Jeotermal Enerji Derneği (JED) Başkanlığı’na yeniden Ali Kındap seçildi Wavin’den Naturel Park Projesi’ne inovatif boru çözümleri Doğu İklimlendirme ISH Digital’de Yerini Aldı ESSİAD’ın Yeni Dönem Yönetim Kurulu Başkanı Can İŞBİLEN Oldu MÜKAD 2.Olağan Genel Kurul'u Ankara De Monti Otel 'de yapıldı Meva Şehir’in Tercihi Yüksek Verimli Mimsan Kazanlar İSKİD’in 15. Dönem Yönetim Kurulu, Ayk Serdar Didonyan başkanlığında göreve başladı Malta’da QUAD İş Kulelerinin Otopark Havalandırma Sistemi ve Havalandırma Fanları VENCO Tarafından Sağlandı KENTSEL DÖNÜŞÜM ENERJİ TASARRUFU İÇİN FIRSATTIR HER PAYDAŞIN EMEĞİNİ KAPSAYAN LİSTEYE ÜLKE ENERJİ’DEN TAM DESTEK TEKNOLOJİYE ATLAYIN: CASTEL UYGULAMA SEÇİCİ FOSİL YAKIT KULLANMADAN DA ISINMAK MÜMKÜN: LG THERMA V MONOBLOC İMBAT DOMESTİK SOĞUTMA GRUBU SAĞLIK BAKANLIĞI ONAYLI LABORATUVARDAN TAM NOT: HAVADAKİ BAKTERİLERE KARŞI %99.9999 ETKİLİ CASTEL'DEN 3061E - CO2 SİSTEMLERİ İÇİN KÜÇÜK VE GÜÇLÜ EMNİYET VALFİ

Prof. Dr. Hasan A. Heperkan

YENİLENEBİLİR ENERJİNİN BİNALARDA KULLANIMI 

 

Sürekli ekonomik gelişme ve nüfus artışı ile dünyanın elektrik tüketimi artmaktadır. Fosil yakıtlar, yenilenebilir enerjiye artan ilgiye rağmen, elektrik üretiminde birincil enerji kaynağı olmaya devam etmektedir. Dünya çapında artan enerji talebi, enerji arzı ve çevre üzerinde büyük bir baskı oluşturmaktadır. Fosil yakıtların çıkarılması, taşınması ve yakılmasıyla ilgili çevresel maliyet çok büyük boyutlara ulaşmıştır. ABD'de, 2017 yılında elektrik üretim sektörünün, tek başına toplam CO2 emisyonlarının %28'ini oluşturduğu tahmin edilmektedir. Yakın gelecekte artması beklenen tüketim nedeniyle, çevresel etkileri azaltırken artan elektrik talebini karşılamak için yenilenebilir enerji, önemli bir alternatif olarak teşvik edilmektedir. Konvansiyonel enerji kaynakları artık sadece günümüzün talebini karşılamakta yetersiz kalmamakta, aynı zamanda sera gazı emisyonları ile küresel ısınmaya da katkıda bulunmaktadır [1]. Farklı yenilenebilir enerji kaynakları arasında güneş enerjisi, artan enerji tüketimi ihtiyaçlarını karşılamaya yardımcı olmak için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Dünya çapında güneş PV kapasitesinin küresel elektrik talebinin %4'ünü karşılayacak şekilde genişleyeceği tahmin edilmektedir.

 

Dünyadaki ticari enerji tüketimi, yaklaşık olarak %81 fosil yakıtlara, %5 nükleer, %2 hidrolik, %5 biyokütle ve %7 yenilenebilir enerji kaynaklarına bağlıdır. Elektrik yenilenebilir olmayan kaynaklardan (kömür, doğal gaz, petrol ve uranyum) %80 oranında üretilmektedir. Gerisi yenilenebilir kaynaklar kullanır. Hidrolik enerji, aralarında %19'luk bir paya sahiptir (Şekil 1). Güneş, rüzgâr, biokütle ve jeotermal kaynaklar sadece %1'dir [2]. Yapı sektörü, küresel elektrik talebinin yaklaşık %50'sinden ve küresel sera gazı emisyonlarının %25'inden sorumludur; bunun yaklaşık %30'u doğrudan emisyondur (örneğin, mahal ısıtma ve sıcak su üretimi) ve %70'i dolaylı emisyonlardır (örneğin elektrikli ev aletleri ve aydınlatma).

1111

 

Türkiye çeşitli enerji kaynaklarına sahip olmakla beraber ürettiği toplam enerjinin yarıdan fazlasını ithalatla karşılamaktadır. Elektrik üretimine baktığımızda ağırlıklı olarak doğal gaz kullanılmaktadır [3]. Diğer taraftan dünyadaki duruma bakıldığında, elektrik üretiminde gaz kullanımının bu kadar yüksek olmadığı görülür. Türkiye’de genel eğilimlerin aksine bir uygulama göze çarpmaktadır. Ayrıca bizim doğal gaz kaynaklarımızın olmadığı da hatırlanırsa ilginç bir tablo oluşur.

 

Türkiye’nin enerji tüketimi sektör bazında incelendiğinde, enerjinin %25’inin konutlarda, %24’ünün sanayide, %20’sinin ulaşımda, %3’ünün tarımda, %23’ünün çevrim ve enerjide ve %5’inin enerji dışı amaçlarda kullanıldığı anlaşılır. Elektrik tüketimi ise %21,8 konutlarda, %46,8 sanayide ve %26,9 ticari binalarda gerçekleşmektedir [3].

 

Hâlbuki Türkiye‘nin çeşitli yenilenebilir enerji kaynakları ve büyük bir potansiyeli vardır. Örneğin jeotermal potansiyeli dünya toplamının yaklaşık %8’ini oluşturur. Coğrafi konumu nedeniyle güneş potansiyeli de oldukça fazladır. Ölçümler ortalama 3,6 kWh/m2gün güneş ışınımı aldığını göstermektedir. Ayrıca hidrolik enerji üretebilecek çok sayıda su kaynağına sahiptir. Rüzgâr enerjisi potansiyelinin ise 160 TWh olduğu tahmin edilmektedir.

 

Enerji kaynaklarının kullanımında fosil yakıtların yakılması büyük önem taşımaktadır. Yakma sistemlerinin veriminde yapılacak ufak gelişmeler dahi ülke genelinde büyük tasarruflara neden olacaktır. Günümüzde kullanılan enerji üretim teknolojilerinin hepimizce bilinen sakıncaları bulunmaktadır. Karbondioksit iklim değişikliği yaratan insan etkinliklerinin yaydığı en önemli sera gazıdır. Bugün, özellikle kuraklıklar, seller ve rekor kıran sıcaklıklar yüzünden mercanların ağarması ve kutupların erimesi gibi iklim değişikliği etkilerine tüm dünya tanık olmaktadır. Bu nedenle en kısa zamanda yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelerek, acilen karbondioksit yayılımını azaltmaya ve fosil yakıtlardan vazgeçmeye başlamak zorundayız.

 

Mevcut fosil yakıtlı enerji modeli artık uygun olmadığından, enerji strateji ve politikalarını düşük karbonlu bir toplum yönüne çevirebilmek için bir paradigma değişikliği gerekmektedir. Uluslararası Enerji Ajansı, IEA 2017 Enerji Teknolojisi Perspektifi kapsamında, örneğin tüm ekonomik sektörlerde çeşitli elektrifikasyon senaryolarının yararlarını ve zorluklarını araştırmıştır. Bu bağlamda, elektrifikasyon açısından büyük potansiyeli nedeniyle bina sektörünün rolüne özel önem vermiştir. İklimlendirme teknolojilerinde artan elektrik ve elektronik kullanımı, yenilenebilir enerji kaynaklarının binalara entegrasyonu açısından ilginç fırsatlar da sunmaktadır. Bu çerçevede, HVAC sistemlerinin rolü çok önemli olup optimal kullanımları durumunda, yerel yenilenebilir enerji kaynaklarıyla bütünleşme, sera gazlarının ve hava kirletici emisyonlarının azaltılması ve elektrik şebekesinin dengelenmesi sağlanabilecektir [4].

 

Dünya devletleri ve uluslararası kuruluşlar enerji kaynaklarına (petrol, doğalgaz, kömür…) erişim için birbirleriyle rekabet halindedir. Enerji, sanayileşmenin altyapısı ve günlük yaşamın vazgeçilmez bir unsurudur. Bu nedenle enerji ihtiyacı ulusal ve uluslararası gündemde önemli bir yer tutmaktadır. 

Sürdürülebilir kalkınmanın anahtarı ise, enerji arz ve talebi arasındaki denge, çevrenin, temiz, sağlıklı ve kirletici maddelerden arınmış olmasıdır; aynı zamanda, binaların enerji performansı da sürdürülebilir olmalıdır. Bu bağlamda akıllı binalar, enerji verimliliğinin önemli bir aşamasını temsil etmekte ve akıllı mikro şebekenin temel unsurunu oluşturmaktadır. İklimlendirme ve mekanik sistemlerin planlama, uygulama, kontrol ve düzeltme döngüsü sırasında büyük miktarda veri saklanmalı ve işlenmelidir. Binalarda enerji verimliliğini sağlamak için kablosuz sensörler ve mikro kontrol elemanlarından oluşan bir ağ yapısı kullanılmaktadır [5].

 

1750'lerde başlayan sanayi devriminden sonra atmosferdeki sera gazlarının konsantrasyonu artmaya başlamış, karbondioksit konsantrasyonu %40 artarak 280 ppm'den 394 ppm'e ulaşmıştır. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'ne (IPCC) göre, karbondioksitteki artış esas olarak fosil yakıtların kullanımından kaynaklanıyor. İkinci dikkate değer faktör, arazi kullanımındaki değişiklik, özellikle de ormanların yok edilmesidir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli, atmosferdeki insan faaliyetlerinin etkisinin bir sonucu olarak küresel ortalama sıcaklıkların arttığını göstermiştir [6].

 

IPCC tarafından yapılan bilimsel bir araştırmanın sonuçları, küresel ortalama ısınmanın 1,5°C'nin altında tutulması gerektiğini gösteriyor. Böylece iklim değişikliğinin gezegenimiz ve insanlık üzerindeki yıkıcı etkileri azaltılabilir, Kuzey Kutbu'ndaki ekosistemin tahrip olması, kuraklık ve 300 milyondan fazla insanın hayatını etkileyecek içme suyu eksikliği önlenebilir. Deniz yaşamında çok önemli bir yere sahip olan mercan resiflerinin tahrip olması, ada ülkelerini önemli ölçüde etkileyen deniz seviyesinin yükselmesi engellenebilir. Sıfır karbon veya karbon nötr hale gelmek için daha fazla çabaya ihtiyaç duyulmakta, küresel ısınmayı 1,5°C'nin altında tutarak olası afetlerin önlenmesi planlanmaktadır [7].

 

AB ülkeleri, küresel sera gazı salımındaki payları sadece %10 olmasına rağmen sorumlulukla hareket etmiş ve 2050 yılına kadar bu seviyeleri 1990 seviyesinin %85-90'ına getirmeyi bir politika olarak kabul etmişlerdir. Eski günlerdeki AB'nin ünlü 20-20-20 hedefine 2012 yılında ulaşıldı ve bazı üye ülkeler bugün 2020 hedefini geçti. 2050 yılına kadar karbon ekonomisi kurmak için bir yol haritası (8 Mart 2011) hazırladılar ve temel unsurları belirlediler.

 

Üye devletler, uzun zamandan beri bireysel devlet politikalarında yenilenebilir enerjileri ve enerji verimliliğini teşvik ediyorlar. Ayrıca uluslararası arenada da öncü bir rol oynuyorlar. Bu politikaların yansıması, sıfır enerjili binaların kurulmasına yol açmıştır. Bu binaların net enerji tüketimi yoktur ve karbondioksit üretmezler. AB hedeflerine göre, 2018/2019 itibarıyla kamu binaları ve 2020/2021 itibarıyla tüm diğer binalar sıfır veya sıfıra yakın bina olmalıdır.

 

AB, bu amaca hizmet etmek için Binalar için Enerji Performansı Direktifi EPBD'yi (2002/91 / EC) yayınladı. Bu direktif, enerji verimliliğini hedefleyen önceki direktiflerin, Sıcak Su Kazanı Direktifi (92/42 / EEC), Yapı Malzemeleri Direktifi (89/106 / EEC) ve SAVE Direktifinin (93/76 / EEC) karbondioksit emisyonlarını azaltmak için bir ilerlemesi olarak düşünülebilir.

 

Binalarda enerji performansı yönetmeliği, ısıtma, aydınlatma, soğutma, klima, havalandırma gibi her türlü enerji kullanımını, dış hava şartları ve yerel şartları, iç hava kalitesi ve maliyet etkinliği dikkate alarak enerji tüketimini azaltmayı hedefler. Enerji kaynaklarının daha rasyonel kullanılmasını sağlamak amacıyla, enerji verimliliği teknolojilerinin ve yenilenebilir enerjinin hem yeni hem de mevcut binalarda dikkate alınmasını teşvik eder. Bunları gerçekleştirmenin yolları arasında, söz konusu tedbirlerin, bina dış kabuğunda yapılacak değişiklikler de (mantolama gibi) dahil olmak üzere büyük tadilatlarda zorunlu kılınması, binalara enerji belgesi verilmesi, kazanların ve iklimlendirme sistemlerinin denetlenmesi sayılabilir.

 

Kasım 2016 da Avrupa Komisyonu tarafından yayınlanan “Bütün Avrupalılar için Temiz Enerji” mevzuat teklifi, binalar için enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji kullanımını içeriyor. Bu teklif hem “Binalarda Enerji Performansı Direktifi”, EPBD de, hem de “Yenilenebilir Enerji Direktifi”, RED de değişiklikler öneriyor. Bu değişiklikler, özellikle ekonominin karbondan arındırılması 2050 hedeflerinin tutturulmasında önemli bir yere sahip. Avrupa Birliği yenilenebilir enerji kullanım oranını 2030 yılına kadar yükseltmeyi hedeflemektedir. Bu hedefe ulaşmak amacıyla, Bina Enerji Performansı Direktifi, EPBD, 2021 yılından sonra bütün yeni binaların yaklaşık sıfır enerjili bina olmasını istemektedir. İlaveten, yenilenen binalar için de benzer talepler olacaktır; RED in hedefi ise yenilenebilir kaynaklardan enerji üretimini teşvik etmektir. Öneriler, binaların teknik sistemlerine odaklanıyor. 

 

Paris Antlaşmasının imzalanmasından bu yana yeni ve mevcut binaların enerji performansları sürekli gündeme gelmektedir. Küresel ısınmanın sınırlandırılması ve CO2 emisyonlarının azaltılması gereklidir ve zaman kaybedilmemelidir. Avrupa, kullandığı enerjinin yarısını ısıtma ve soğutma olarak termal enerji şeklinde tüketir. Bu enerjinin çoğu fosil yakıtlardan (konutlarda doğal gaz ve petrol) üretilir. Yenilenebilir enerji payı %15 civarındadır [8]. Bölgesel ısıtma/soğutma ve bir miktar da elektrik bu amaçla kullanılır. Binalardaki ısıl enerji tüketiminin sadece %12’si yenilenebilir kaynaklardan temin edilir. Avrupa’daki binaların çoğu 1960 yılından önce inşa edilmiştir ve ısıtma sistemleri son derece verimsizdir (yaklaşık %75’i). Yıkım oranları (yıllık % 0,1-0,2) az, yeni inşaat faaliyetleri (yıllık % 0,4-1,1) sınırlı yenileme oranları (yıllık %0,4-1,2) düşüktür. Türkiye’deki binalar da eskidir ancak son yıllarda uygulanan kentsel dönüşüm projeleriyle yenilenme oranı Avrupa’nın çok üzerindedir. Doğru değerlendirilirse bu bir fırsat yaratmaktadır. Eski binaların enerji tüketimleri yeni binalara göre çok yüksektir. Son 20 – 25 yılda yapılan binalar için enerji tüketimi yaklaşık 34 – 125 kWh/m2 civarındadır [9]. Binaların enerji ihtiyacını en aza indirgemek için HVAC sistemlerinin yenilenebilir enerji üretimi ile desteklenmesi daha yüksek enerji verimliliği gerçekleştirilmesi şarttır. İlk aşamada binaların enerji tüketimlerini azaltmalıyız. Bu amaçla yalıtım, pasif güneş önlemleri ve enerji verimliliğinin artırılması gibi tedbirler düşünülebilir. İkinci aşama bina arazisinde veya yakın çevresinde kurulu tesislerde üretilen yenilenebilir enerjilerin kullanımının artırılması ve son olarak da enerji üretim ağının karbondan arındırlması olacaktır. ISO 52000-1 söz konusu önlemlerin ne şekilde ve ne oranda etki edeceği konusunda ipuçlarını içermektedir.

 

Özellikle gelişen ülkelerde, Türkiye gibi kentsel dönüşüm sürecinde hızla yenilenen binalar, depreme dayanıklı olarak yapılırken enerji performansına da önem verilmelidir. Binaların enerji performansları sürdürülebilir olmalıdır. Yenilenebilir enerji ve PV teknolojilerindeki gelişme sayesinde fiyatların ucuzlamış olması, sürdürülebilirlik için yeterli değildir. İlk şartın binanın enerji gereksiniminin azaltılması olduğu unutulmamalıdır. Bina önce, en az enerji tüketecek şekilde tasarlanmalı ve inşa edilmelidir; yenilenebilir kaynakların adapte edilmesi o zaman daha fazla anlam kazanır.

Avrupa'da, akıllı bina teknolojisi kavramı da gelişmektedir. Akıllı bir bina, enerji kullanımı açısından verimli olan, çok düşük enerji talebini sahadaki ya da yakın bölgedeki yenilenebilir enerji kaynaklarıyla karşılayan bir binadır. Akıllı bina teknolojisi, enerji depolama ve talep tarafı esnekliği sayesinde enerji sistemini dengeleyerek karbonsuz enerji tüketimine geçişi hızlandırır. Akıllı bina teknolojisi, kullanıcılara enerji akışını kontrol etme yetkisi verir ve bu sayede konfor, sağlık, iç mekân hava kalitesi, güvenlik ve işletme gerekliliklerini tanıyarak hızlı tepki verilmesini sağlar.

 

AB’nin Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımının Teşvik ve Desteklenmesi Direktifi (2009/28/EC, RES Directive, Article 2) yenilenebilir enerji kaynaklarını tanımlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerji, rüzgar, güneş, aerotermel, jeotermal, hidrotermal ve okyanus kaynaklı enerji, hidrolik, biyokütle, gömülü çöplerden elde edilen gaz, arıtma tesislerinde üretilen gaz ve biyogaz gibi fosil yakıtlara dayanmayan enerjidir. Aerotermal enerji, havada ısı şeklinde depolanan, jeotermel enerji, yer yüzeyinin altında ısı şeklinde depolanan enerji (Bu enerji eski tanımlamada da vardı), hidrotermal enerji ise yüzey sularında ısı şeklinde depolanan enerjidir.

 

Yenilenebilir enerji, üretimi için sürekli doğal süreçlerden yararlanan ve üretim için kullandığı kaynakların tükenme hızından daha kısa sürede kendini yenileyen enerjidir. Yenilenebilir enerji türleri arasında jeotermal enerji, rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, hidroelektrik, hidrojen, dalga ve biyokütle enerjisi bulunmaktadır.

 

Güneş enerjisi, güneş ışınlarının güneş panelleri yardımıyla ısıya ve elektriğe dönüştürülmesinin bir sonucudur. Doğal enerji kaynakları arasında yer alan güneş enerjisi, çevreye herhangi bir zarar vermeden elde edilebilir. Rüzgâr enerjisi, dünya yüzeyine gelen güneş ışınlarının geliş açıları ile dünyanın dönüşü ile oluşan rüzgârların meydana gelme açılarındaki farklılıkların oluşturduğu basınçtan elde edilen enerji türüdür. Yoğun rüzgârlara kurulan rüzgâr türbinlerinden elde edilen rüzgâr enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer almaktadır.

 

Hidroelektrik enerji, su akışının ürettiği kinetik enerjinin kanallardan türbinlere iletilmesiyle üretilir. Jeotermal enerji, jeotermal kaynakların bulunduğu yerde doğrudan veya dolaylı olarak elde edilen enerji türüdür. Isıtma, soğutma, elektrik üretimi ve maden üretimi gibi farklı amaçlara hizmet eden bu tür enerji, kaplıcalar yardımı ile turizm sektörüne de yardımcı olur. [10].

 

Hidrojen enerjisi, doğada bileşikler olarak bulunan hidrojen gazının işlenmesi ve dönüştürülmesi ile üretilen bir enerji kaynağıdır. Doğal bir enerji kaynağı olmamasına rağmen sürdürülebilir ve alternatif enerji taşıyıcıları arasında yer almaktadır. Dalga enerjisi, denizdeki dalgalanmalardan ve dalgaların oluşturduğu basınçtan elde edilen enerji türüdür. Biyokütle enerjisi, biyokütle atıklarının yakılarak veya farklı süreçlerle kullanılması sonucunda elde edilen enerji türüdür [10].

 

Yenilenebilir enerjinin avantajları [10];

• Fosil yakıt kullanımını azalttığı için çevre açısından önemlidir,

• Yerli kaynakların geliştirilmesinde büyük öneme sahiptir,

• Dış kaynaklara bağımlılığı azaltır,

• Uluslararası anlaşmalara uygundur,

• Yeni istihdam sağlar ve işsizliği azaltır,

• Elektrik dağıtımının zor olduğu coğrafi bölgelerde elektrik kullanımını sağlar.

Untitled 1

 

Şekil 2, 2012-2018 yılları arasında yenilenebilir enerji kapasitesinin teknolojiye göre yıllık artışını ve toplamını göstermektedir. Şekil 2'ye göre, güneş PV enerjisi hızla artıyor. 2018 sonunda toplam yenilenebilir enerji 181 Gigawatt idi.

Şekil 3, küresel elektrik üretiminin tahmini yenilenebilir enerji payını göstermektedir. Şekil 3'de gösterildiği gibi, küresel elektrik üretiminde tahmini yenilenebilir enerji payı %26,2'dir; Bu enerjinin yüzde 15,8'i hidroelektrikten geliyor.

Şekil 4, güneş PV küresel kapasite artışını, ilk 10 ülkenin ve dünyanın geri kalanının 2018 payını göstermektedir. Şekil 4'te görülebileceği gibi, güneş PV küresel kapasite ilavelerinde Çin %45 ve Türkiye %2 paya sahiptir.

Minimum çevresel etkilere ek olarak, güneş enerjisinin çok çeşitli faydaları vardır. Güneş enerjisi yaygın olarak mevcuttur ve bu nedenle enerji ithalatına olan bağımlılığı azaltır. Güneş enerjisi, enerji çeşitliliğini artırdığından ve fosil yakıtların fiyat dalgalanmalarına karşı önlem aldığından, arz güvenliğini artırmaya ve uzun vadede elektrik üretim maliyetlerini dengelemeye yardımcı olur [12]. Ayrıca, elektriğe erişimi olmayan kırsal alanlar için, şebekeden bağımsız güneş sistemleri genellikle minimum elektrifikasyon için en uygun çözümdür [13]. Solar PV kurulumları dünya çapında genişlemektedir. Almanya ve İtalya liderliğindeki bazı Avrupa ülkeleri, büyük ölçekli güneş PV dağıtımını başlatmıştır. 2013'ten beri Çin, küresel PV kurulum pazarında liderliğini korumaktadır; ardından Japonya ve ABD gelmektedir [14].

 

Farklı coğrafi ve iklim / meteorolojik koşullara sahip farklı konumlar, PV panellerinin performansını büyük ölçüde etkileyebileceğinden, konum, PV panel kurulumu için kritik bir faktördür. Uygunluk analizi, şebeke ölçeğinde PV kurulumunun yer seçimini desteklemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Arazi eğimi, arazi örtüsü, arazi kullanımı, nüfus ve ulaşım erişilebilirliği gibi veri katmanları, güneş çiftlikleri [15-17] için uygun alanlar elde etmek için üst üste bindirilir. Konut ve bazı konut dışı PV sistemleri için çatılar genellikle tercih edilen kurulum yerleridir. Bu sistemlerde çalışmalar, ayrıntılı 3B modeller, Işık Algılama ve Aralık (LiDAR) verileri ve coğrafi bilgi sistemleri (GIS) [18-22] kullanarak çatılarda uygun alanların belirlenmesine odaklanmıştır.

 

Bir PV sisteminin optimum performansını elde etmek için birden çok faktör incelenmiştir. Diğerlerinin yanı sıra, maksimum güneş ışımasını veya sistem çıktısını elde etmek için eğim açısı ve oryantasyonu geniş çapta incelenmiştir [23]. Bulgular, coğrafi konumların ve yerel iklimin bir güneş PV sisteminin optimum eğim açısını ve yönünü etkilediğini göstermektedir. Çalışmalar, kuzey yarımkürede enlemine eşit bir eğim açısıyla güneye bakan PV panellerinin yıllık maksimum sistem performansına ulaştığını bildirmiştir [24-26]. Chang [27], güneye bakan sabit bir panelin yıllık optimum eğim açısının 65°'den küçük enlemlerde yaklaşık enlemin onda dokuzu olduğunu bildirmiştir. Duffie ve Beckman [28], artı işareti kış mevsimini ve eksi işareti yaz mevsimini ifade etmek üzere, maksimum güneş oluşumunu elde etmek için PV panellerinin yıllık optimum eğim açısını (enlem + 15°) ± 15° olarak önermiştir. 

 

Eğim açısı ve yönüne ek olarak, çalışmalar farklı güneş takip sistemlerinin güneş PV panellerinin performansını etkileyebileceğini göstermiştir [29, 30]. Farklı coğrafi konumlarda yapılan araştırmalar tutarlı bir şekilde izleme panellerinin sabit panellerden daha fazla çıkış gücü ürettiğini göstermiştir. Örneğin, Al-Mohamad [31] Şam, Suriye'de bir çalışma yürüttü ve bir azimut izleme (tek eksenli) panelinin sabit bir panele göre, sabah ve akşam ve daha yüksek verimlilikle (%40 daha fazla) %20 daha fazla günlük güç ürettiğini belirledi. Helwa vd. [32], tek eksenli ve iki eksenli izleme panellerinin, Almanya, Widderstall'daki sabit bir eğimli panele göre sırasıyla %18 ve %30 daha fazla yıllık güç ürettiğini bildirdi.

 

Bununla birlikte, çok az çalışma güneş PV panellerinin mekansal düzenine odaklanmıştır, ancak sözü edilen faktör bir güneş paneli sisteminin en yüksek potansiyeline ulaşıp ulaşamayacağını büyük ölçüde etkileyebilir. PV panel kurulumu için uygun alan sınırlı olduğunda, birden fazla güneş PV modülünün uzamsal düzeninin en iyi şekilde nasıl tasarlanacağı, maksimum enerji üretimi elde etmek için kritiktir. Bu, özellikle güneş PV kurulumları için ideal konumların genellikle sınırlı olduğu ve çevredeki ağaçların ve binaların güneş ışığını engellemesi nedeniyle parçalı olduğu kentsel alanlarda önemli bir sorundur.

 

KAYNAKLAR

[1] Birol, F. (2018). Renewables 2018: market analysis and forecast from 2018 to 2023. International Energy Agency: Paris, France.

[2] Uluslararası Enerji Ajansı, Dünya Enerji Görünümü 2018, IEA WEQ 2018.

[3] http://www.teias.gov.tr

[4] Crespi, G., Bompard, E., “Drivers for energy transition of Italian residential sector”, The REHVA European HVAC Journal, Volume: 57 Issue: 1, pp.6-11, Şubat 2020.

[5] Heperkan, H.A., Önal, B.S., Uyar, T.S., “Efficient Use of Energy in Buildings — New Smart Trends”, Accelerating the Transition to a 100% Renewable Energy Era (Lecture Notes in Energy (74), ISBN-13: 9783030407377, ISBN-10: 3030407373, 1st ed., Springer, June 2020.

[6] Climate Change (İklim Değişikliği), https://www.wwf.org.tr/ne_yapiyoruz/iklim_degisikligi ve enerji/iklim_ degisikligi/, Access Date:25.09.2019.

[7] United Nations Climate Change Conference: COP24, https://www.semtrio.com/ cop24-birlesmis-milletler-iklim-degisikligi-konferansi.

[8] http://heating-and-cooling-in-europe.eu/

[9] Hogeling, J., Rehva European HVAC Journal, Vol 52, issue 3, Mayıs 2015

[10] Özkara G. (2018). What are Renewable Energy Sources? (Yenilenebilir Enerji Kaynakları Nelerdir?) https://www.  enerjiportali. com/ yenilenebilir-enerji-kaynaklari-nelerdir/, Access Date:03.10.2019.

[11] Renewables 2019 Global Status Report, (2019). https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2019_full_report_en.pdf, Access Date:05.10.2019.

[12] Bird, L. A., Cory, K. S., & Swezey, B. G. (2008). Renewable energy price-stability benefits in utility green power programs (No. NREL/TP-670-43532). National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO (United States).

[13] International Energy Agency (IEA), Technology roadmap solar photovoltaic energy – 2014 edition

[14] International Renewable Energy Agency (IRENA), Solar energy.

[15] Janke, J. R. (2010). Multicriteria GIS modeling of wind and solar farms in Colorado. Renewable Energy, 35(10), 2228-2234.

[16] Nguyen, H. T., & Pearce, J. M. (2010). Estimating potential photovoltaic yield with r. sun and the open-source geographical resources analysis support system. Solar energy, 84(5), 831-843.

[17] Lopez, A., Roberts, B., Heimiller, D., Blair, N., & Porro, G. (2012). US Renewable Energy Technical Potentials. A GIS-Based Analysis (No. NREL/TP-6A20-51946). National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO (United States).

[18] Carneiro, C., Morello, E., & Desthieux, G. (2009). Assessment of solar irradiance on the urban fabric for the production of renewable energy using LIDAR data and image processing techniques. In Advances in GIScience (pp. 83-112). Springer, Berlin, Heidelberg.

[19] Redweik, P., Catita, C., & Brito, M. (2013). Solar energy potential on roofs and facades in an urban landscape. Solar Energy, 97, 332-341.

[20] Kucuksari, S., Khaleghi, A. M., Hamidi, M., Zhang, Y., Szidarovszky, F., Bayraksan, G., & Son, Y. J. (2014). An Integrated GIS, optimization and simulation framework for optimal PV size and location in campus area environments. Applied Energy, 113, 1601-1613.

[21] Santos, T., Gomes, N., Freire, S., Brito, M. C., Santos, L., & Tenedório, J. A. (2014). Applications of solar mapping in the urban environment. Applied Geography, 51, 48-57.

[22] Kouhestani, F. M., Byrne, J., Johnson, D., Spencer, L., Hazendonk, P., & Brown, B. (2019). Evaluating solar energy technical and economic potential on rooftops in an urban setting: the city of Lethbridge, Canada. International Journal of Energy and Environmental Engineering, 10(1), 13-32.

[23] Hafez, A. Z., Soliman, A., El-Metwally, K. A., & Ismail, I. M. (2017). Tilt and azimuth angles in solar energy applications–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77, 147-168.

[24] Gunerhan, H., & Hepbasli, A. (2007). Determination of the optimum tilt angle of solar collectors for building applications. Building and Environment, 42(2), 779-783.

[25] Benghanem, M. (2011). Optimization of tilt angle for solar panel: Case study for Madinah, Saudi Arabia. Applied Energy, 88(4), 1427-1433.

[26] Rowlands, I. H., Kemery, B. P., & Beausoleil-Morrison, I. (2011). Optimal solar-PV tilt angle and azimuth: An Ontario (Canada) case-study. Energy Policy, 39(3), 1397-1409.

[27] Chang, T. P. (2009). The gain of single-axis tracked panel according to extraterrestrial radiation. Applied Energy, 86(7-8), 1074-1079.

[28] Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar engineering of thermal processes. John Wiley & Sons.

[29] Nsengiyumva, W., Chen, S. G., Hu, L., & Chen, X. (2018). Recent advancements and challenges in Solar Tracking Systems (STS): A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 250-279.

[30] Nadia, A. R., Isa, N. A. M., & Desa, M. K. M. (2018). Advances in solar photovoltaic tracking systems: A review. Renewable and sustainable energy reviews, 82, 2548-2569.

[31] Al-Mohamad, A. (2004). Efficiency improvements of photo-voltaic panels using a Sun-tracking system. Applied Energy, 79(3), 345-354.

[32] Helwa, N. H., Bahgat, A. B. G., El Shafee, A. M. R., & El Shenawy, E. T. (2000). Maximum collectable solar energy by different solar tracking systems. Energy sources, 22(1), 23-34.

 

Pnosan-36