Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve sera ısıtmasına uygulanması

Abstract

Bu çalışmada yenilenebilir enerji kaynaklarının sera ısıtmasında kullanımından bahsedilmiştir. Bu, genellikle ısı pompası uygulaması yapmayı gerektirir. Toprağın yıl boyunca hemen hemen değişmeyen özellikleri nedeniyle ısı kaynağı olarak kullanımı, hava ve soğuk iklimler için suya göre daha caziptir. Bu yüzden tezimizde öncelikle toprak kaynaklı ısı pompaları ve toprak ısı değiştiricilerinden bahsedilmiştir. Tezimizde ayrıca güneş enerjisinin sera ısıtmasında kullanım uygulamalarına da yer verilmiştir. Ancak güneş enerjisinin elde edildiği zamanlar ile yüksek ısıl yüklerin mevcut olduğu zamanlar genellikle birbirine uymadığından güneş enerjisinin depolanıp ihtiyaç duyulduğunda kullanılmasına imkan tanıyan ısıl enerji depolama sistemlerinden bahsedilmiştir. Toprak özellikleri zamanla değişmektedir. Ayrıca topraktan toprak ısı değiştiricisinde dolasan suya ısı geçişi de toprak özelliklerini değiştirmektedir. Bu sebeplerden dolayı toprağın ısıl performansı zamanla azalmaktadır. Bu nedenle seranın toprak kaynaklı ısı pompası sistemiyle ısıtılması, ısıl yüklerin çok arttığı dönemde özellikle geceleri sisteme büyük elektrik yükleri getirecektir. Bu büyük yükleri azaltmak için, güneş ve ısıl enerji depo destekli toprak kaynaklı ısı pompası sistemi tasarlanmıştır. Yeterince hassas sonuçlar elde etmek için seranın saatlik ısı kayıpları, topraktan ve güneşten saatlik olarak alınan ısı miktarları ve ısıl enerji deposunda depolanmış halde bulunan enerjinin saatlik değerleri hesaplanmış ve tablolarda verilmiştir. Farklı toprak ısı değiştirici modül boru boyları, modül sayıları ve gömme derinlikleri, farklı güneş toplaç alanları ve ısıl enerji depo hacimleri için deponun ek kompresör isini karşılama oranları ve sistem yatırım ve işletme maliyetleri hesaplanmıştır. Sistem yatırım ve işletme maliyetleri toplamı, klasik bir ısıtma sisteminin yatırım ve işletme maliyetleri toplamıyla karşılaştırılarak sistem geri ödeme süreleri hesaplanmış, sonuçlar grafikler ve tablolar halinde gösterilmiştir.