Seralarda Fotovoltaik Enerji Üretimi ve Isı Pompası Kullanımı:

1—Seraların enerji ihtiyacı için sera çatısına konulan fotovoltaik paneller ve ısıtma ve soğutmasında toprak kaynaklı ısıtma pompaları kullanılabilir.

1.2--Düşük sıcaklıktaki yenilenebilir enerji kaynaklarından etkin olarak yararlanabilmek için geliştirilen yeni teknolojiler arasında, en yaygın olarak kullanılanı ısı pompası sistemleridir.

1.2.1--Toprak kaynaklı ısı pompalarının performans katsayılarının diğer ısı pompası uygulamalarına göre yüksek olması, sistemin işletme maliyetini azaltmaktadır.

1.3--Elde edilen enerjinin, tüketilen enerjiden daha yüksek olması ile sağlanan enerji tasarrufu hem kullanıcıya hem de ülke ekonomisine önemli kazançlar sağlar. Ayrıca,çevre dostu olan bu sistem kullanılarak, sera gazı emisyonları azaltılabilir.

1.4--Çok geniş yüzey alanına sahip olan tarımsal yapıların çatılarının

enerji üretimi amacıyla kullanılması, dağınık güç üretim sistemlerinin kullanılmasını yaygınlaştıracaktır

2—Yapılan Çalışmalar:

2.1--Seranın enerji ihtiyacı için kurulan PV santral kurulumunda 1 MW kurulu güç için 20.000 m² arazi gerekirken,çatısı, %40 gölge %60 geçirgen özellikte PV hücre döşeme aralığındaki camlarla kaplanan 1 MW kurulu güç için 15.000 m² sera alanı yeterli olmaktadır

2.2—Seranın ısıtma ve soğutmasında kullanılan Güneş enerjisi destekli-toprak kaynaklı ısı pompası sistemi, güneş ve topraktan gelen enerjiyi kullanarak çevreye zarar vermeden ısıtma ve soğutmada ideal konfor şartlarını en ekonomik şekilde sağlayabilir.

2.3—Yapılan bir bilimsel çalışmada yatay durumda ısı değiştirici, güneş toplacı ile bağlantılı bir ısı pompası kullanmışlardır. 100 m2 yüzey alanı ve 229,5 m3 hacim için sayısal bir model geliştirilmiştir.Güneş toplaçlarının yüzey alanı 8 m2'dir.

3—Kaynak Çalışma:

1—Kaynak çalışmada Taban alanı 10000 m2(100x100 m2) olan cam sera 4 mm kalınlığından cam panelleri ile kaplıdır. Venlo tip sera çatısında 0,73×1,65 m boyutlarında standart cam panelleri bulunmaktadır.

1.1--Cam panelleri ve cam çerçeveleri kendi kendilerini desteklediklerinden, çatıyı desteklemek için ek kirişler yoktur.

2--Cam serada toplam yükseklik 7 m'dir

3--Toplam 11 bölmeli cam seranın güney cephesine damalı şekilde 1155 adet PV modül yerleştirilecektir.

4--Her modülde 15,675×15,675 cm boyutlarında 72 adet PV hücre bulunmaktadır. Bu durumda, sistemin toplam kurulu gücü (375 W×1155) = 433,13 Kw olacaktır.

5--Alanı 1,94 m2 olan modüllerin, sera çatısında kapladığı toplan alan yaklaşık olarak 2240 m2'dir

6--Ortalama ısıtma yükü en yüksek Ocak ayında 356,2 kW, en düşük Mayıs ayında 24 kW ve yıllık ortalama 147,46 kW olarak belirlenmiştir

6.1--Isıtma yükü Şubat ayında en fazla 1140 kW değerine yükselmektedir.

6.2--Ortalama soğutma yükü en yüksek Temmuz ayında 251 kW, en düşük Ekim ayında 27,2 kW ve yıllık ortalama 138,52 kW olarak hesaplanmıştır.

6.3--Soğutma yükü Temmuz ayında en fazla 983,6 kW değerine yükselmektedir.

4—Sonuç olarak Enerji üretimi ve verimliği anlamında özellikle seralar ve hayvan barınakları gibi çok geniş çatı yüzeyine sahip tarımsal yapılar hem bu tesisler hemde ülke enerji açığına yeni bir enerji üretim alanı alternatifi sağlayabilir.

Kaynak: Tesisat Mühendisliği - Sayı 182 - Ocak/Şubat 2021-- Yapıya Entegre Fotovoltaik Sistem İle Elektrik Üretilerek İklimlendirilen Sera Tasarımları--Hasan Hüseyin ÖZTÜRK-Prof. Dr.-Makina Mühendisi-Çukurova Üniversitesi-Ziraat Fakültesi-Tarım Makinaları ve Tek. Mühendisliği-Adana-hhozturk@cu.edu.tr--Nurdan YILDIRIM ÖZCAN-Doç. Dr.-Makina Mühendisi-Yaşar Üniversitesi-Mühendislik Fakültesi-Makine Mühendisliği-İzmir-nurdan.yildirim@yasar.edu.tr