Sera Isıtmasında Yenilenebilir
Enerji Kaynaklarının Kullanımı:
1-- Enerjinin oldukça pahalı olduğu çağımızda seraların
bitkilerin optimum istekleri
doğrultusunda ısıtılması
büyük masrafları gerektirmektedir. Bu nedenle seralarımızda sadece dondan koruma
amacıyla ısıtma yapılmaktadır. Bu durum elde edilen ürünlerin verim ve
kalitesinin düşük olmasına neden olmaktadır. Kontrollü seralarda ısıtmanın
üretim harcamaları içindeki payı % 60’lara kadar yükselmiştir.
1.1-- Bu nedenle, sera ısıtma harcamalarını ve giderek
tükenmekte olan fosil enerji kaynaklarının kullanımını en aza indirmek için seralarda
yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına önem verilmelidir.
2--Sera Isıtmasında Güneş
Enerjisi Kullanımı:
2.1--Son yıllarda, sera
ısıtılması amacıyla, fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş
enerjisinin kullanımı gittikçe artan bir yaygınlık kazanmaktadır
2.2-- Seraların güneş enerjisiyle ısıtılmasında uygulanan
yöntemler aktif ve pasif olmak üzere iki grupta incelenebilir. Bu yöntemlerde
uygulanacak sistemlerin işlevlerini yerine getirebilmesi için güneşten gelen
ışınım enerjisini toplayarak ısıya çevirecek, depolayacak ve gereksinim duyulan
zamanlarda istenen ortam içinde dağıtacak elemanları içermesi gerekir.
2.2.1--Öncelikle seranın yerleştirilmesi,
çatı eğimi, kullanılan örtü malzemesinin ışık geçirgenliği, sera iskelet
malzemesinin kalınlığı gibi etkenlerin gelen güneş ışınlarının en fazlasının
sera içersine girmesini sağlayacak şekilde seçilmesi gerekir
2.3-- Seralarda güneş enerjili pasif ısıtma sistemlerinde,
ısı toplama ünitesi sera içerisindedir veya sera güneş ışınımından en yüksek
oranda enerji kazanımına uygun olarak tasarımlandığından, seranın kendisinden
bir toplaç olarak yararlanılır.
2.3.1--Sera iç ortamında
gündüz süresince güneş ışınımından kazanılan ısı, bir akışkan aracılığıyla ısı
depolama materyalinde depolanır ve ısı gereksinimi duyulan
gece sürelerinde geri
kazanılır. Güneş ışınımından en yüksek oranda enerji kazanılması için seranın geometrik
yapısından yararlanılır veya soğuk dönemlerde sera ortamında güneş ışınımından
enerji kazancı için yansıtıcı yüzeyler kullanılır.
2.4--Pasif ısıtma
sistemlerinde ısı depolama materyali olarak; su,toprak, çakıl veya kırma taş ve
faz değiştiren materyal (PCM) gibi değişik özellikte materyaller kullanılır
2.5--Yapılan bir çalışmada Isı
taşıyıcı akışkan olarak su kullanılan ve yansıtıcı yüzeyi metal olan
toplaçlarla deneysel ve ticari seralarda yürütülmüş araştırma sonuçlarına göre;
toplaç/sera alanı 0.05-0.32 m2, ısı deposu hacmi/sera alanı 0.02-0.08 m3,depo
hacmi/toplaç alanı 0.05-0.87 m3 ve sera ısı gereksiniminin karşılanma oranı %
30-60 arasında değişmektedir.
2.5.1--Güneş enerjili aktif
ısıtma sistemleriyle gece 17 ºC ve gündüz 25 ºC iç ortam sıcaklığı için sera
ısı gereksiniminin % 40-90’ı karşılanabilir ve geleneksel ısıtma sistemlerinin
uygulandığı seralara göre ürün verimi artar.
3--Sera Isıtmasında
Jeotermal Enerji Kullanımı:
3.1--Jeotermal enerji,
sıcaklık içeriğine göre düşük sıcaklıklı sahalar (20-70 °C), orta sıcaklıklı
sahalar (70-150 °C), yüksek
sıcaklıklı sahalar (150 °C’den yüksek) olmak üzere üç gruba ayrılır.Düşük ve
orta sıcaklıklı sahalar bugünkü teknolojik ve ekonomik koşullar altında, başta
ısıtma olmak üzere (sera, bina, tarımsal kullanımlar), endüstride (yiyeceklerin
kurutulması, kerestecilik, kağıt ve dokuma sanayinde, dericilikte, soğutma
tesislerinde), kimyasal madde üretiminde (Lityum, KaCl2,borik asit, amonyum
bikarbonat, ağır su, akışkandaki CO2’ den kuru buz elde edilmesinde) kullanılmaktadır.
3.2--Türkiye, ısıtma amaçlı
jeotermal enerji potansiyeli olarak, dünyada beşinci sırada yer
almaktadır. Ülkemizdeki
jeotermal kaynakların %95’i ısıtmaya uygun sıcaklıkta olup, 30 ºC’nin
üzerinde sıcaklığa sahip 172
adet jeotermal alan bulunmaktadır. Bu alanlar çoğunlukla batı, kuzeybatı ve orta
Anadolu’da yer almaktadır.
3.3--Türkiye’de mevcut jeotermal
ısıtma kapasitesi olan 827 MWt’in 635 MWt’lik kısmını şehir-konut, bina
ısıtması ve termal tesis ısıtması (103.000 konut eşdeğeri), 192 MWt’lik (635
dönüm) bölümünü ise sera ısıtması oluşturmaktadır. Jeotermal uygulamalardan
merkezi ısıtmada bir önceki plan dönemine göre % 62,sera ısıtmasında % 90,
termal turizmde (kaplıca) % 23 olmak üzere toplam kullanımda % 50 oranında bir
artış sağlanmıştır.
3.4--Isıtma sistemleri
içerisinde, jeotermal enerji uygulamalarına en uygun sistemin, zeminden veya
toprak altından yapılan ısıtma sistemi olduğu belirlenmiştir. Bu sistemin aynı
kaynaktan beslenen ortam havası ısıtma sistemi ile desteklenmesi en iyi çözümü sağlamaktadır.
Toprak ısıtma sistemi belirli derinlik ve aralıklarla gömülü ve içerisinde
sıcak akışkan dolaşan ısıtma borularından oluşur.
3.4.1--Günümüzde plastik
malzemelerden yapılmış ısıtma boruları,yüksek sıcaklığa dayanıklı ve kolay bir
şekilde döşenebilir olmaları nedeni ile yaygın olarak kullanılmaktadır
3.5--Serada fan ve ısı
değiştirici üniteleriyle hava ısıtma sisteminde fan ve ısı değiştirici
üniteleri seranın çatı konstrüksiyonuna asılır. Bu üniteler sudan havaya ısı
değiştirici ve basıcı fanlardan oluşur. Genellikle seralarda yapılan her türlü
yetiştirme sistemi için olumlu etkilere sahip bu ısıtma sistemleri,sadece
geçici olarak ısıtma yapılması gereken ılıman iklimler için uygundur.
3.6—Dağıtma kanallarıyla hava
ısıtma sistemlerinde jeotermal akışkan, sera boyunca uzatılan ve üzerinde
delikler bulunan PE boru içersine yerleştirilmiş diğer bir PE borudan geçerek,
hava fan yardımıyla sera ortamına dağıtılır. İçersinden jeotermal akışkan geçen
PE boru, üzerinde delikler olan PE kanal içerisine yerleştirilir. Sistem, ısı
değiştirici etkinliğinin düşük olması nedeniyle, sadece ılıman iklim koşulları
için uygun olabilmektedir.
3.7--Seralarda ısıtma
sistemlerinin kombine kullanımı, ılımlı ve soğuk bölgelerde uygun
olabilir.Kombine ısıtma sistemlerinde, toprak ve su ısıtma sistemleri sadece
asıl ısıtma sistemi olarak dikkate alınmalıdır. Fan yardımıyla çalışan
konvektörlü ısıtma sistemleri aşırı ısı yüklerinin karşılanması için uygundur.
Hava ısıtma sistemleri, serada asıl ısıtma sistemi olarak uygun değildir. Bu
sistemler aşırı veya asıl ısı yüklerini karşılamak amacıyla kombine olarak
kullanılabilir.
3.8--Sera ısıtılmasında
doğrudan ya da dolaylı olarak kullanıldıktan sonra soğuyan jeotermal
kaynaklı sular, çevreye
bırakılmamalıdır. İçerdikleri ağır metaller ve toksik elementler nedeniyle
çevre kirliliğine neden olmamak için, derin kuyular açılarak yeniden derin
katmanlara enjekte edilmeleri uygun olur. Bunun yanı sıra jeotermal kaynaklar
içerdiği metaller nedeniyle kullanım sırasında borularda kabuklaşma ve
korozyona da neden olmaktadır.
4. Sera Isıtmasında
Biyokütle Enerjisi Kullanımı:
4.1--Ülkemizde, hayvansal
dışkı kaynaklı biyokütleden 2.8-3.9 milyar metreküp biyogaz
üretilebileceği
anlaşılmıştır. Bu potansiyelin yıllık enerji cinsinden değeri 24.5 kWs’dir.
Bununla da toplam ülke enerji tüketiminin yaklaşık % 5’i karşılanabilecektir
(Eniş, 2003).
Biyogaz üretiminde hayvansal
atıklar, bitkisel atıklar ve organik içerikli şehir ve endüstriyel
atıklar kullanılmaktadır.
4.2--Kırsal kesimde biyogaz
üretimi açısından hayvansal ve bitkisel atıklar önem taşımakta olup, bunlar
genellikle ayrı ayrı kullanılırlar. Ancak bitkisel atıklardan biyogaz
üretiminde proses kontrolünün zor olması nedeniyle tarım işletmeleri için
biyogaz üretiminde asıl kaynak
hayvansal atıklardır.
4.3--Etkili bir biyogaz
üretimi için üreteç içerisindeki sıcaklık değeri büyük önem taşımaktadır. En uygun
sıcaklık değeri 30-35 ºC’dir. Bu yüksek sıcaklık değerinin elde edilebilmesi
için özellikle soğuk bölgelerde ısıtma yapılması gerekir. Bu ise ek bir maliyet
gerektirir. Genellikle 10 ºC’nin altındaki ortam sıcaklıklarında biyogaz
üretimi durmaktadır.Modern bir biyogaz tesisi, esas olarak üç ana bölümden
oluşmaktadır. Bunlar üreteç (reaktör),gaz deposu ve gübre deposudur
4.3.1--Gaz deposunun kapasitesi en az
günlük gereksinimi karşılayacak kadar olmalıdır. Üretece alınacak organik
atığın kuru madde kapsamının % 8’i geçmemesi için belli oranlarda su ile
karıştırılması gerekir. Fermantasyon süresi sonunda üreteçten çıkan bu
karışımın depolanması için bir depolama havuzuna gereksinim duyulur
5—Rüzgar Enerjisi:
5.1--Herhangi bir bölgede
rüzgar enerjisinden ekonomik olarak yararlanılabilmesi için, yıllık
en düşük rüzgar hızının
ortalama 5 m/s olması gerekir. Bölgenin topografik özellikleri ve diğer bazı etmenler
de dikkate alınmalıdır. Uygulamada seralar için rüzgar enerjisinin yararlılığı,
rüzgar hızının yeterli olduğu bölgelere kurulmuş seraların ısı gereksiniminin
karşılanmasından çok, bu enerjiden sadece elektrik enerjisi kaynağı olarak
yararlanılması durumunda ticari önem kazanır
6—Atık Isı: Elektrik üretim santrallarından ve bazı endüstri
tesislerinden büyük miktarlarda atık ısı dışarıya bırakılmaktadır. Bu
tesislerden dışarıya bırakılan atık ısıdan seraların ısıtılmasında yararlanılabilir.
7-- Sonuç olarak;
Seracılığımızın en önemli sorunlarından biri ısıtmadır. Seraların ısıtılmasında
kullanılan odun,kömür, sıvı ve gaz gibi yakıtların pahalılığı üreticiyi ısıtma
yapmadan yetiştiriciliğe yöneltmektedir.
7.1--Seracılık işletmelerinde
ısıtma giderleri, yetiştirme mevsimi ve konuma bağlı olarak toplam üretim giderlerinin
% 40-80’i arasında değişim gösterebilmektedir. Ülkemiz seralarında düzenli bir
ısıtma yapılmamakta, sadece bitkileri dondan korumak amacıyla ısıtma
uygulanmaktadır.
7.2--Düzenli ısıtma yapılmaması,
verim düşüklüğü, üretim çeşidinde sınırlama, tarımsal savaş ilacı ve hormon
kullanma zorunluluğu gibi problemleri beraberinde getirmektedir.Seralarda
ısıtma giderleri sera karlılığını etkileyen en önemli etmendir.
7.3--Son yıllarda hem ülkemizde
hem de diğer ülkelerde, ucuz ve çevre dostu olmaları nedeniyle yenilenebilir
enerji kaynaklarının seraların ısıtılmasında kullanılması giderek
yaygınlaşmaktadır. Ülkemizde jeotermal kaynaklara dayalı seracılığın
geliştirilmesi başta Ege Bölgesi olmak üzere, diğer tüm bölgelerde seracılığa
önemli katkılarda bulunacaktır.
Kaynak: Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Sera Isıtmasında Kullanımı-Berna KENDİRLİ1, Belgin ÇAKMAK1--1Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü, ANKARA