ISI KAZANCI OLARAK GÜNEŞ IŞINIMININ TEORİK VE DENEYSEL ANALİZİ

Abstract

İnsanoğlu, fosil enerji kaynaklarının giderek azaldığı, enerji maliyetlerinin arttığı ve iklim değişikliği ve çevresel kaygıların olduğu bir süreçte binalarda konfor şartlarını sağlamak için artan enerji talebiyle karşı karşıyadır. Çünkü binaların soğutma yüküne göre iklimlendirme sistemleri büyük miktarlarda enerji tüketmektedirler. Camdan geçen güneş ışınımının, soğutma yükünün önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Dolayısıyla camdan geçen güneş ışınımının doğru belirlenebilmesi, binalarda enerji tüketimi açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada ısı kazancı olarak güneş ışınımı analiz edilmiş ve camdan geçen güneş ışınım miktarları Türkiye için hesaplanmıştır. Önce, yüzeye gelen güneş ışınım bileşenlerinin belirlenmesi için güneş ışınım hesaplama modelleri incelenmiştir. Yatay düzlem difüz ışınım hesaplama modelleri için en iyi modelin Erbs ve ark. modelinin olduğu belirlenmiştir. Difüz ışınım oranı ve berraklık indeksi arasındaki ilişki kullanılarak yatay düzlem difüz ışınım hesabı için yeni bir model önerilmiştir. Yatay düzleme gelen güneş ışınımı ölçümleri kullanılarak, farklı eğimdeki güneş ışınım bileşenleri literatürdeki güneş ışınım modelleri ile hesaplanmaktadır. Dik düzleme gelen toplam güneş ışınım miktarı, farklı güneş ışınım modelleri çaprazlanarak hesaplanmış ve 90º eğimli düzlem ölçüm verileri ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada, 90º eğimli düzlem için Bugler difüz ışınım modelinin uygun olduğu belirlenmiştir. Mahal soğutma yükünün hesaplanmasında gerekli olan Güneş Isı Kazanç Faktörü (SHGF) ve Güneş Soğutma Yükü (SCL) değerleri, güneş ışınım modelleri ve uzun yıllara ait ölçüm verileri kullanılarak Türkiye’de değişik enlemlerde yer alan 71 il için tespit edilmiştir. Ayrıca Şanlıurfa’da deneysel bir düzenek kurularak camdan geçen güneş ışınımı belirlenerek teorik sonuçlarla kıyaslanmıştır. Deneysel ölçüm değerlerinin teorik hesaplanan değerlerle uyumlu olduğu görülmüştür. Hesaplanan değerler, 40ᵒ kuzey enlemi için literatürde ASHRAE tarafından verilerin değerlerle karşılaştırılmıştır. Literatür değerlerinin ölçüm ve ölçüm sonuçlarına göre hesaplanan değerlerden önemli sapmalar gösterdiği tespit edilmiştir. Tablolarda sunulan SHGF ve SCL değerlerinin enerji ve yapı sektörü için yararlı veriler olup iklimlendirme sistemlerinin kurulum ve işletme maliyetlerini düşürmek için önemli katkılar sağlayacaktır.