Güneş enerjili su ısıtma sistemlerinin tekno-ekonomik analizi / Techno economical analysis of solar water heating systems

Abstract

Güneş enerjili sıcak su sistemleri, güneş enerjisini toplayan düzlemsel kollektörler, ısınan suyun toplandığı depo ve bu iki kısım arasında bağlantıyı sağlayan yalıtımlı borular, pompa ve kontrol edici gibi sistemi tamamlayan elemanlardan oluşmaktadır. Güneş enerjili su ısıtma sistemleri devre şekillerine, işletme türlerine, depo yerleşim şekline ve panel tipine göre guruplara ayrılırlar. Teknolojik ve ekonomik olarak farlılıklar arz eden GESIS'ler her bölgenin ihtiyacına göre avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Teknolojik olarak ihtiyaca karşılık verebilecek düzeyde olmasına rağmen ülkemizde yeterli bir kullanım alanı bulamamıştır. Güneş enerjisi su ısıtma sistemlerinin projelendirmesi ve boyutlandırmasında genellikle iki yöntem kullanılır. Bunlar F-Chart yöntemi ve kollektör yüzey alanı tespit yöntemidir. Güneş enerjili sıcak su sistemlerini projelendirmede farklı yöntemler izlenebilir. Projelendirmede ihtiyacın güneşten karşılanma oranı %100 olmayacağı gibi bu oran % 10'un altında da olmamalıdır. Genel olarak Mayıs ayında ihtiyacın %70'inin karşılanacağını düşünerek projelendirmekte yarar vardır. Çalışmamızda, GESIS`lerin ekonomik analizi yapılarak diğer yakıt türleri ile karşılaştırıldı ve bu sonuçlar kullanılarak bir sistemin maliyeti ve geri ödeme süresi hesaplandı. Bölgelere göre ve güneş enerjili su ısıtma sistemleri yerine tercih edilen yakıt türlerine göre farklı maliyet ve geri ödeme süreleri elde edildi. Hazırlanan bilgisayar programı ile bir ildeki konut veya tesise ait parametreler girilerek tasarımı yapılan GESIS `in tipi, gerekli kolektör yüzey alanı, maliyeti ve geri ödeme süreleri hesaplanarak sonuçlar bölgesel olarak karşılaştırıldı. En fazla maliyet ve kollektör yüzey alanı gerektiren bölge, Karadeniz Bölgesi, en az kollektör alanı ve maliyet gerektiren bölge ise Güney Doğu Anadolu bölgesidir. Solar water heating systems consists of solar energy collecting units, tank for hot water, isolated pipes connect the tanks, collectors, pump and control unit etc. There are many kinds of solar water heating systems, according to their service types, circulation types, hot water tank replacement types and collector types. Solar water heating systems has some of advantages and disadvantages for different geographical regions. In spite of it?s technological satisfaction, in Turkey the solar water heating systems has not been used widely. Generally, two different calculation methods has been used for the desigin of the solar water heater systems. One of them is F-Chart method, and the other one is calculation of the collector surface area method. For the project calculations the solar energy may not be adequate for % 100 of energy requirement, but also should not be under %10 of energy needs. In general, % 70 of hot water supplying perfrmance from solar energy system during May is satisfactory for project success. During the study we use both methods for the calculations and compared the results. After the economical analysis of the solar water heating systems the cost, payback and necessary collector surface area has been calculated. And the results compared with each other for different geographical regions of Turkey. The geographical result also shows the differences for geographical regions of Turkey. Finally, a computer software developed in order to design and selection of the solar water heating systems. With this software, the right system for the region, the system type, the size of system parts, the approximate cost and payback time can be calculated. The study shows that, minimum collector surface area and cost is necessary for South Anatolia and maximum collector surface, cost and payback time found for Black Sea region.