giriş gücüne karşılık 18 kW çıkış gücünde toprak kaynaklı ısı pompası kullanılmıştır. Binanın ısıtma ihtiyacının büyük bir kısmı ve soğutma ihtiyacının tamamı toprak kaynaklı ısı pompası tarafından karşılanmaktadır. Isı pompası 80 metre derinliğinde açılan 3 adet kuyu vasıtasıyla yaz ve kış şartlarında 8-10°C olan toprak ısısından yararlanmakta ve mevsime göre sıcak veya soğuk akışkanın ısısını fancoiller vasıtasıyla iç ortama göndererek binanın ısıtma veya soğutma ihtiyacını karşılamaktadır. Performans katsayısı ortalama 5 olan ısı pompasına 4,6 kW elektrik enerjisi verildiğinde 18 kW gücünde enerji elde edilebilmektedir. Yazın soğutma, kışın ise ısıtma ihtiyacının karşılanması amacıyla kullanılan ısı pompası için gerekli olan elektrik enerjisinin tamamına yakını fotovoltaik güneş pillerinden sağlanır. Binanın sıcak su ihtiyacı için ise vakum borulu güneş kolektörleri kullanılmıştır. Güneşten üretilen elektriğin enterkonekte şebekeye verilmesi ve kullanılan elektriğin şebekeden alınması yöntemi bu örnek binada uygulanmaktadır. Binanın kullanım amacı, "Binalarda Sertifikalı Enerji Yöneticileri" yetiştirilmesi ve "Halkın Bilinçlendirilmesi" olarak belirlenmiştir. 4. Pamukkale Üniversitesi Temiz Enerji Evi Pamukkale Üniversitesi Temiz Enerji Evi, ısıtma ihtiyacını güneş enerjisinin pasif ve aktif kullanımı ile karşılayan, elektrik ihtiyacını ise güneş enerjisi ve hidrojenden sağlayan, Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi olarak kullanılan bir yapıdır. Merkezin müdürü Doç. Dr. Harun Kemal Öztürk`tür. 165 m2 taban alanına sahip bu bina Şubat 2007 yılında tamamlanmıştır. Evin yapımı Bereket Enerji A.Ş. tarafından gerçekleştirilerek, üniversiteye bağışlanmıştır. Bu evde duvar ve tavanlarda tam ısı izolasyonu sağlanmış ve camların dışında ikinci bir cam fanus oluşturulmuş, duvarlar ile fanus arasına özel `Sarayköy tuğlası` ile ikinci bir duvar örülmüştür. Bu tuğlalar ısıyı tabii absorbe edici özelliktedir. Bu fanus içinde güneşten ısınan hava da alttaki küçük duvar içi boşluklardan bina içine gelmekte ve sıcak hava sirkülasyonu sağlanmak suretiyle %20 ısı tasarrufu sağlanmaktadır. Dışarıdaki 20 adet sabit kuru kolektör `Hidrojen Enerjisi` üretimi yapmakta ve Freon gazı yardımı ile güneşe doğru dönmektedirler. Diğer 20 adet sulu kolektör ise güneş enerjisinden ısı üretmektedir. Her bir kolektör 125 Watt gücündedir. Bina üzerinde 3 ton kapasiteli su kazanı vardır. Sistem her an 5 kW güneş enerjisi, ve 2,5 kW hidrojen enerjisi üretmektedir, 50 kW depolanmış güç bulunmaktadır. Güneş enerjisi hidrojene çevrilerek depolanmakta ve bundan üretilen enerji ile makine çalışmaktadır. Ayrıca doğrudan güneşten makine üzerindeki pillere gelen enerji ile de makine çalışmaktadır. Bu çalışma yerinde örnek olarak hazırlanmış bir gıda ve madde kurutma tesisi çalışması vardır. 5. Diyarbakır Güneş Evi Diyarbakır Büyükşehir Belediyesi`nce yapılan, Avrupa Birliği`nin fon desteği verdiği ve 72 kuruluşun sponsor olduğu "Güneş Evi Eğitim ve Uygulama Parkı" projesi, Haziran 2008`de açılmıştır. Projenin müellifi Yük. Mimar Çelik Erengezgin`dir. 120 metrekare kullanım alanı olan Güneş Evi`ndeki bilgisayar, lamba ve buzdolabı güneşten alınan enerji ile çalışmaktadır. Yer altındaki sabit sıcaklıktan yararlanmak için evin arka bahçesi 3 metre kazılmış ve buraya borular döşenmiştir. Bu borulardan geçirilen su, zemin döşemesinde, tavanlarda ve asma kat tavan altındaki borularda dolaştırılmaktadır. Güneş Evi`nde havadan havaya enerji transferinden yararlanmak için, yine toprak altına 30 cm çapında 88 m boru döşenmiştir. Hava borularından terleme sonucu su yoğunlaşmasına karşılık başta ve sonda tahliye noktaları oluşturulmuştur. Dışarıdaki ve içerideki sıcaklık farkının etkisiyle dış taraftaki borudan giren 40-50 derece sıcaklıktaki hava, yerin altında 88 m dolaşarak 15 derecedeki toprak sıcaklığı nedeni ile soğutulmakta; doğal vakum ve gerektiğinde devreye giren aspiratörle serinlik sağlanmaktadır. Güneş Evi`nde aynı zamanda, 40 derece eğimli olan güney çatısında ve yine güneye bakan 17 derece eğimli mutfak çatısında her biri 162 watt`lık toplam 3.88 kW kurulu güce ulaşan 24 adet fotovoltaik güneş paneli bulunuyor. Bu düzenek, depolama amaçlı 16 adet 12 volt 100 amper özel akü aracılığı ile elektrik ihtiyacını sürekli olarak karşılıyor. Evin sıcak su ihtiyacını karşılamak için çatıda ayrıca iki adet güneş kolektörü ve zemin katta sıcak su deposu bulunuyor. Güneş Evi`nde evsel atık sular biyolojik arıtmaya tabi tutuluyor. Dönen biyolojik disk yöntemiyle plastik dairesel levhalar üzerinde üreyen bakteriler sayesinde düşük bir enerji ile atık suların % 90-95 oranında arıtıldığı belirtiliyor. Kaynaklar: 1. Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü: http://eusolar.ege.edu.tr/ 2. Hacettepe Üniversitesi Yeni ve Temiz Enerji Araştırma Uygulama Merkezi: http://www.yetam.hacettepe.edu.tr/ 3. Enerji Verimliliği Eğitim Binası: www.millienerji.com/DATA/Bilgi_notu-01.doc 4. Pamukkale Üniversitesi Temiz Enerji Evi: http://tee.pau.edu.tr/ 5. Diyarbakır Güneş Evi: www.gunesevi.org