Güneş Enerjisi sisteminden elde edilecek faydalı ısı enerjisi, sistem elemanlarının boyutlarının ve miktarlarının bir fonksiyonudur, yıl içerisinde değişkenlik gösterir.
Örneğin Antalya’da Ocak ayında yeryüzüne gün boyunca düşen güneş ışınım miktarı 2,414 kcal/m² gün iken Nisan ayında bu değer 5,330 kcal/m².gün, Ağustos ayında ise 6,190 kcal/m².gün olmaktadır. Söz konusu ışınımların faydalı enerjiye dönüştürme oranı; kollektör tipi, montaj eğim açısı ve yönü ile yakından ilişkilidir. Bu durumda, aylık ihtiyaçları karşılamak için gerekli olan kollektör miktarları da farklı olacaktır. Genellikle, Nisan ile Ekim arası dönemdeki ihtiyacın tamamının güneş enerjisi ile karşılanması ön görülerek projeler hazırlanır. Güneş enerjisi sistemlerinde, ihtiyaç duyulan sıcak su miktarı kişi başına günlük miktar olarak ifade edilir. Çoğunlukla su sıcaklığı için referans değer 45 C dir. Bu değere göre konutlarda kişi başına ihtiyaç duyulan günlük sıcak su miktarı 35 ile 50 litre arasında, otellerde 100 ile 150 litre arasındadır. Otellerde sadece misafir odalarındaki banyolarda tüketilen sıcak suyun güneş enerjisiyle karşılanması planlanıyorsa alt değer (100), eğer odalara ilaveten otel mutfağı ve personel mekanlarındaki kullanımlar da güneş enerjisiyle karşılanacaksa (150) dikkate alınarak hesap yapılması gerekir. Çok kollektörü ve uzun boru metrajı olan tesisatlarda, izolasyon durumuna bağlı enerji kayıpları için ortalama %5 civarında bir emniyet payı düşünülerek kollektör miktarını belirlemek faydalı ve gerçekçi bir yaklaşım olur.
Q= m× Vb × (Tsu-Tşehir) × e
Qk=R×F×S×nk
K=Qi/Qk
Qi: Günlük toplam enerji ihtiyacı (kcal/gün)
m : Kullanıcı sayısı (kişi)
Vb: Kullanıcı başına günlük sıcak su ihtiyacı (litre/kişi.gün)
Tşehir: Şebeke suyunun ortalama sıcaklık değeri (C)
Tsu: Tüketilen kullanım sıcak suyunun referans değeri (C)
Qk: Kollektör tarafından tüketilen faydalı enerji (kcal/gün.kollektör)
R: Yatay yüzeye gelen güneş ışınımı (kcal/m².gün)
F: Kollektör montaj eğim açısına göre düzeltme faktörü (boyutsuz sayı)
S: Kollektör ışın emici (absorber) net yüzeyi (m²/kollektör)
nk: Kollektör ortalama verim değeri (boyutsuz sayı)
e: Enerji kayıplarına karşı emniyet faktörü (boyutsuz sayı)
K: İhtiyaç duyulan kollektör miktarı (adet)
İller bazında güneş enerjisi sistem hesaplaması için gerekli bilgiler
Yatay Yüzeye Gelen Güneş Işınım Değerleri (kcal/m².gün)
Şebek Suyu Sıcaklık Değerleri (C)
Örnek Güneş Enerjisi Kollektör Hesabı
Antalya’da bulunan 500 yatak kapasiteli bir otelin kullanım suyu temini için gerekli olan kollektör miktarının hesaplanması (Nisan ayındaki toplam ihtiyacın %71 lik kısmını güneş enerjisiyle karşılanacağı kabul edilerek hesap yapılacaktır).
m : 500 kişi (Kullanıcı sayısı Nisan ayı doluluk oranına göre)
Vb: 100 litre/kişi.gün)
Tşehir: 16 C
Tsu: 45 C
R: 5,330 kcal/m².gün
F: 1,03 (Montaj eğim açısına göre düzeltme faktörü 30 derece için)
S: 1,88 m²/kollektör (Kollektör ışın emici (absorber) net yüzeyi)
nk: 0,70 (%70)
e: 1,05 (%5 artış)
Q= m× Vb × (Tsu-Tşehir) × e = 500×100×(45-16)×1,05=1,522,500 kcal/gün
Qk=R×F×S×nk = 5,330×1,03×1,88×0,70=7,225 kcal/gün.kollektör
K=Qi/Qk = 1,522,500 / 7,225 = 211 adet (%100 karşılama oranı için gereken miktar)
Seçilen miktar = 211 × 0,71 = 150 adet
Aynı sistem tarafından Ağustos ayında 45 C olarak üretilecek sıcak su miktarı:
Qk=R×F×S×nk = 6,190×1,03×1,88×0,72=8,295 kcal/gün.kollektör
V= (K×Qk) / [(Tsu-Tşehir) × e] = (150×8,295) / [(45-28,5)×1,05]=71,818 litre/gün
Kişi başına günlük tüketim değerinin 100 litre olduğu dikkate alınırsa:
Sistemin hizmet kapasitesi m = V/Vb = 71,818 / 100 = 718 kişi/gün (%144)
değerine erişebilir ki bu değer tam doluluk oranına göre %44 enerji fazlalığı demektir. Odalardaki ihtiyaç fazlası olan bu enerji ile personel, mutfak ve çamaşırhane ihtiyaçlarını da kısmen veya tamamen güneş enerjisiyle karşılama imkanı sağlanabilir.
Sıcak Su Üretimi İçin Örnek Kollektör Hesabı
Kollektör alan : 2,06 m² Alüminyum Seçici Yüzeyli Kollektör
Kollektör sayısı 150 adet
Kollektör Yön Kararı
Kollektörün güneye bakması güneşten en yüksek faydayı elde etmek açısından önemlidir. Güney yönünden olan sapmalar bu faydadan kısmi kayıplar oluşmasına neden olur ancak kuzey yönü kesinlikle tercih edilmemelidir.
Kollektör Eğim Kararı
Kollektörün yerleştiriliş açısı verimi etkileyen diğer bir unsurdur. Pratik olarak ideal açının tayini, içinde bulunan enleme göre yapılabilir.
Buna göre kış için enlem +15, yaz için enlem -15 alınabilir. Ancak ortalama bir değer oluşturulması yönünden enlem açısı da tercih edilebilir.
Güneş kollektörleri için optimum eğim açısı tablosu
Kollektör Arası Mesafenin Belirlenmesi
Kollektörleri arka arkaya bağlanması halinde, kollektörler arası mesafe kollektör eğimine, boyuna ve güneş konum açısına göre değişir.
Güneş Enerjisi Tesisat Bağlantı Şekilleri
Kollektör bağlantılarında kollektörlerde oluşan basınç kayıplarını eşitleyecek tarzda bağlantı yapılmalıdır. Tichelman sistemi buna örnektir.
Güneş Enerjisi Autocad Tesisat Şemaları
Güneş Enerjisi Tesisat Şemaları autocad formatında, tek kazan, kazan ve radyatör, boyler ve kaskad sistem olmak üzere 15 adet şemayı Güneş Enerjisi Tesisat Şemaları konusundan bakabilirsiniz.
Bu bilgiler ışığında güneş enerjisi kollektör hesabı ile ilgili hesap programlarını indirebilirsiniz.
| Güneş Enerjisi Kollektör Hesabı | |
| Açıklama | İndirme Linki |
| Güneş Enerjisi Tesisat Hesabı Excel |  |
| Güneş Enerjisi Kapalı Genleşme Tankı Hesabı Excel | |
| Güneş Enerjisi Kollektör Seçimi Excel | |
| Güneş Enerjisi Hesapları Excel | |
| Ezinç Güneş Enerjisi Programları | |
