Günümüzde güneş enerjisinden sıcak su elde eden sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Güneş enerjisinden fotovoltaik dönüşüm ilkesinden yararlanılarak güneş pilleri aracılığıyla elektrik enerjisi de elde edilmektedir.

Güneş pilleri tarafından soğurulan güneş ışınımının çoğu elektrik enerjisine dönüştürülmez ve hücre sıcaklığını artırarak elektriksel verimi düşürür. Bu amaçla son yıllarda PV modüllerin tek başına kullanılmasına bir seçenek olarak aynı anda elektrik ve ısı enerjisi üretebilen, bir PV modülün soğutma donanımı ile birlikte kullanıldığı hibrid güneş pili/termal toplayıcı (PV/T) sistemleri üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır.

Enerji verimini artırmak için termal toplayıcılar fotovoltaik hücrelerle birleştirilerek düşük sıcaklıkta ısı ve elektrik enerjisi elde etmek üzere hibrid enerji üreteçleri olarak kullanılmaktadır. Güneş ışınımı, toplayıcı yutucu yüzeyi ile ısıl temasta bulunan fotovoltaik hücreler ile kısmen elektrik enerjisine dönüştürülür ve fotovoltaik hücrelerde oluşan fazla ısı termal sistemin girişi olarak görev yapar.

25oC olan bir bölgede çalışan güneş pili 45oC’a çıkmaktadır (güneş pilinin sıcaklığı; ortam sıcaklığına, nem ve rüzgar miktarına bağlıdır), bu durum karşısında güneş pillerinin elde ettiği bu ısıdan faydalanmak ve güneş pilini soğutmak amacı ile hibrit sistemler geliştirilmiştir.

Nasıl çalışır?

Fotovoltaik modülün altına bütünleşmiş su veya hava kanalları ile modül soğutulur. Su kanalları ile bütünleşik panellerde bulunan su, pompa yardımı ile sirkülâsyonu yapılır (zorlanmış dolaşımlı). Hava kanalları bütünleşik sistemler de ise ısıtılan havanın enerjisi, enerji transfer ünitesi ile suya aktarılır ve ısıtılan hava doğrudan iç ısıtmada kullanılır.

Avantajları Nelerdir?

-Modül sıcaklığını azaltarak, artan elektrik eldesi ve aşırı ısınmadan dolayı meydana gelebilecek olası hataları önleme (Ortam sıcaklığı 20oC olan bir bölgede, 50oC’a ulaşmış bir güneş pili %15 verimsiz çalışır)

-Panel sayesinde aynı anda elde edilen ısı enerjisi ile birlikte verim artışı (Kısıtlı alanda ısı enerjisi üretimi ile artan verim) -Elektrik eldesi 110watt/m2, ısı eldesi 300watt/m2’dir fakat sadece ısı gereksinimi olan bölgeler için uygun değildir (vakum tüplü sistemler 550watt/m2 ısı eldesi sağlayabilirler)

-Tek sistem üzerinden hem elektrik hem ısı enerjisi eldesi sağlanır ve fotovoltaik sistemin daha stabil çalışmasını sağlar. -Fiyat olarak normal fotovoltaik sistemlerden %25 daha maliyetlidir fakat kendilerini kısa süre içerisinde amorti edebilir.

Avusturyalı bir firma olan MY-PV ise daha farklı bir çözüm getirerek elde edilen elektrik enerjisini kullanmaktadır. Fotovoltaikli sıcak su, yeni bir teknolojidir. Geleneksel güneş ısı sistemlerinin aksine sıvı ile kapalı döngü yoktur, ancak enerjiyi modüllerden kazana taşıyan kablolar bulunur. Kazana monte edilir ve suyu ısıtır. Boru ve pompalara gerek yoktur. Soğuk ve buhar toplayıcılarla ilgili sorunlarla karşılaşılmamaktadır. Çok daha basit ve düşük maliyetlidir.

Fotovoltaik modüllerden gelen DC akımı, ısıtıcının azami güç çıkışı için bir MPP-Tracker ile kontrol edilir. Bu amaçla, elektrik şebekesine bağlantı gerekli değildir. Patentli yedekleme fonksiyonuyla, kötü hava koşullarında sıcak su tedariki sağlanabilir. Yaz aylarında geleneksel ısıtma sistemini tamamen kapatabilirsiniz. Bu, ömrünü uzatır. İstenilen su sıcaklığı bir düğme ile ayarlanabilir.

Firmanın sunduğu farklı çözümler bulunmaktadır. Bunlar;

Fazla enerji üretildiğinde; binanın enerji yönetim sistemi veya pil yönetim sistemi ile iletişim kurar. Fazla enerji algılanırsa, enerji sıcak suda saklanır. Bu sayede 10 – 20 kWh ekstra depolama kapasitesi kolayca ekleyebilirsiniz.

Şebeke kontrol düzeni vasıtasıyla, şebekede mevcut fazla enerji varsa ve sıcak suda saklama için kullanıyorsa bunu algılar. Bu sayede şebeke dışı sistemdeki tüm depolama kapasitesi ölçeklenebilir. Şimdiye kadar boşa harcanan enerji kullanılmaktadır.

Yukarıda anlatılan çözümler sayesinde hem fotovoltaik sistemler ile elektrik üretimi hem de sıcak su üretimi gerçekleşmektedir. Çok fazla yaygın kullanılan bir teknoloji olmasa da ilerleyen zamanlarda daha sık karşımıza çıkar hale gelecektir.

Kaynakça

http://www.acikerisim.ege.edu.tr
http://www.my-pv.com
http://www.gunessistemleri.com

Güneş Enerjili Şarj İstasyonları 09.03.2021

Güneş Enerjisi Sistemlerinde Eviriciler (İnverterler) 09.03.2021

Güneş Enerjisi Sistemleri Sigortalanabilir mi? 09.03.2021

Bir Fabrika Tüm Enerjisini Kendisi Üretebilir Mi? 09.03.2021

Güneş Enerjisi ile Öz Tüketim 09.03.2021

Daha Çevreci Oteller için Fotovoltaik Sistemler 09.03.2021