Güneş paneli ile evi ısıtma procesi (teorik) / Termal batarya

Selam gençler. Dün biraz boş kaldım ve anında bir pislik ürettim. Termal bataryaları duymuşsunuzdur. Artık elektrikle kum veya yağ gibi bir malzeme ısıtıyorlar. Bunu çok iyi yalıtılmış bir siloda saklıyorlar. Gerekli hallerde ısı enerjisi olarak evlere dağıtıyorlar.

Sonra düşündüm. Bunun mini versiyonu neden yapılmasın?

Konsept şu: 1000lt bir su depomuz var. Çok iyi yalıtımlı. (15cm cam yünü üstüne birkaç katman daha farklı yalıtımlar). Bu depomuz bodrum katta duruyor (binaya yük bindirmemek ve dış etmenlerden uzak olmak için), tepede güneş panelleri var (su ısıtma). Güneş panelleri 1000lt depomuzu bir pompa vasıtası ile gündüz ısıtıyor. Bir diğer pompa da termal bataryamız olan 1000lt'lik depomuzdan radyatörlere su yolluyor. Yaptığım hesaba göre, 80 derecedeki sudan 45 derecedeki suya düşene kadar (delta 35 derece) 1000 litre su 34.940kcal enerji vermiş oluyor. Bu da neredeyse 4m3 doğalgazın yanınca verdiği enerjiye eşit. Kabalama bir hesapla, Sıcak bir bölgede yalıtımlı 90m2 bir ev 24 saatte bu kadar gaz yakar.

Dolayısı ile, sıcak bölgede, hele ki güneşli gün sayısı da fazla ise, sadece güneş paneli ile ev ısıtmak teoride mümkün. İhtiyaç duyulacak güneş paneli adedini falan hesaplamam lazım.

Biliyorum, komik bir proje. Müstakil evde mümkün olabilir. Bir apartmanın çatısı o metrekareyi ısıtmaya yetmez. Ama çoğu müstakil evin yeter. Batarya büyük tutulursa, 3 günlük enerji ihtiyacı bile depolanabilir. Ev büyüdükçe batarya büyür, panel sayısı artar. Gene hallolur.

Yaptığım baz hesaba göre 80 derecedeki termal batarya iyi yalıtılırsa saatte maksimum 250w enerji kaybediyor. 215kcal kaybediyor. 24 saatte 5160kcal kayıp var. Güneş paneli yeterince fazla ve depoda barındırdığımız enerji eve göre yeterince büyükse, öldüm bittim bir kayıp değil.

Kış aylarında güneşli havalarda sorun olacağını sanmıyorum. Bulutlu havalarda pek işe yaramıyor değil mi güneş panelleri?  

Evet, herhangi bir cevap gelmedi, ama gelecekte biri benzer bir zihnisinir projesine girişirse diye öğrendiklerimi buraya yazacağım.

Öncelikle sıcak su elde etmek için ekstreme kaçmazsanız (parabolik güneş panelleri gibi) iki temel tür var:

1) Cam tüplü olanlar

2) Panel tipi olanlar

Cam tüplü olanlar anladığım kadarıyla ısınan suyun yükselmesi prensibi ile çalışıyor. Çünkü cam tüplerin tek tarafında conta var. Alt tarafında yok. Daha verimliler, daha kırılganlar.

Panel tipi olanların aluminyum borulu, bakır borulu ve iç boya tiplerinin değişkenlik gösterdiği varyasyonları var. Üstlerinde cam yüzey oluyor. Bu camlar da düz cam veya temperli cam olabiliyor.

----------------------------

Evi ısıtmak istiyorsanız ister istemez en az bir devridaim pompası kullanılacak. Tek pompa olursa depo - pompa - radyatörler - kollektörler - depo şeklinde bir hat olacak. Kollektörler sadece gündüz işlevsel olduğu için selenoid valfler takarak gün sonunda kollektörler devridaimden çıkarılmalı. Aynı şekilde çok soğuk havalarda kollektörleri boşaltmaya yarayacak bir valf, tepeden hava almasını sağlayacak bir valf de şart. Böylece donma yaşanabilecek geceler kollektördeki sular otomatik boşaltılabilir. Ancak karışık bir sistem olduğu açık. Aşırı ısınmaya karşı kontrol de daha zor. Radyatör devridaimi ile kollektör devridaimi aynı. Dolayısı ile hız kontrolü zayıf.

Benim aklıma yatan ve benim için uygulaması daha kolay olan çift pompalı sistem. Depo ile kollektör arasında su devridaimi yapan bir pompa var. Depo ile radyatörler arasında su devridaimi yapan ikinci bir pompa daha var. Bu sistem yönetmesi daha kolay bir sistem.

Bu arada bu depolara Türkçe'de akümülasyon tankı deniyor. Oldukça pahalılar. Şu anda ikinci el bir 1 tonluk olanı 9000TL. Geberik olabilir. Bilmiyorum. Normalde 35.000TL falanlar. Polietilen (plastik) tanklar 60C'ye kadar tavsiye ediliyor. Dolayısı ile sakat iş. Başka alternatifler var; ama Türkiye'de bulamadım. Benim kafam fibere bastığı için, polietilen alınıp dışı fiber kaplanabilir. Sonuçta içmeyeceğiz. Polietilen sıcaklıkla yumuşuyor. En erken eriyen polietilenin 105 derece gibi bir erime sıcaklığı var. Dolayısı ile 90 derecedeki polietilen aşırı yumuşak olacaktır. Fiber şart. Ona rağmen 90 dereceyi aşmamalı. Tutarsa çok da iyi bir ısı yalıtım tabakası fiber. Ama ne olsa sakat bir yaklaşım. Aklınıza gelen ucuz ve sıcağa dayanıklı depo türü varsa söylerseniz sevinirim. Aklımda olsun.

------------------------------

Panel tip kollektörler daha ucuz ve ikinci elde çokça bulunuyor. Bakır borulu olanlar daha iyi olmakla birlikte, günümüz radyatörleri aluminyum. Aynı sistemin içinde metrelerce aluminyum (radyatör) ve metrelerce bakır (kollektör) kullanmak iyi bir fikir değil. Galvanik korozyona sebep olabilir. Biraz araştırmam lazım. Verimi daha düşük olsa da aluminyum tercih sebebi olabilir.

Suyun kaynama sıcaklığı ile limitli olsak da, gliserol katkısı ile kaynama sıcaklığı yükseltilebiliyor. Çok abartmamak lazım. Radyatörler su için üretilmişler ve herkes dokunmaya alışık. Dokununca duman çıkmasını istemezsiniz.  Su/gliserol karışımının kaynama noktası 120C'ye yükseltilirse, gönül rahatlığı ile 100C'ye çıkılır. Bu da size daha çok enerji depolama imkanı sunar. Bir fikir olarak... Ama deponuzun buna dayanan bir depo olması lazım. Yukarıda anlattığım leşçi fikirle asla asla olmaz.

-----------------------------

https://www.tesisat.org/gunes-enerjisi-kollektor-hesabi-ve-tesisat-baglantilari.html

Burada çok faydalı bir bilgi var. Mesela Balıkesir için en kötü ay olan aralık ayında güneş bir günde ortalama (ay ortalaması) metrekareye 1386kcal enerji verebiliyor. Panelin kaybı sebebiyle 1200 alalım. 1.88m2 bir panelin 2250kcal ısı elde edebileceğini varsayabiliriz. Bize 24 saatte lazım 30-35.000kcal. 15 adet panel işimizi görür. Ahahahahaha!! Yatırımı en kötü aya göre ucu ucuna yaparsan o ay 2-3 gün üşüyeceğin de garanti. Zira üst üste 3 gün güneş verimsiz olabilir. Termal bataryanda enerji kalmayacağı için üşürsün.  Ama en kötü ayı atlattıktan sonra babalar gibi ısınırsın. Bu arada, Balıkesirde 90m2 bir evin 30-35.000kcal enerjiye ihtiyaç duyacağı da tamamen varsayım. Umarım ihtiyaç daha azdır.

Böyle bir sistemi ikinci el toplasak, panelin tanesi 1250TL'den 18.750TL, iki adet pompa 2500TL, depo yalıtımı ve aksesuarları ile birlikte 7-10.000TL tutar. Sistemin valfleri, vanaları, boruları, elektroniğine de 5000TL yazdım. 36.250TL sadece malzeme tutar. Bugün dolar 31.33TL. Gelecekte bu işle ilgilenen olursa not düşmüş olayım.  Pahalı bir iş. Ama sanıyorum ciddi hesap hataları yaptım. Veya Aralık ayında ısınacağız diye, Mart ayında kavrulacak kadar ısınabileceğiz.  Böyle bir sistem gündüz çift pompadan ötürü kabaca saatte 230w elektrik harcar. Gece 100w harcar. Başka da bir maliyeti olmaz.

-------------------------------

Elektronik kısımda, aklıma şu geldi: verimsiz bir güneşle verimsiz de olsa elektrik üretebilecek herhangi bir panelle güneş ışığı kalitesi anlık takip edilebilir. Güneş ışığı verimi düştükçe, üretilen elektrik miktarı düşeceği için, su ısıtıcı kollektör panellerin ne zaman devreden çıkacağına otomatik olarak karar verilebilir. Aklınızda olsun.

-------------------------------

Not: Bu konsept tamamen hayal ürünüdür. Potansiyel olarak uygulama imkanım olan konut Ayvalık'ta. Yalıtımsız bir müstakil evdir. Dolayısı ile bunu yapacak olsam önce yalıtım yaparım. Ev ideal bir "my maximised mini house"dur. 4+1 3 banyolu bir ev olup, merdiven boşluğu hariç 90 metrekare net alanı vardır. Boşluğu da katsak 100m2 max.  Tekne gibi ev. 21m2 salon, 7, 8.5, 11 ve 14 m2 odalar, 5 m2 mutfak ve 3 banyo da toplam 10m2.  Koridor, antre ve çatı arasından çıkardığım depo odası da dahil 90 metrekare + merdiven boşluğu. Ama 4+1.  

Size şöyle anlatayım: bir banyosu şu şekilde: Kapı dışarı açılıyor. karşına lavabo çıkıyor. Sola dönersen klozet. Sağa dönersen duşakabin. Banyonun 3 metre boyu, 88cm eni var.  

Böyle bir evde bile evi 7/24 güneş paneli ile ısıtabilmek için neredeyse 30 metrekare güneş kollektörüne ihtiyaç duyuluyor. Feci bir durum. Umarım hesap hatam vardır. Ben bu teorik hesaba girişirken "Maksimum 20 metrekare yeter" diye düşünüyordum.

Son olarak, Balıkesir'de müstakil 100m2 bir evi en soğuk ayda ortalama günde 4m3 doğalgazla ısıtabilir misiniz? Bari bu daha düşük olsun. Hayali kolektörlerimizin sayısını azaltalım.