T.C. SÜLEYMAN DEMÄ REL ÜNÄ VERSÄ TESÄ FEN BÄ LÄ MLERÄ ...

2.3.5. Güneş enerjisinin diğer enerji kaynakları ile karşılaştırılması ......................... 452.3.5.1. Güneş enerjisinin diğer enerji türlerine göre avantajları ............................... 452.3.5.2. Güneş enerjisinin diğer enerji türlerine göre dezavantajları ......................... 452.3.6. Güneş enerjisinin kazandığı önem ve kullanım amaçları ................................ 462.3.7. Güneş ışınımı ................................................................................................... 472.3.8. Güneş takip sistemi ve önemi .......................................................................... 482.3.9. Türkiye‟ de güneş enerjisi ve kullanım potansiyeli ......................................... 502.3.10. Isparta‟ da güneş enerjisi ve kullanım potansiyeli ......................................... 532.4. Güneş Güç Sistemleri .......................................................................................... 542.4.1. Güneş güç sistemlerinin sınıflandırılması ........................................................ 542.4.1.1. Elektrik üretiminde kullanılan sistemlere göre sınıflandırma ....................... 542.4.1.2. Sıcaklık aralığına göre kullanılan sistemlerin sınıflandırılması .................... 552.4.2. Güneş enerjisi sistemleri .................................................................................. 562.4.2.1. Düşük sıcaklık uygulamaları ......................................................................... 572.4.2.2. Orta ve yüksek sıcaklık uygulamaları (Yoğunlaştırıcı sistemler) ................. 592.4.2.3. Güneş pilleri .................................................................................................. 683. MATERYAL VE YÖNTEM ................................................................................. 703.1. Güneş Açı Hesapları ........................................................................................... 703.1.1. Deklinasyon açısı ............................................................................................. 703.1.2. Güneş saat açısı ................................................................................................ 723.1.3. Yükseklik açısı ................................................................................................. 733.1.4. Zenit açısı ......................................................................................................... 743.1.5. Azimut açısı ..................................................................................................... 743.1.6. Güneş doğuş-batış saatleri ve gün uzunluğu .................................................... 753.1.7. Yerel saat – Standart saat dönüşümü ............................................................... 763.2. Doğrusal Fresnel Güneş Güç Sistemleri ............................................................. 773.2.1. Doğrusal Fresnel kollektör dizaynı .................................................................. 783.2.2. Ayna hesapları .................................................................................................. 803.2.3. Absorber (Alıcı) hesapları ................................................................................ 833.2.4. Ayna takip sistemi hesapları ............................................................................ 863.2.5. Yoğunlaştırma oranı ......................................................................................... 884. ARAŞTIRMA BULGULARI ................................................................................ 90ii

4.1. Deney Seti Kurulum Yerinin Seçimi .................................................................. 904.2. Sac Aynalı Fresnel Güneş Güç Sistemi İçin Ölçüm Sonuçları ........................... 924.3. Alüminyum Kaplı Tekstil Kompozit Aynalı Fresnel Güneş Güç Sistemi İçinÖlçüm Sonuçları......................................................................................................... 944.4. Sıcaklık Ölçüm Sonuçları ................................................................................... 974.5. Ekonomik Açıdan Değerlendirme ...................................................................... 985. TARTIŞMA VE SONUÇ ...................................................................................... 996. KAYNAKLAR .................................................................................................... 101ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................. 107iii

ÖZETYüksek Lisans TeziTEKSTĠL ĠġLETMELERĠNĠN ENERJĠ TEMĠNĠNDE DOĞRUSALFRESNEL GÜNEġ GÜÇ SĠSTEMLERĠNĠN KULLANILMASIEngin ERGÜNSüleyman Demirel ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüTekstil Mühendisliği Anabilim DalıDanıĢman: Yrd. Doç. Dr. Ġbrahim ÜÇGÜLBaşta tekstil sektörü olmak üzere bütün üretim sektörlerinde rekabet gücünü düşürenen önemli etken enerji maliyetleridir. Günümüzde yaygın olarak kullanılmakta olanfosil esaslı yakıtların dışa bağımlı ve maliyetli olması, yenilenebilir kaynak olmamasıve dolayısıyla belirli bir süre sonra tükenecek olması bir tarafa, bunların yakılmasısonucu oluşan karbondioksitin oluşturduğu sera etkisiyle meydana gelmekte olançevresel tehlikeler, alternatif enerji kaynaklarının önemini çok artırmıştır. Bukaynaklar içinde ülkemiz için en kolay ve en yaygın olarak kullanılabilecek olanıgüneş enerjisidir.Bu tez çalışmasında ülkemiz için bir o kadar önemli olan güneş enerjisi ve kullanımpotansiyelinden, güneş güç sistemlerinden ve Güneş güç sistemleri arasındaavantajları bakımından ön plana çıkan Doğrusal Fresnel Güneş Güç Sistemleri elealınarak incelenmiştir.Tez çalışmasında Doğrusal Fresnel Güneş Güç Sistemlerinin tekstil sektörüneuygulanabilirliğinin incelenmesinin yanı sıra bu sistemde tekstil kompozitlerinikullanarak daha kullanışlı ve daha ekonomik bir sistemi geliştirmek amaçlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, güneş enerjisi, doğrusal Fresnel kollektör,tekstil işletmeleri, tekstil kompozitleri.2011, 107 sayfaiv

ABSTRACTM.Sc. ThesisUSAGE OF LINEAR FRESNEL SOLAR POWER SYSTEMS AT TEXTILECOMPANIES TO SUPPLY ENERGYEngin ERGÜNSüleyman Demirel UniversityGraduate School of Applied and Natural SciencesTextile Engineering DepartmentSupervisor: Asst. Prof. Dr. Ġbrahim ÜÇGÜLThe competitiveness of all manufacturing sectors, especially textile sector, the mostimportant factor in reducing energy costs. Today, widely used fossil-based fuels,which are dependent, have high cost, lack of renewable resources, to be exhaustedafter a certain period of time to one side, which creates the greenhouse effect ofcarbon dioxide because of the burning and so result of environmental hazards,increased the importance of alternative energy sources. The easiest and most widelyused of these resources is solar energy for our country.The usage potential of solar energy which is important for our country, solar powersystems and solar power systems to the fore in terms of the advantages of the linearFresnel solar power systems were studied with the thesis.With the thesis project was aimed that examining of Linear Fresnel Solar PowerSystems applicability to the textile sector, and also developing more useful and moreeconomical systems by using textile composites.Key Words: Renewable energy, solar energy, linear Fresnel collectors, textilecompanies, textile composites.2011, 107 pagesv

TEġEKKÜRBu tez çalışması için beni yönlendiren, karşılaştığım tüm zorlukları bilgi ve tecrübesiile aşmamda yardımcı olan değerli Danışman Hocam Yrd. Doç. Dr. İbrahimÜÇGÜL‟e teşekkürlerimi sunarım.Çalışmam sırasında yardımlarını benden esirgemeyen Süleyman DemirelÜniversitesi YEKARUM çalışanlarına, Tekstil Mühendisliği Bölümümüzün değerliöğretim elemanlarına teşekkür ederim.2008-YL-09 Numaralı proje ile tezimi maddi olarak destekleyen Süleyman DemirelÜniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi Başkanlığı‟na teşekkürederim.Hayatımın her aşamasında olduğu gibi, tezimin her aşamasında da beni yalnızbırakmayan, maddi ve manevi desteklerini benden hiçbir zaman esirgemeyen,başarımın asıl mimarı aileme sonsuz sevgi ve saygılarımı sunarım.Engin ERGÜNISPARTA, 2011vi

Şekil 2.31. Güneş pili ................................................................................................. 68Şekil 2.32. Fotovoltaik pilin yapısı ............................................................................ 69Şekil 3.1. Aylara göre ortalama güneş deklinasyon açıları ...................................... 72Şekil 3.2. Aylara göre ortalama güneş yükseklik açıları .......................................... 74Şekil 3.3. Güneş açıları ............................................................................................ 75Şekil 3.4. Doğrusal Fresnel kollektör ....................................................................... 78Şekil 3.5. Doğrusal Fresnel kollektör dizaynı .......................................................... 79Şekil 3.6. Güneş geliş açısı ...................................................................................... 80Şekil 3.7. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimi ................................... 83Şekil 3.8. Absorber (alıcı) genişliği ......................................................................... 84Şekil 3.9. Absorber (alıcı) ........................................................................................ 85Şekil 3.10. Ayna kontrol mekanizması ...................................................................... 86Şekil 3.11. Temmuz ayı için ayna yerleşimleri .......................................................... 87Şekil 3.12. Temmuz ayındaki her ayna için saatlik açı değişimleri ........................... 87Şekil 4.1. Solar Pathfinder ile yer seçimi ................................................................. 90Şekil 4.2. Solar Pathfinder ile gölgelemelerin belirlenmesi ..................................... 91Şekil 4.3. Güneş ışınımını ölçmede kullanılan cihaz (solarmetre)........................... 92Şekil 4.4. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimi ................................... 93Şekil 4.5. Tekstil kompoziti ile kaplı doğrusal Fresnel kollektör aynaları .............. 95Şekil 4.6. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimi ................................... 95Şekil 4.7. Sıcaklık ölçümünde kullanılan cihaz ve sıcaklık ölçümü ........................ 98viii

ÇĠZELGELER DĠZĠNĠÇizelge 2.1. Tekstil işletmelerinde enerji tüketiminin dairelere göre dağılımı ............ 3Çizelge 2.2. Tekstil terbiyesinde maliyet dağılımları .................................................. 7Çizelge 2.3. Türkiye'nin aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli ........................... 51Çizelge 2.4. Türkiye‟nin güneş enerjisi potansiyelinin bölgelere göre dağılımı ....... 52Çizelge 3.1. Aylara göre gün sayısının gösterimi ...................................................... 70Çizelge 3.2. Aylara göre ortalama güneş deklinasyon açıları .................................... 71Çizelge 3.3. Aylara göre ortalama güneş yükseklik açıları ........................................ 73Çizelge 3.4. Yerel saat – standart saat dönüşümü için düzeltme faktörü ................... 76Çizelge 3.5. Doğrusal Fresnel kollektör ayna hesapları program görüntüsü ............. 82Çizelge 3.6. Doğrusal Fresnel kollektör ayna verileri................................................ 82Çizelge 3.7. Temmuz ayı için saatlik ortalama açı değerleri ..................................... 87Çizelge 3.8. Aynalara göre yoğunlaştırma oranı katsayıları ve yoğunlaştırma oranı 89Çizelge 4.1. Solar Pathfinder ile elde edilen aylara göre %güneş ışınımı değerleri . 91Çizelge 4.2. Sac aynalı Fresnel kollektör için saatlik ayna açıları ............................. 93Çizelge 4.3. Sac aynalı Fresnel kollektör için saatlik ışınım değerleri ...................... 93Çizelge 4.4. Sac aynalı Fresnel kollektör için verim değerleri .................................. 94Çizelge 4.5. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için saatlik ayna açıları ....... 96Çizelge 4.6. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için saatlik ışınım değerleri . 96Çizelge 4.7. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için verim değerleri ............. 97Çizelge 4.8. Güneş güç sistemleri kurulum ve üretim maliyetleri ............................. 98ix

SĠMGELER DĠZĠNĠPTC: Silindirik parabolik kollektör (Parabolic Through Collector)LFRC : Doğrusal Fresnel kollektör (Lineer Fresnel Collector)MmDKGS: Gün sayısı: Toplam gün sayısı: Güneş deklinasyon açısı: Güneş saatiGSA : Güneş saat açısıYSFGYENLBYLGZ: Yerel saat farkı: Güneş yükseklik açısı: Enlem: Boylam: Güneş zenit açısıAZM : Güneş azimut açısıGBGDSGBSGUYSSSES nQ nθ n2ξ oξ o: Güneş batışı: Güneş doğuş saati: Güneş batış saati: Gün uzunluğu: Yerel saat: Standart saat: Düzeltme faktörü: Aynalar arası uzaklık: Aynanın alıcıya olan uzaklığı: Ayna açısı: Güneş geliş açısı: Güneş geliş yarı açısıx

nkfWGGABAKACRClr nr cr rr lρ: Ayna sayısı: Alıcının tek tarafındaki ayna sayısı: Alıcı (absorber) yüksekliği: Ayna genişliği: Doğu-batı doğrultusundaki güneş geliş açısı: Büyük açı: Küçük açı: Yoğunlaştırma oranı: Her ayna için yoğunlaştırma oranı: Yoğunlaştırma oranı katsayıları toplamı: Yoğunlaştırma oranı katsayısı: Yoğunlaştırma oranı katsayısı: Yoğunlaştırma oranı katsayısı: Yansıtma oranıxi

1. GĠRĠġİnsanoğlunun yaşamını devam ettirebilmesi ve yaşamı süresince gerekli olanihtiyaçlarını karşılayabilmesi için başta üretim sektörü olmak üzere hemen hemenher alanda enerjiye gereksinimi vardır.Tekstil sektöründe de başta terbiye daireleri ve boyahaneler olmak üzere üretiminhemen hemen her aşamasında yoğun bir enerji kaynağına ihtiyaç duyulmaktadır. Buyoğun enerji genellikle karşımıza ısı enerjisi olarak çıkmaktadır. Özellikle terbiyeişlemlerinden sayılan, kurutma işlemlerinde yüksek sıcaklıklardaki kızgın buharkullanılmaktadır. Bu enerjinin günümüzde de yaygın olarak kullanılmakta olankonvansiyonel yöntemlerle elde edilebilmesi maliyet açısından önemli bir yükgetirmektedir. Günden güne azalan fosil kaynakların bir sonucu olarak artan enerjimaliyetleri de göz önüne alındığında üretim sektörlerini ne denli zor günlerinbeklediği ortadadır.Konvansiyonel enerji üretim yöntemlerindeki yukarıda belirtilen dezavantajlardandolayı üretim sektörlerinin rekabet gücünü koruyabilmesi hatta arttırabilmesi içinmaliyetlerinin önemli kısmını oluşturan enerji üretimi konusunda yeni yöntemlere,yani yenilenebilir enerjiye geçmeleri gerekmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarıtükenmeyen bir enerji kaynağı olması, maliyetleri konusunda dışa bağımlılığınınolmaması ve çevreyi kirleten bir etkisinin bulunmaması sebebiyle son zamanlardatercih edilmektedir.Ülkemiz yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeli bakımından oldukça iyi bir yeresahiptir. Yenilenebilir enerji kaynakları, Güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermalenerji, hidrolik enerji, dalga enerjisi, biyokütle enerjisi gibi kendini belirliperiyotlarda yenileyen temiz enerji kaynaklarıdır. Yenilenebilir enerji kaynaklarıarasında sayılan Güneş enerjisinin ülkemiz için ayrı bir önemi vardır. Bu kadaryoğun bir enerjinin varlığı maalesef ülkemizde sadece evlerimizdeki sıcak sutemininde kullanılan “Gün Isı” sistemleriyle sınırlı kalmıştır. Özellikle yukarıdabelirtildiği gibi üretim proseslerindeki enerji ihtiyacını karşılayabilmek için Dünyada1

güneş enerjisi ile çalışan birçok güneş güç sistemleri bulunmaktadır. Bu sistemlerdegüneş ışınlarını yoğunlaştırarak yüksek sıcaklıklarda akışkan elde etmekmümkündür. Fresnel Güneş Güç sistemleri de bunlardan birisidir.Fresnel Güneş Güç sistemleri Güneş enerjisini yansıtıp yoğunlaştırarak, absorblayıcıiçerisindeki akışkanın yüksek sıcaklıklara çıkarılması temeliyle çalışmaktadır. Eldeedilen kızgın buhar istenirse elde edildiği gibi ısıl enerji olarak, istenirse bir türbinvasıtasıyla elektrik enerjisi elde edilmek suretiyle kullanılabilir. Diğer Güneş güçsistemlerine oranla daha düşük kurulum ve işletme maliyeti, daha kolay imalat gibiavantajlara sahiptir. Fresnel Güneş Güç Sistemlerinin başta tekstil sektörü olmaküzere üretim sektörlerinde yaygınlaşması ile enerji maliyetleri düşürülebilir. Düşenenerji maliyetleri ile de işletmelerin tüm Dünya ülkeleriyle olan rekabet gücü artar.Güneş Enerjisinin bu tür sistemlerle kullanılması bir anlamda da enerji bakımındandışa bağımlılığın kalkması anlamına gelmektedir. Bu sayede milli ekonomiye dekatkıda bulunmak mümkün olacaktır.Fresnel Güneş güç sistemlerinin tercih edilmesinin bir sebebi de kurulumununkonstrüksiyon bakımından basit olmasıdır. İlk kurulum ve işletme maliyetlerinindaha da aşağıya çekilerek sistemin daha da cazip hale getirilebilmesi için sistemdekiaynalar yerine yansıtıcı tekstil kompozitlerinin kullanılması düşünülmüştür. Busayede ayna maliyetleri düşerken, tekstil kompozitlerinin hafif olması sebebiylegüneş takip sistemlerinde kullanılacak olan motor güçleri de minimuma indirilmişolacaktır. Ayrıca bu sistemde tekstil kompozitlerinin kullanılması sisteme bakımkolaylığı gibi bir avantaj da sağlayacaktır.2

2. KAYNAK ÖZETLERĠ2.1. Tekstil ve Tekstilde EnerjiBilindiği üzere tekstil sektörü enerji yoğun olarak kullanılan sektörler arasında ilksıralarda yer almaktadır. Tekstil işletmelerinde en fazla kullanılan enerji çeşitleriarasında ise ısı ve elektrik enerjisi ön plana çıkmaktadır.Tekstil işletmelerinde en fazla enerjinin tüketildiği birim terbiye daireleridir. Elektrikenerjisinin %75‟i iplik ve dokuma dairelerinde tüketilirken ısı enerjisinin %70‟iterbiye dairelerinde tüketilmektedir. (Öcal, 2006) Çizelge 2.1.‟de Tekstilişletmelerindeki birimlerin enerji tüketimleri gösterilmektedir.Çizelge 2.1. Tekstil işletmelerinde enerji tüketiminin dairelere göre dağılımı(Tarakçıoğlu, 1984)Elektrik Tüketimi(kWh/kg)Isı Tüketimi(Mj/kg)İplik Dairesi 2,7-4,0 1,1-4,7Dokuma Dairesi 2,1-5,6 8,3-17,0Örme Dairesi 1,0-1,5 1,8-5,8Terbiye Dairesi 1,5-3,0 40-80TOPLAM 7,3-14,1 51,2-107,52.1.1. Türkiye tekstil sektörüTekstil ve Hazır Giyim/Konfeksiyon sanayi sağladığı istihdam imkanı, üretimsürecinde yarattığı katma değer ve uluslararası ticaretteki ağırlığı nedeniyleekonomik kalkınma sürecinde ülkemiz için önemli rol oynayan bir sanayi dalıdır.Gelişmiş ülkelerin 18. yüzyılda gerçekleştirdikleri sanayileşme sürecine damgasınıvuran tekstil ve daha sonra hazır giyim sanayi, günümüzde de gelişmekte olanülkelerin kalkınmalarında benzer bir rol oynamaktadır. Tekstil, gelişmiş pazar3

ekonomilerinde yaratılan katma değer sıralamalarında da, bu ülkelerin yüksekteknoloji sektörlerinin ağırlığına rağmen, ilk sıralarda yer almaktadır.Türk tekstil sektörü teknoloji düzeyi, ekonomik etkinliği ve sosyal etkileşimiitibariyle ülkenin önde gelen sosyo-ekonomik faaliyet alanlarından biridir. Sektörünbu konumunu önümüzdeki yirmi yıl boyunca koruması, hatta geliştirmesibeklenmektedir. Tekstil sektörümüzün ürün kalitesi ve üretim teknolojisi çağdaşdünya standartlarındadır. Üretiminin yaklaşık dörtte üçü on yaşından daha gençmakine ve teçhizatla gerçekleştirilmektedir. (Önöz, 2008)Üretim kapasitesi açısından Türkiye, kurulu kapasite iğ sayısı itibariyle dünyadaaltıncı, rotor sayısında ise dördüncü sıradadır ve iğ sayısında dünya kapasitesinin%3.4‟üne, rotor sayısında ise %5.5‟ine sahiptir. Avrupa Birliği‟nde kurulu pamuktipi kısa elyaf kapasitesinin yaklaşık yarısı Türkiye‟dedir; Türkiye‟de kurulu kapasitetek başına AB kurulu kapasitesine denktir. Dokuma ve örgü kumaş üretiminde, yaşlımekikli tezgahlar dikkate alınmasa dahi, kurulu dokuma kapasitesi AB toplamının¼‟ü kadardır ve Avrupa‟daki en büyük yuvarlak örme kapasitesine sahiptir. Kumaşişleme (terbiye) kapasitesi, kurulu ham bez üretim kapasitesini (dokuma ve örgü)rahatlıkla işleyecek seviyededir. Terbiye (boya, baskı, apre) sanayimiz gerek boyutuve teknoloji düzeyi, gerekse ürün kalitesi açısından AB kurulu kapasitesine enazından eşit düzeydedir. (Anonim, 2005)Tekstil ve hazır giyim sektörü yüksek ihracat performans ve potansiyeline sahiptir,dünya tekstil ihracatındaki payı %2.7, hazır giyimdeki payı %3.4 dolaylarındadır.Sınır, bavul ve turist ticareti ayrı tutulduğunda dahi, 15 milyar $ civarındaki tekstil vehazır giyim ihracatıyla Türkiye, tekstilde Avrupa‟nın birinci, dünyanın ondördüncü;hazır giyim ürünlerinde de Avrupa‟nın ikinci, dünyanın yedinci büyük tedarikçisidir.Sektördeki beklentiler, artık bu sektör ürünlerinin ülke için bir marka olması, bir imajyaratmasıdır.Tekstil sektörünün bugünkü konumunu daha da güçlendirerek sürdürebilmesi ise,teknolojisini çağın önünde tutabilecek düzeyde geliştirmesine, bilgi yoğunluğu ve4

katma değeri yüksek ürünlere yönelmesine bağlıdır. Bunun için, tekstil sektörününfaaliyet gösterdiği iplik, örme, “nonwoven”, dokuma, tekstil terbiyesi ve konfeksiyonalanlarında teknoloji geliştirme ve ArGe çalışmalarına önem vermesi ve kaynakayırması gerekmektedir. (Önöz, 2008)2.1.2. Tekstil üretim iĢlemleriTekstil‟de ilk işlem ham elyafın üretilmesinden geçer. Tekstilde kullanılan elyafdoğal kaynaklardan (yün, pamuk, vb.), selüloz malzemelerden veya tamamensentetik (polyester, naylon) malzemelerden elde edilebilir. Ham, doğal veya üretilmişelyaf taşındıktan sonra giysi üretimi için Şekil 2.1‟de görülen dört ana işlemdengeçer (Önöz, 2008) :. İplik üretimi. Kumaş üretimi. Kumaş işleme. Giysi/Elbise üretimiSon ürün olarak elde edilen giysiden başka, depolanmak üzere iplik ve kilim/halıprosesin farklı kademelerinden elde edilebilir.Şekil 2.1. Tekstil Üretim İşlemleri (Önöz, 2008)5

2.1.2.1. Ġplik üretimiİplik üretimi ham elyafın ipliğe dönüştürülmesini içeren işlemin tümüne verilenisimdir. Bu işlem boyunca alınan ham elyaflar harmanlanır, temizlenir, ayrılır ve ensonunda eğirme işlemine gelerek dokuma için hazırlanır. (Önöz, 2008)2.1.2.2. KumaĢ üretimiİkinci kademe olarak kumaş üretiminde mevcut teknikler sırasıyla; dokumacılık,örme işlemi, tafting ve dokusuz kumaştır (non-woven). Tafting ve nonwoventeknikleri kumaş üretiminde kullanılsalar da dokumacılık ve örgü kadar yaygındeğillerdir.2.1.2.3. KumaĢ iĢlemeDokumacılık veya örme işlemleri sonucunda üretilen kumaş kaba bir haldedir veçoğu zaman “gri” kumaş (gray fabric) olarak adlandırılır. Kumaş bu haliyle kaba,sert ve dokunulması hoş olmayan bir haldedir. Kumaş işleme prosesi, kumaşıngörünümünü iyileştirmek ve daha uzun ömürlü olmasını sağlamak için yapılır.İşlemin bu kısmında yapılan ana işlemler; ön-işlem, boyama, baskı ve yaş terbiyedir.Tekstil üretiminde ilk işlemlerden olan iplik ve kumaş üretimi ağırlıklı olarak kuruişlemler (çok az sıvı ve kimyasal madde) içerirler. Üretimin üçüncü işlemi, kumaşişleme ise ağırlıklı olarak ıslak bir prosestir. Oluşan atık malzemeler göreceli olarakdiğer işlemlere göre çok daha fazladır. (Önöz, 2008)2.1.3.Tekstil sektörü ve enerjiToplumlar için enerji kaynaklarının sürekliliği her dönemde en önemli konulardanbiri olmuştur. Günümüzde enerji konusundaki en büyük sıkıntı; enerjinin büyüme,sürdürülebilir gelişim ve ekonomik etkinlikler için vazgeçilmez olmasına rağmen,üretimi ve kullanımının çevreye ciddi hasarlar vermesidir. Bu nedenle insanlartarafından aşılması gereken en önemli sorun, artan enerji ihtiyacını karşılarken6

çevreye salınan sera gazlarının ve diğer zararlı maddelerin nasıl azaltılacağıolmuştur.Enerji kaynakları tüm dünya ekonomilerinin bel kemiğidir. Ancak günümüzde enerjikaynaklarının kullanımı o kadar fazladır ki, gelecek nesiller için kolay, ulaşılabilirkaynakların varlığı ve bulunma olasılığı gittikçe güçleşmektedir. Bu nedenle doğalkaynaklarımızın sürdürülebilirliği için uzun vadeli planlar yapılmalı ve enerjizincirine daha fazla önem verilmelidir. (Önöz, 2008)Tekstil sektörü kriz yılları da dahil ihracatı sürekli artan bir sektör olması nedeniyleTürk sanayisinde büyük öneme sahiptir. Tekstil sanayisi incelendiğinde enerjikullanım miktarlarının inişli çıkışlı olduğu görülmektedir. Bununla birlikte busektörde enerji tüketiminin genel bir artış eğiliminde olduğu görülmektedir. (Önöz,2008) Artan enerji ihtiyacına karşılık yeterince enerji üretilemediği için Türkiyeenerji de dışa bağımlı hale gelmiştir. Tekstil sektöründeki genel girdiler Çizelge2.2.‟de gösterilmektedir. Bu genel girdilerin içinde enerjinin oranı yaklaşık %14oranındadır. Bu oran üretim maliyetleri dikkate alındığında çok önemli bir yer teşkiletmektedir. (İkiz ve Öztürk, 2003; Çınar, 2008)Çizelge 2.2. Tekstil terbiyesinde maliyet dağılımları (Çınar,2008)GĠRDĠLER MALĠYET (%)Ücretler 30Boya ve Kimyasal Maddeler 22Enerji (Isı ve Elektrik) 14Su + Atık Su 4Diğer 30TOPLAM 1007

Başlangıçta ucuz işgücünden faydalanan sektör, son yıllarda işgücünün daha ucuzolduğu Çin, Hindistan, Pakistan gibi ülkelerle rekabet etmek zorunda kalmaktadır.İşgücü ve enerjinin daha ucuz olduğu ülkelerle rekabet etmek tekstil sektörünü anagirdilerden biri olan enerjiyi daha verimli ve tasarruflu kullanmayayönlendirmektedir.Tekstil boyama ve terbiye işlemlerinde enerji yoğun olarak kullanılmaktadır. İplik,dokuma ve konfeksiyon gibi proseslerde de enerji kullanımı azımsanmayacakderecededir. Elektrik enerjisinin ve kömür, doğalgaz ve fuel-oil gibi ısı enerjikaynaklarının maliyetinin pahalı olması nedeniyle bu enerji kaynaklarının verimlikullanılması gerekmektedir. Bu nedenle tekstil sektöründe enerji yönetimprogramının uygulanması ve enerji tasarruf olanaklarının belirlenmesi için araştırmayapılması hedeflenmiştir. (Çınar, 2008)Ayrıca son yıllarda çıkan Enver ve YEK kanunları Tesislerde Enerji Yönetiminizorunlu hale getirmiştir.2.1.4. Tekstil sektöründe enerji tüketim karakteristiğiBir tekstil fabrikasında kullanılan enerjinin büyük bir bölümü elektrik enerjisidir.Elektrik enerjisi işlemlerde kullanılan makinelerin beslemelerinde, soğutma vesıcaklık kontrol sistemlerinde, aydınlatma, ofis ekipmanlarında, vb...kullanılmaktadır. Bunların dışında petrol, LPG, kömür veya doğalgaz buharjeneratörlerinde yakıt olarak kullanılmaktadır.Türkiye‟deki endüstride tüketilen enerjinin alt sektörlere göre dağılımına bakılırsa,tekstil sektörü toplam tüketilen enerjinin %6-7‟lik kısmını oluşturmaktadır. Bunagöre tekstil sektörü demir/çelik (%35) ve çimento sektöründen (%20) sonra üçüncüsırayı almaktadır. (Anonim, 2005) Endüstrideki tüketilen enerjinin içinde tekstil buönemli yeri ile potansiyel enerji tasarrufuna ve yeni yöntemlere acil olarak ihtiyaçduymaktadır. Tekstil başlığı altında; iplik üretimi, dokumacılık, giysi/elbise üretimi,eğirme prosesi, boyama, kurutma, apre ve örgü işlemleri en büyük enerji tüketimi iledikkat çeken proseslerdir. (Önöz, 2008)8

2.1.4.1. Yakıtın verimli kullanılmasıEnerji açısından tasarruf imkânı sunan teknolojilerin kullanılması için imalatçılarınher türlü olanakları göz önünde bulundurması gerekmektedir. Tasarımda dikkatedilecek hususlar ile; kompresör, elektrik motorları, proseste kullanılan ısı,pompalama ve buhar tesisatı gibi sistemlerdeki verim artısı, enerji tüketimini vemaliyetini düşüren en acil çözüm yollarıdır. Fabrikalarda kullanılan yakıt; maliyetilişkisine bağlı olarak zaman içinde fuel-oil‟den kömüre, kömürden doğalgazadönmüştür. Ancak dışa bağımlı doğalgaz arzı nedeniyle son yıllarda doğalgazdantekrar kömür kullanımına geçilmeye başlanmıştır. Planlama eksikliğindenkaynaklanan bu geçişler her seferinde işletmelere ekstra yatırım maliyeti olarakyansımaktadır. Bu nedenle sektörde enerjiye ilişkin, yenilenebilir enerji kaynaklıyeni planlamaların yapılmasında büyük yarar vardır. (Çınar, 2008)2.1.4.2. Boyama ve kurutma prosesinin verimli kullanılmasıTekstil sektöründeki boyama ve kurutma prosesinde kullanılan gerekli ısının eldeedilmesi için yoğun enerji kullanımı gerekir. Boyama prosesinde 80 o C civarındasıcak su kullanılır. Kurutma prosesinde ıslak malın kurutulması için buhar kullanılır.Kurutma prosesinde ıslak mamul, içi buharla ısıtılmış silindirlerin üzerindengeçirilerek kurutulur. Yıkama bölümü fabrikanın en çok sıcak su tüketen bölümüdür.Burada yapılan yıkama işlemi neticesinde bol miktarda atık sıcak su ve nemli havaortaya çıkarak enerji kaybı oluşur. Tekstil sanayisinde enerji veriminin arttırılmasıiçin bu prosesler yakından incelenmelidir. (Çınar, 2008)Tekstil sektöründeki kurutma işlemi zaman ve enerji harcayan maliyetli bir işlemdir.Kurutma, bir önceki prosesten sonra ürünün üzerinde kalmış suyun veya uçucubileşiklerin ısıl enerji kullanarak uzaklaştırılmasıdır. Kurutma işlemi sırasında sıcakhava açığa çıkmaktadır. Bu sıcak hava değerlendirilerek kurutucularda tekrarkullanılabilir. Ancak bu prosesten çıkan sıcak havanın nemli olması, toz, elyaf vekimyasal maddelerle kirlenmiş olması gibi sebeplerden dolayı kullanımı zordur.Kurutma sırasında taze ve temiz hava sirküle edilmelidir. Sistemde istenilen9

sıcaklığın temini için, atık sıcak sudan ve kazan bacasından geri kazanım yoluylafaydalanılmalıdır.Fabrikada tüketilecek toplam enerjinin hesap edilebilmesi için birim ürün başınatüketilen enerjinin (özgül enerji tüketimi) bilinmesi çok önemlidir. Tekstilpiyasasında varlığını sürdürebilmek ve kalıcı olmak için her fabrikanın enerjiyönetimi uygulayarak enerji tüketimini azaltmaları veya alternatif enerjikaynaklarına yönelmesi zorunlu bir hale gelmiştir. (Çınar, 2008) Bu kadar yoğunenerjilerin kullanıldığı tekstil sektöründe özellikle de terbiye dairelerinde güneşenerjisinden faydalanmak ülkemiz için en iyi çözüm olacaktır.2.1.4.3. Tekstilde ısı enerjisinin kullanımıTekstil işlemlerinde tüketilen ısı enerjisinin %70‟ini, haşıllama yapılmıyor ise %80-85‟ini terbiye dairesi tüketmektedir. Tekstil sanayinde ısı enerjisi %90‟ın üzerindekibir oranla buhar vasıtasıyla karşılanmaktadır. (Tarakçıoğlu, 1984)Buhar, terbiye dairelerinde iki amaçla tüketilmektedir :a- Isıtma için: Isıtmalarda buhar kullanımı iki şekilde olmaktadır. Bunlar; direktbuhar ısıtması ve indirekt buhar ısıtmasıdır.b- İşlem ortamı olarak: Ön terbiye ve boyacılıkta yarı kesikli ve kesiksizyöntemlerde hem ısıtma hem de işlem ortamı olarak kullanılır. (Öcal, 2006)Kullanılış şekillerindeki farklılıklar nedeniyle işletmelerde iki ayrı buhar dağıtımtesisatının bulunmasında yarar vardır. Tek buhar hattının kullanılması ve basıncınmakine girişlerinde dekantörlerle düşürülmesi önemli bir enerji kaybına nedenolduğundan tavsiye edilmez. Su buharı, enerjiyi depolayarak taşıyabilen bir akışkanolup, bol miktarda bulunması ve küçük hacimde çok miktarda enerji depo edebilmeözelliği dolayısıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bir buhar sisteminde enerjikaynağı olan yakıttan alınacak enerjinin kazanda suya verilmesi, meydana gelenbuharın taşınarak enerjinin maksadına uygun şekilde bırakılması önde gelenişlemlerdir. Görevini tamamlayan su toplanır ve tekrar kazana gönderilerek çevrimini10

tamamlar. Bu çevrimdeki işlemlerin verimli bir şekilde gerçekleştirilmesi, yanikayıpların en düşük değere indirilmesi ise sistemin toplam verimini iyileştirir. Bununsonucu olarak kullanılan yakıt miktarı azalır. (Tuzla, 1981; Öcal, 2006)2.2. Enerji, Enerji Kaynakları ve Kullanım Potansiyelleriİnsanoğlunun yaşamını devam ettirebilmesi ve yaşamı süresince gerekli olanihtiyaçlarını karşılayabilmesi için başta üretim sektörü olmak üzere hemen hemenher alanda enerjiye gereksinimi vardır.İnsanlar üretilen enerjiyi genellikle elektrik enerjisi olarak tüketirler. Evlerimizde veofislerimizde çok yaygın olarak kullandığımız televizyon, buzdolabı, bilgisayar,çamaşır makinesi, elektrik süpürgesi, aydınlatma armatürleri ve benzeri araçlar;üretilen enerjiyi elektrik gücü sarf ederek tüketirler. Bu yüzden kurulan güçsantrallerinin pek çoğu elektrik gücü üretimine yöneliktir.Elektrik; basit bir tanımla, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareketettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü ise, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletkentellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten birmakinedir. Evlerde, işyerlerinde, endüstride gereksinim duyulan büyük miktardakielektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güçsantrallerine ihtiyaç duyulur. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısıüretiminde bulunur. Fosil yakıtlı santraller ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrolyakarlar. Nükleer santraller de uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Bu vebunun gibi çeşitli enerji üretim şekilleri ile toplumların gereksinim duyduğu enerji,santrallerde üretilmekte ve kullanım yerine kadar iletilerek son kullanıcılarınadağıtılmaktadır. (Bozkurt, 2008)2.2.1. Enerjinin tanımıBir sistemin ya da canlının iş yapabilme yeteneği “enerji” olarak tanımlanmaktadır.(Yıldız, 2003). Enerji; üretimin en temel girdilerinden biri olmasının yanı sıra,insanın günlük hayatının da vazgeçilmez bir parçasıdır (Bozkurt,2008). Her sistemin11

çalışabilmesi için belli bir enerji gereksinimi vardır. Canlılar da bir sistem gibiyaşamını devam ettirebilmek için gerekli olan enerjiyi aldığı gıdalardan temin eder.Fakat insanlar, diğer canlılardan farklı olarak yaşamını sürdürebilmek için gıdadışında da birçok enerji çeşidini kullanmak zorundadır.(Yıldız, 2003; Sayın, 2006)2.2.2. Enerji kaynaklarının sınıflandırılmasıEnerji, oluşum ve dönüşümlerine göre çeşitli başlıklar altında sınıflandırılabilir.Ayrıca enerji, birincil ve ikincil enerji kaynakları olarak ikiye ayrılabilir (Köse2002). Birincil enerjiler olarak taş kömürü, ham petrol, linyit, doğalgaz, jeotermal,hidrolik, güneş sayılabilir. Bu enerjiler bir dönüşüm geçirerek kullanılmaktadır.Oluşumlarına göre ise enerji kaynakları farklı bir biçimde sınıflandırılmaktadır. Busınıflandırmada enerjiler Konvansiyonel (fosil) ve yenilenebilir enerjiler olarakayrılmaktadır. (Sayın, 2006)Elektrik gücü üretimi, kullanılan enerji kaynaklarına göre, fosil yakıtlı enerjikaynakları kullanılarak yapılan üretim ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarakyapılan üretim olarak iki sınıfta ele alınabilir. Fosil yakıtlardan bazıları antrasit, taşkömürü, linyit, turba, bitum, asfaltit, petrol, doğal gaz, evsel atıklar, odun, nükleerfisyon ve füzyon enerjileri olarak sayılabilir. Yenilenebilir enerji kaynaklarındanbazıları ise Güneş, jeotermal, rüzgar, hidrojen ve deniz dalga enerjisidir. Sonrakibölümlerde bu kaynakların avantaj ve dezavantajları, ülkemizdeki potansiyelleri vekullanım oranları incelenmiştir. (Bozkurt, 2008)2.2.2.1. Konvansiyonel (Fosil, Tükenebilen) enerji kaynaklarıBu enerji türüne giren kaynaklar canlıların (bitki, hayvan vb.) fosilleşmesiyleoluşmuş petrol, kömür ve doğalgaz ile uranyum (nükleer enerji) gibi sınırlı rezervleriolan kaynaklardır (Köse, 2002; Sayın, 2006).Dünyadaki enerji gereksiniminin %80‟i fosil yakıtlardan (petrol, doğalgaz ve kömür)karşılanmaktadır. Günümüzde kullanılmakta olan fosil yakıtlar yakıldığında ortaya12

çıkan, sera gazı adı verilen; karbondioksit, kükürt, azotoksit, metan gazlarının vepartikül maddeler ile kurum ve küllerin atmosfere verdiği zararların sebep olduğuküresel ısınma hissedilir bir hale gelmiştir. (Bozkurt, 2008)Fosil yakıtların ve teknolojilerinin zararlarını fark eden ülkeler bu teknolojilerive/veya teknoloji atıklarını az gelişmiş ve/veya gelişmekte olan ülkelere aktarmayabaşladılarsa da, iklim değişikliği ve küresel kirlenme gibi sonuçların kendilerini deetkileyeceğini hesap etmek zorundadırlar. Sorunun küresel boyutta olması vegelişmiş ülkelerin de birlikte hareketiyle çözümlenmesi gerektiği ortadadır.Sorunun çözümü aşamasında, eğitim ve bilinçli toplumlar yetiştirmek önemli birhusustur. Buna ek olarak; yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek, enerjiyi etkinve verimli bir şekilde tüketmek, enerji depolama teknolojilerini geliştirmek, geridönüşümü desteklemek, karbon ve diğer sera gazı üreticileri için vergi uygulamak,toplumun hayat tarzı konusunda uyarılarda bulunmak ve kısaca ülke ve toplumlarındaha duyarlı olmasını sağlamak gerekmektedir. Eğer gerekli adımlar atılmazsa,dünya toplumlarını ve ekonomilerini bir enerji darboğazının beklediği apaçıkgörülmektedir. (Bozkurt, 2008)2.2.2.2. Yenilenebilir (Tükenmeyen) enerji kaynakları ve potansiyelleriEnerji; sanayinin, üretimin, gelişmenin ve kalkınmanın en temel girdisidir. Gerekdünyada ve gerekse ülkemizde nüfus artışına, sanayileşmeye ve teknolojikgelişmelere paralel olarak enerji tüketimi hızla artmaktadır. Dünyanın, enerjigereksiniminin %80‟ini fosil yakıtlardan karşılamasına karşın, petrol ve fosil yakıtrezervlerinin sınırlı olduğu bilinmektedir. Bir yandan fosil yakıt rezervlerininazalması, diğer yandan artan çevre kirliliği ve doğanın tahribi sebebiyle alternatifenerji kaynakları konusunda yapılan araştırmalar, yenilenebilir enerji kaynaklarıkonusunu gündeme getirmiştir. (Bozkurt, 2008)Yenilenebilir enerji kaynakları doğada var olan ve kendini yenileyerek sürekliliğinidevam ettiren, dünya var oldukça da temin edilebilecek olan temiz enerji13

kaynaklarıdır. Bunların başlıcaları rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle, hidrolik,hidrojen ve deniz-dalga enerjisidir. (Sayın, 2006)Yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanma konusunda bölgesel farklılıklara dadikkat etmek gerekir. Örneğin, güneş enerjisinden faydalanma konusunda tropikbölgelerin, diğer bölgelere göre üç kat daha fazla avantajlı olduğu söylenebilir. Denizkaynaklarından yararlanmak için deniz kıyısı bölgeler, jeotermal enerjidenyararlanmak için ise yeraltı kaynaklarının uygun olduğu bölgeler avantaj sağlar. Yanicoğrafik, iklimsel ve hatta toplumsal özellikler yenilenebilir enerjiden yararlanma vekullanma konusunda önemli bir faktör oluşturmaktadır. Dünya üzerindeki pek çokdevlet de, içinde bulunduğu şartlar ve sahip olduğu imkanlar dahilinde bu konuyaeğilmekte ve karbondioksit emisyonlarını azaltma yolunda yenilenebilir enerjikaynaklarına umut bağlamış durumdadır. (Bozkurt, 2008)Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının AvantajlarıDoğayı ve insanı en az etkileyecek, ekolojik dengeyi koruyacak bir yaşam içinkaynakların da yenilenebilir olması gerekmektedir. Bu avantajlarının yanı sıra,yenilenebilir enerji kaynaklarının olumlu özelliklerini sınıflandırmak gerekirse;Çevresel Faydaları: Yenilenebilir enerji teknolojileri, çevreyi fosil enerjiteknolojilerine göre daha az olumsuz etkiler. Çünkü kirletici etkisi yoktur.ĠĢ ve Ekonomiye Faydaları: Yüksek maliyetle enerji ithal etmek yerine, yerelmalzeme ve işgücü kullanarak yapılacak olan yatırımlarla kurulacak olanyenilenebilir enerji santralleri inşa edilmiş olduğu bölgede hem kurulum hem deişletme aşamasında hem lokal bir ekonomik kaynak oluşturur hem de ülke genelindegereksinim duyulan enerjiye destek olur. Bunun yanında, gelişmekte olanyenilenebilir enerji teknolojilerinin satışını yapmak bugün pek çok ülke için gelirkaynağı olmuştur.Enerji Güvenliği ve Politik Faydaları: 1970‟lerden bu yana pek çok ülke petroleolan bağımlılıklarını azaltma yönünde çalışmalar yapmaktadırlar. Yenilenebilir enerjikaynaklarının ülke genelinde gelişmesi ve petrole olan bağımlılığın azalması ile dışa14

ağımlılık da azalacak, ülkeler enerji politikalarına ve hatta siyasi politikalarına busayede yeni bir yön verebileceklerdir.Bütün bu avantajlarının yanı sıra, sürdürülebilir olma özelliği ile yeni nesillere dahayaşanır bir ülke bırakma çabasında olan toplumumuzda yapılacak bu yatırımlargeleceğe dönük iyileştirmeler olarak kabul edilebilir. (Bozkurt, 2008)Rüzgar enerjisiYenilenebilir enerji kaynaklarından birisi, atmosferde serbest olarak bulunan rüzgarenerjisidir. Rüzgar; kara, deniz ve hava kürenin sıcaklık farklarının sebep olduğubasınç farklılığıyla, hava kütlesinin daha soğuk ve yüksek basınç alanı olan birnoktadan, daha sıcak ve alçak basınç alanına hareket etmesiyle oluşan bir doğaolayıdır. Başka bir deyişle basınç farkı sebebiyle havanın ısı enerjisinin kinetikenerjiye dönüşmesidir ve Güneş esaslı bir enerji kaynağı olarak kabul edilebilir.Rüzgar rejimine bağlı olarak geliştirilen makinelerin boyutlarıyla orantılı bir şekildeyapılan bu enerji üretimi; gerek dönüştürme tekniklerinin ucuzluğu, gereksesistemlerin kurulum ve işletme kolaylıkları açısından önem verilmesi gereken birenerji üretim dalıdır. Rüzgar enerjisinden faydalanılmak istenen bölgelerintopoğrafik ve iklimsel özelliklerine dikkat etmek gerekmektedir. Türkiye, coğrafikonumu ve yapısı nedeniyle rüzgar enerji santrallerinin kurulmasına oldukça elverişlibir ülkedir. Özellikle, üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemizde Ege Bölgesi zenginbir rüzgar enerji potansiyeline sahiptir. Denize açılan vadilerin ağızlarında çokkanatlı türbinlerin kurulması ile önemli miktar bir enerji elde edilebilir. (Bozkurt,2008)Şekil 2.2. Türkiye rüzgar haritasından da görülebileceği gibi Türkiye rüzgar enerjisipotansiyeli bakımından oldukça verimlidir, fakat bu enerji kaynağına yeterli desteğinverilmemesi sebebiyle yatırımlar sınırlı kalmaktadır. (Sayın, 2006)15

Şekil 2.2. Türkiye rüzgar atlası (EİE, 2003)Rüzgar mekanik ya da elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Rüzgardan sağlanacakenerji rüzgar hızına bağlıdır. Rüzgarın hızı yükseklikle, gücü ise hızının küpü ileorantılı biçimde artar. Rüzgar enerjisi kullanımının dünyadaki örneklerinebakıldığında, iki kısımda incelenmesi gerektiği görülmektedir. Bunlar küçüktürbinler olarak adlandırılan, kişisel kullanıma yönelik sistemler ve büyük türbinleradını alan endüstriyel kullanıma yönelik sistemlerdir. Küçük türbinler, ana enerjiiletim hatlarına uzak, ücra yerleşim yerlerinde veya çiftliklerde kullanılabilmektedir(Knight and Peters, 2006). Ayrıca radyo ve orman kuleleri, askeri tesisler, demiryolusinyalizasyonu, balık çiftlikleri, seralar, maden ocakları, deniz vasıtaları ve bazıfabrikalarda küçük türbinler oldukça yaygın kullanılmaktadır. Büyük türbinler,yatırım amaçlı olarak kurulurlar. Üretilen enerji, şebekeye verilir. Bu yüzden,yatırımdan önce yapılması gerekli olan bazı çalışmalar vardır. Öncelikle bölgeninrüzgar potansiyelinin belirlenmesi gerekir. (Akkaya, 2007)Günümüzde bu uygulamalar yukarıda da bahsedildiği gibi genellikle elektrik üretimiiçin tercih edilir. Bunun için çok çeşitli rüzgar türbinleri kullanılabildiği gibi yaygınolarak dikey eksenli ve yatay eksenli rüzgar türbinleri tercih edilmektedir.16

a) Yatay eksenli türbinlerBu türbinlerin rotorları (kanat) hava hareketinin enerjisinden maksimum olanıtutabilmek için rüzgar akış yönüne dik olarak dururlar. Rüzgarı önden alan busistemlerde kılavuz kuyruk yardımıyla rotor rüzgara karşı yönlendirilmektedir. Şekil2.3‟de yatay eksenli bir rüzgar türbini görülmektedir. (Köse, 2002; Sayın, 2006)Şekil 2.3. Yatay eksenli rüzgar türbini (Sayın, 2006)b) Dikey eksenli rüzgar türbinleriBu tipteki rüzgar türbinlerinin avantajı rüzgarı her yönden alabilmeleridir. İlkharekete geçişleri yatay eksenlilere göre daha güvenliklidir. Ayrıca rüzgar türbinininmakine aksamı (hız yükseltici, jeneratör vb.) toprak seviyesine kurulabilmekte veböylece bakımları çok rahat bir şekilde yapılmaktadır. Şekil 2.4‟te dikey eksenli birrüzgar türbini görülmektedir. (Köse, 2002; Sayın, 2006)Şekil 2.4. Dikey eksenli rüzgar türbini (Sayın, 2006)17

Rüzgar Enerjisinin Avantajları‣ Bu türbinler girdi olarak rüzgarı kullandıklarından, enerji ücretsiz olup, yakıttaşınma maliyetleri yoktur.‣ Atmosferde bol ve serbest olarak bulunur.‣ Çevre kirliliği yaratmayan temiz bir enerji kaynağıdır.‣ Rüzgar çiftlikleri kuruldukları alanın sadece % 1‟lik bölümünü kullanırlar. Gerikalan kısmı tarımsal faaliyetlerde rahatlıkla kullanılabilir.‣ Rüzgar çiftlikleri, termik, hidrolik vb. santrallerle, ekonomik açıdan rekabetedecek düzeye gelmistir.‣ Rüzgar çiftliklerinin söküm maliyetleri yoktur. Çünkü sökülen türbinlerin hurdadegeri söküm maliyetlerini karşılamaktadır.‣ Bu çiftliklerin ömürlerini tamamlamasından sonra türbinlerin kullanıldığı alaneski haline kolayca getirilmektedir. (Akkaya, 2007)‣ Bu çiftliklerde dışa bağımlılık yoktur.‣ Herhangi bir radyoaktif ışınıma sebep olmamaktadır.‣ Enerjiyi kullanmak için ilk yatırım maliyeti dışında herhangi bir ücretödenmemekte ve herhangi bir atık üretmemektedir.‣ Atmosfere veya yakındaki denizlere herhangi bir ısıl emisyonu bulunmamaktadır.‣ Geçmişe bakıldığında güvenlik açısından başarılıdır ve istenmediğinde rahatlıklasökülebilmektedirler.‣ Yerli bir enerji kaynağı olması sebebiyle dünya enerji piyasalarından bağımsızdır.‣ Uygulamaları modüler şekilde tek veya grup olarak uygulanmakta ve herhangi birbüyüklükte üretilebilmektedir‣ 3 ay gibi kısa bir sürede kurularak işletmeye alınmakta ve elektrik üretilmektedir(Uyar, 1997; Sayın, 2006).Rüzgar Enerjisinin Dezavantajları‣ Bu kadar avantajı olan bu enerji kaynağının en önemli dezavantajı üretim vetüketim zamanları arasındaki farklılıktan kaynaklanan depolama gerekliliğidir.18

Biyokütle yakacakları, (biyo yakacak) katı, sıvı ya da gaz olarak biyokütlekaynağından elde edilebilir. Biyokütleden enerji üretiminde değişik teknolojilerkullanılmaktadır:a) Biyokütlenin yakılması ile enerji üretimiBiyokütlenin yakılma işlemi fosil yakıtların yakılma işleminden farklı şekildegerçekleştirilmektedir. Bu nedenle biyokütlenin yanması sonucu oluşan atıklarınçevreye etkisi, fosil yakıtların yanması sonucu oluşan zararlı etkiler derecesindeolmamaktadır. Biyokütlenin yakılması sonucu atmosfere salınan CO 2 miktarı,biyokütlenin büyüme sürecinde alınan miktarına eşittir. Yanması sonucu kömürekıyasla daha az kül oluşur ve külün ortamdan uzaklaştırılması, kömürün yanmasısonucu oluşan küle göre daha kolaydır. Ayrıca biyokütle külünün tarım alanlarındatoprak iyileştirmesi içinde kullanılabildiği bilinmektedir. Fakat, şehir çöpleri,kanalizasyon atıkları ve hayvan gübrelerinin yakılarak enerji üretilmesindekullanılması pek uygulanmamaktadır. Bunlar daha çok biyogaz üretimindekullanılmaktadır (Köse, 2002; Saraçoğlu, 2004).b) Sıvı biyo yakıt üretimiSıvı biyoyakıtların başlıcaları etanol ve metanoldür. Etanol şeker, nişasta veyaselülozik atıklardan üretilmektedir. Bu üretimde odun, şehir çöpleri, tarımsal atıklarve benzeri materyaller kullanılmaktır. ABD ve Brezilya‟da mısırdan fermantasyonlaetanol üretimi yaygın şekilde yapılmaktadır. Metanol üretimi bu kadar yaygın olmasada araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılmaktadır (Köse, 2002).c) Biyogaz üretimiBiyogaz üretiminde kullanılan organik malzemeler bitkisel, hayvansal ve kentselolarak gruplanabilir. Kentsel kökenlilere örnek ise organik madde içerikli sanayiatıkları, insan atıklarından oluşan çöpler ve kanalizasyon suları gösterilebilir. Buğdaysapı, ot, yonca gibi tarımsal atıklar ve hayvan gübresi kırsal kesimlerde bolcabulunmaktadır. Bunların düşük kalorili olarak kullanılması veya doğada çürümeyeterk edilmesi yerine biyogaz üretiminde kullanılabileceği de bilinmelidir. (Köse2002; Sayın, 2006).20

• Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve yer altı sularını tehdit edenhastalık etmenlerinin (patojenlerin) büyük oranda etkinliğinin kaybolmasınısağlamaktadır.• Biyogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta üstelik çok daha değerli birorganik gübre haline dönüşmektedir (Bilgin, 2003).Biyokütle Enerjisinin DezavantajlarıBiyokütle enerjisi, genelde çevreye uyumlu bir enerji kaynağı olmakla birlikte,kullanılan biyokütle türüne göre bazı çevresel etkiler yaratabilmektedir. Biyokütlegazlaştırma prosesinde katı yakıt deposu, yanabilen tozlar, yakıtın kurutulması veüretilen gaz temel risk faktörlerini oluştururlar. Renksiz ve kokusuz olan karbonmonoksit gazı solunduğunda tehlikeli bir toksit etki yaratır. (Akkaya, 2007)Dalga (Gel-Git) enerjisiDeniz kökenli yenilenebilir enerji kaynakları; deniz dalga enerjisi, deniz sıcaklıkgradyent enerjisi, deniz akıntıları enerjisi (boğazlarda) ve gel-git (med-cezir) enerjisiolarak sıralanabilir. Gel-git enerjileri yüksek tahmin edilebilirliğine rağmen, uzunyapım aşamalı ve yüksek maliyetli tesisler gerektirmektedirler. Ancak Türkiye‟degel-git enerjisi olanağı yoktur. Türkiye için söz konusu enerji grubu içinde enönemlisi deniz dalga enerjisidir. Çanakkale ve İstanbul boğazlarında deniz akıntılarıvarsa da, deniz trafiği bu enerjinin kullanılma olanağını sınırlandırmaktadır.Deniz kökenli yenilenebilir enerji kaynaklarından uygun bir şekilde faydalanılırsadünya enerji ihtiyacının %10‟unu karşılayacak bir enerji kapasitesi bulunmaklabirlikte, bu konu dünya genelinde ertelenmiş gözükmektedir. Bunun sebebiteknolojik olarak çözülmemiş pek çok nokta bulunmasıdır. (Bozkurt, 2008)Dalga enerjisi, rüzgar kökenli bir enerji olup ortalama su seviyesinin zamana bağlısalınım hareketi şeklinde açıklanmaktadır. Deniz dalgalarından enerji elde edebilmekiçin, kendisine dalgaların uyguladığı güce uygun şekilde karşılık verebilecek bir22

yapıyla dalgaların önünü kesmek gerekmektedir. Bu yapılar birer enerjidönüştürücüsü gibi çalışmakta; hareketli ve sabit olmak üzere iki farklı şekildeuygulanmaktadır. Hareketli dönüştürücülerde sistemin bir kısmı veya tamamı dalgahareketiyle birlikte hareket etmekte ve bunun sonucunda mekanik enerjiüretmektedir. Sabit sistemli dönüştürücülerde ise, dalganın itki kuvveti hidrolik (su)yükseltiye dönüştürülmekte ve oluşturulan havuzda elde edilen yüksek su seviyesiylepotansiyel enerji elde edilmektedir (Köse, 2002; Sayın, 2006).Okyanus dalgalarında trilyonlarca watt elektrik üretebilecek kadar potansiyelbulunduğu bilinmektedir. Dalga Enerjisi üreten sistemler, enerjiyi okyanusunyüzeyindeki dalgalardan ya da suyun altındaki dalgalanmalardan elde etmektedirler.Şekil 2.6‟da dalga enerjisinden elektrik enerjisinin elde edilmesi gösterilmektedir.Şekil 2.6. Dalga enerjisi (Unienerji, 2010)Gelgit hareketlerinden elektrik üretmek için, alçalan ve yükselen gelgit arasındakifarkın en az beş metre olması gerekmektedir. Yeryüzünde bu büyüklükte gelgitlerinbulunduğu yaklaşık kırk bölge bulunmaktadır. Gelgit enerjisi üretmek için körfezleren ideal bölgeleri oluşturmaktadır. Gelgitlerden enerji elde etmek için, körfezeboydan boya baraj veya barikat kurulup gelgitler sıkıştırılır ve barajın diğertarafındaki su yeterli seviye farkına ulaştığında geçitler açılıp, su türbinlere doğruakıtılarak ve türbinler elektrik jeneratörleri vasıtasıyla elektrik üretimini23

sağlamaktadırlar. Bir diğer gelgit teknolojisi olarak da gelgit çitleri tasarlanmaktadır.Gelgit çitleri, dev turnikeleri andırmaktadır. Bu turnikeler gelgitler olduğundadönerek enerji üretecekler. Gelgit enerjisinden yararlanmak için tasarlanan bir diğeryöntem ise suyun altına yerleştirilecek olan gelgit türbinleridir. Yeryüzündekiokyanuslardaki gelgit hareketleri her gün devamlı olarak 3 bin milyar kW enerjikapasitesi taşımaktadır. Bu enerjinin % 2‟sinin (toplam 60 milyar watt) elektrikenerjisine dönüştürülebileceği sanılmaktadır. (TMMOB, 2006)Okyanuslar yeryüzünün yüzde yetmişinden fazla kısmını kaplayan alanlarıyla, çokbüyük miktarda güneş enerjisi topluyorlar. Okyanus ısısı enerji üretiminde,okyanusların güneşten topladığı ısıdaki enerji elektriğe dönüştürülüyor. Bu yöntemleelektrik elde etmek için yüzeydeki su sıcaklığı ile derindeki su sıcaklığı arasındakifarkın 20 derece olduğu yerler kullanılmaktadır. (TMMOB, 2006; Akkaya, 2007).Dalga Enerjisinin AvantajlarıDalga enerjisinin önemli avantajlı yönleri bulunmaktadır. Güç kaynağının sonsuz vebol olmasının yanı sıra küresel ısınmayı, asit yağmurlarını, her türlü kirliliği dolaylıolarak azaltması ayrıca iş sahası açması, elektrik şebekesinin olmadığı uzak alanlaraelektrik sağlaması, deniz ortamında yapılacak diğer çalışmalarda potansiyelteknolojinin kullanımına olanak tanıması, tuzlu suyun tatlı suya çevrilip ihtiyaçbulunan bölgeye pompalanması, deniz dibi zenginliklerinin yüzeye pompalanması vekıyıların korunması gibi alanlara yeni bir yaklaşım getirmektedir (Sağlam ve Uyar,2005; Akkaya, 2007).Bunların dışında dalga enerjisinin avantajları arasında aşağıdaki maddeler desayılabilir.• Tüm yenilenebilir enerji kaynaklarında olduğu gibi bu kaynağın kullanılmasında dailk yatırım maliyet dışında kullanmak için ek bir maliyet yoktur.• Sistemde hiçbir gürültü kirliliği oluşmamaktadır.• Dalga elektrik santralleri şebekeye bağlanabilmekte ve üretimin üst sınırlardaolduğu zamanlarda fazla enerjisini şebeke sistemine aktarılabilmektedir.24

• Ülkemizde nüfus yoğunluğu kıyı şeridinde toplanmış olması bir avantajdır. Zirauzun iletim hatları dolayısı ile enerji kaybolmayacak ve enerji üretildiği yerdetüketilebilecektir. (Çokan, 2004; Sayın, 2006).Dalga Enerjisinin DezavantajlarıDeniz dalgasının kullanılmasında birtakım sınırlamalar da bulunmaktadır. Her dalgaboyutunun kullanılması için bir tasarımın oluşturulamaması, gemi rotalarının geçtiğiyollar, askeri tatbikatlar, balık avlanma sahaları, su altı kabloları gibi kısıtlamalarbüyük dalga enerjisi projelerine başlamadan önce dikkate alınması gerekenhususlardır. (Sağlam ve Uyar, 2005; Akkaya, 2007)Hidrolik enerjisiHidrolik enerji hareket halindeki suların sağladığı güç anlamına gelir. Diğer bir ifadeile suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan birenerji türüdür. (Sayın, 2006) Daha açık bir ifadeyle suyun yerçekimine bağlıpotansiyel enerjisinin, suyun akış gücünden faydalanmak suretiyle jeneratöre hareketkazandırmak esasına dayanan elektrik üretme işlemine hidrolik enerjidenfaydalanarak enerji üretimi denilmektedir. Bu şekilde çalışan enerji santrallerine dehidroelektrik enerji santralleri (hidroelektrik santral) adı verilmektedir. (Bozkurt,2008)Barajların arkasında birikerek yükselen su seviyesi dolayısı ile önce potansiyel enerjişeklinde depo edilen enerjinin, hareket, yani kinetik enerjiye dönüştürülmesi içinbelirli bir yükseklikten bırakılarak türbinin dönmesi sağlanmaktadır. Daha sonratürbinlerin dönmesiyle elde edilen kinetik enerji üreticiler vasıtasıyla elektrikenerjisine dönüştürülmektedir. Hidrolik enerji ilk olarak tarih öncesi devirlerdeinsanlar tarafından su çarkları ve su değirmenlerinde kullanılmıştır. 19 yy‟ danitibaren ise, su türbinleri geliştirilerek suyun hidrolik gücü, daha yüksek bir verimlemekanik ve elektrik enerjisine dönüştürülmektedir (Köse, 2002; Sayın, 2006).25

Şekil 2.7. Hidroelektrik santrali (Akkaya, 2007)Hidroelektrik santraller akan suyun gücünü elektriğe dönüştürürler. Akan su içindekienerji miktarını suyun akış veya düşüş hızı tayin eder. Büyük bir nehirde akan subüyük miktarda enerji taşımaktadır. Su çok yüksek bir noktadan düşürüldüğünde deyine yüksek miktarda enerji elde edilir. Her iki yolla da kanal ya da borular içinealınan su, türbinlere doğru akar, elektrik üretimi için pervane gibi kolları olantürbinlerin dönmesini sağlar. Türbinler jeneratörlere bağlıdır ve mekanik enerjiyielektrik enerjisine dönüştürürler. Başka bir deyişle suyun potansiyel enerjisininkinetik enerjiye dönüştürülmesi ile sağlanan bir enerjidir. Türkiye‟de kurulu gücü 20MW ve altında olan rezervuarlı hidroelektrik üretim tesisleri, yenilenebilir enerjisınıfında değerlendirilmektedir. Rezervuarsız nehir ve kanal tipi, herhangi bir kurulugüç sınırı olmadan yenilenebilir enerji sınıfına konmuştur (Akkaya, 2007; Bakis,2007). Şekil 2.7‟de örnek bir hidroelektrik santrali görülmektedir.Türkiye‟nin deniz seviyesinden ortalama yüksekliği 1300 m civarındadır. Türkiye‟yedüşen yıllık ortalama yağış miktarı 643 mm‟dir. Türkiye‟deki mevcut yağışmiktarları ve akarsuların durumu göz önüne alındığında bu enerji kaynağındangüvenilir olarak tam kapasite ile yararlanma oranı ancak % 65 olabilecektir (Yüksekvd., 2006; Akkaya,2007).26

Günümüzde, ülkemizde hidrolik güçten oldukça fazla yararlanılmasına rağmenkullanılamayan büyük bir potansiyel de mevcuttur. İnşa edilecek barajların iseyapılan hafriyatın büyüklüğü, tarım alanlarını yok etmesi, sulama sistemindemeydana getireceği değişiklik gibi çevresel yönlü pek çok etkisi bulunmaktadır.Buna karşın termik ve nükleer santrallere göre daha güvenli ve işletmeciliği dahakolay ve esnektir. Elektrik donanımlarının tamamına yakını yurt içinde imaledilebilmektedir ve bakım-onarım-işletmeleri daha kolaydır. Bu gibi avantajlarınakarşın bir hidrolik enerji santralinin kuruluş yeri büyük önem arz etmektedir. Bu gibisantrallerden, elektrik üretiminin yanı sıra sulama, içme ve kullanma suyu teminedilebileceği de unutulmamalıdır. Hizmet ömürleri de uzun olan bu santrallerinyapımına ülkemizce önem verilmektedir. Yatırım maliyetlerinin diğer santrallereoranla yüksek oluşu da dezavantaj sayılabilecek bir özelliktir. Fakat çeşitli şekillerdeyararlar sağlayan bu santrallerin yapımına devam edilmektedir (Bozkurt, 2008)Hidrolik Enerjinin Avantajları• Acil durumda hızla devreden çıkarılabilir.• Doğal kaynaklar kullanılır. Dışa bağımlı değildir.• Yapılan yatırımlar sadece enerji için değil sulama amaçlıda kullanılabilmektedir.• Maliyeti düşüktür.• Kirlilik yaratmaz.• Hidroelektrik santrallerin ekonomik ömrü diger tip santrallerden çok daha uzundur(75 yıl).Hidrolik Enerjinin Dezavantajları• Yatırım maliyetleri fazladır.• Toplam inşaat süresi uzundur.• Yağışlara bağlı olumsuz etkilenmesi söz konusudur.• Yüksekten düsen baraj suları nedeniyle hava azotunun aşırı doygunluk düzeyindeçözülmesi ile balıklar için öldürücü bir etki oluşturabilir.27

• Baraj gölünün yüzey itibariyle nehre göre daha geniş olması ve bunun sonucuolarak buharlaşmanın artması görülebilir. Buharlaşmanın artması ile havadaki nemoranı artmakta ve hava hareketleri değişmekte, sıcaklık, yağış, rüzgar olaylarıfarklılaşmaktadır. Bunun sonucunda yöredeki doğal bitki örtüsü, tarım bitkileri veçeşitli hayvan türleri ani bir değişim içine girmekte; uyum sağlayamayan türler yokolmaktadır.• Baraj gölünün sahası içinde bulunan yerleşim alanlarının boşaltılmak zorundakalınması ve insanların göçe zorlanması sosyal sorunlara neden olmaktadır. (Akkaya,2007)Hidrojen enerjisiHidrojen, ilk olarak 1500'lü yıllarda keşfedilmiş, 1700'lü yıllarda ise yanabilmeözelliğinin farkına varılmış olan evrenin en basit ve en çok bulunan elementidir.Renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gaz olanhidrojen doğada serbest bulunmaz. En çok bulunabildiği bileşik hali ise sudur. Güneşve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojenolup, evrenin temel enerji kaynağıdır. -252.77°C' de sıvı hale getirilebilen hidrojeninsıvı hacmi gaz halindeki hacminin sadece 1/700'ü kadardır. Bilinen tüm yakıtlariçerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahip olan hidrojenin verimipetrol türevi yakıtların veriminin yaklaşık olarak 1.33 katı kadardır. (Sayın, 2006)Dünyanın giderek artan enerji gereksinimini, çevreyi kirletmeden ve sürdürülebilirolarak sağlayabilecek en ileri teknolojilerden birinin hidrojen enerji sistemi olduğukabul edilmektedir. İnsan ve çevre sağlığını tehdit edecek bir etkisi olmayanhidrojenin yerel olarak üretimi mümkündür. Yakıt olarak kullanıldığı enerjisistemlerinde, atmosfere atılan ürün sadece su ve/veya su buharı olmaktadır.Hidrojenden enerji elde edilmesi esnasında çevreyi kirletici ve sera etkisini artırıcıhiçbir gaz ve zararlı kimyasal atık söz konusu değildir. Ayrıca kolayca ve güvenliolarak her yere taşınabilmekte ve taşınması sırasında enerji kaybı oldukça azmiktarlarda olmaktadır (Sayın, 2006).28

Doğal bir yakıt olmayan hidrojen birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak vedeğişik hammaddeler kullanılarak üretilebilen sentetik bir yakıttır. Üretim için tümenerji kaynaklarından faydalanılmaktadır. Hidrojen üretiminde kullanılan başlıcahammaddeler olarak su, fosil yakıtlar ve biyokütle bahsedilebilir. Doğada en fazlabulunan element olan hidrojenin elde edilebileceği birçok yöntem bulunmaktadır.Hidrojenin bir enerji kaynağı mı yoksa enerji taşıyıcısı mı olduğu bugün halatartışma konusudur.Hidrojenin üretilebildiği başlıca metotlar şunlardır;• Suyun direkt elektrolizinden üretilebilir.• Suyun ısıl parçalanması ile üretilebilir.• Doğalgazın ve gaz hidrokarbonlarının buhar reformasyonu ile üretilebilmektedir.• Kömür gazifikasyonu teknolojisi ile de hidrojen üretilebilmektedir. Bu işlemdekükürt de elde edildiğinden tercih edilmektedir.• Katı atıklar ve kanalizasyon materyalleri de hidrojen için hammadde olup,gazifikasyon işlemine bağlı olarak sentez gazının hava veya oksijenle reformasyonuda hidrojen vermektedir.• Termokimyasal çevrimlerle de sudan hidrojen elde edilebilir.• Fotokimyasal işlemle hidrojen üretilebilir.• Güneş-fotovoltaik su elektrolizi ile üretilebilir.Ayrıca biyolojik ve biyokimyasal hidrojen üretimi, fotoelektrokimyasal hidrojenüretimi, denizlerde direkt güneş enerjisi çevrimi ile hidrojen üretimi ve uzay güneşgüç istasyonlarının enerjisiyle hidrojen üretimi gibi metotlar da mevcuttur.Aslında bir enerji taşıyıcısı olan hidrojenin, yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarıkullanılarak sudan üretilmesi günümüzde tercih edilmektedir. Özellikle güneşenerjisinden yararlanma sistemi ile güneş-fotovoltaik-hidrojen enerji sistemleriüzerinde önemle durulmaktadır. Fotovoltaik panellerden elde olunacak elektrikenerjisi ile suyun elektrolizinden hidrojen üretilen bu yöntemde, 1m³ sudan 108.7 kghidrojen elde edilebilmekte bu da yaklaşık olarak 422 litre benzine eşdeğer bir enerjisağlamaktadır (Ültanır, 1997; Sayın, 2006).29

Bu kadar çok üretim alanına sahip olan hidrojenin kullanım alanı da oldukça geniştir.Endüstride, ulaşım araçlarında yakıt olarak, konutlarda ısınma amaçlı olarakkullanılabilen hidrojenin içten yanmalı motorlarda doğrudan kullanımının yanı sırakatalitik yüzeylerde alevsiz yanma özelliği de vardır. Ancak dünyadaki gelişim,hidrojeninin yakıt olarak kullanıldığı yakıt pili teknolojisi doğrultusundadır. Buteknoloji ilk olarak 1950‟li yılların sonlarında NASA tarafından uzay çalışmalarındakullanılmıştır (Ültanır, 1997; Sayın, 2006). Şekil 2.8‟de 5 kw‟lık bir yakıt piligörülmektedir.Şekil 2.8. Yakıt pili (5 kw) (Unienerji, 2010)Hidrojenin belki de en önemli özelliği depolanabilir olmasıdır. Bilindiği gibi,günümüzde büyük tutarlarda enerji depolamak için hala uygun bir yöntem bulunmuşdeğildir. Eğer bugün hidroelektrik santrallerinden elde edilen enerjinin depolanmasımümkün olsaydı, enerji sorununu bir ölçüde çözmek mümkün olabilirdi. Ancak,elektrik enerjisi için bilinen en iyi depolama yöntemi hala asitli akümülatörlerdenbaşka bir şey değildir. Hidrojen gaz veya sıvı olarak saf halde tanklardadepolanabileceği gibi, fiziksel olarak karbon nanotüplerde veya kimyasal olarakhidrür şeklinde depolanabilmektedir. Hidrojen gazı, doğal gaz veya hava gazınabenzer olarak borular aracılığıyla her yere kolaylıkla ve güvenli olaraktaşınabilmektedir.30

Hidrojen Enerjisinin AvantajlarıHidrojen yandığında oluşturduğu atık su, çevreye zararı vermemektedir.Hidrokarbonlardan ve sudan üretilebilir. Doğrudan güneş enerjisinden hidrojenüretimi (foto elektrokimyasal veya foto biyolojik üretim) prosesleri yoğun birşekilde araştırılmaktadır.Alevli yanma, katalitik yanma, elektrokimyasal dönüşüm ve hidrürleşme gibi pekçok yöntemle etkin bir şekilde enerji üretiminde kullanılabilir.Hidrojenden enerji üretiminde son ürün sudur.Yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrikten üretildiğinde çevreye herhangi biremisyonu olmaz; yani çevre dostudur (sadece havada alevli yanmada bir miktarNOx oluşur). Gaz, sıvı veya metal hidrürlerde depolanabilir. (Bozkurt, 2008)Hidrojen Enerjisinin DezavantajlarıDoğada çok bol olmasına karşın enerji üretiminde kullanılan hidrojen gazının sonderece saf olması gerekir. Saflaştırma işlemi maliyeti artıran en önemli süreçtir.Bu nedenle saf hidrojen üretiminin maliyeti petrol ve doğalgaza göre yaklaşık 4kat daha yüksektir. İlave olarak, hidrojen ile çalışan yakıt hücreleri içten yanmalımotorlardan on kez daha pahalıdır.Enerjinin üretildiği yakıt hücreleri ve hidrojenin depolandığı tankların hacmigeniş yer kaplamaktadır. Hidrojenin petrole göre 4 kat fazla hacim kaplar.(Akkaya, 2007)Bunların dışında hidrojenin enerji taşıyıcı olarak kullanılması konusunda, henüzçözülememiş olan, maliyet, emniyet ve altyapı gibi bazı dezavantajları dabulunmaktadır.31

Jeotermal enerjiJeotermal enerji santrallerinde üretilen enerjinin birim maliyetinin diğer santralleregöre çok düşük olması ve daha az çevre sorununa yol açması nedeniyle avantajlı vetemiz bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Yenilenebilir bir enerji kaynağıoluşu da jeotermal enerjiye yönelimi arttırmaktadır. Jeotermal enerji, yer kabuğununulaşılabilir derinliklerinde olağan dışı olarak birikmiş olan ısının yeryüzüne doğrudanısı, sıcak su, buhar olarak çıkması sonucu veya sondajlarla bunlara ulaşılması sonucuelde edilmektedir. (Bozkurt, 2008)Jeotermal enerji, yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş ısının oluşturduğu,sıcaklığı sürekli 20 o C den fazla olan ve çevresindeki normal yer altı ve yer üstüsularına oranla daha fazla erimiş mineral, çeşitli tuzlar ve gazlar içerebilen sıcak suve buhar olarak tanımlanabilir. Yerkabuğunun derinliğine inildikçe 1 km‟de yaklaşık25 o C artar. Eğer yeryüzü sıcaklığı 20 o C ise derinliğe doğru 3 km gidilirse sıcaklıkyaklaşık 95 o C olacaktır. Jeotermal enerji 35 o C‟den daha düşük sıcaklıkta direktolarak kullanılabilmektedir (Hammons, 2003; Akkaya, 2007). Şekil 2.9‟da jeotermalenerjinin yeryüzüne çıkışı görülmektedir.Şekil 2.9. Jeotermal enerji (Akkaya, 2007)32

Jeotermal enerji yerküre içindeki içsel enerjinin bir sonucudur. Bu enerji yüzeyeyakın derinliklerde sıcak su ve buhar olarak yoğunlaşır ve erişilebilecek derinliklerdehidrotermal sistemleri oluşturur (Demirel ve Süzük, 1997). Bu içsel enerjikendiliğinden ortaya çıktığı gibi sondaj çalışmalarıyla da temin edilebilmektedir.Jeotermal enerjiden elektrik üretimi, konutların ısıtılması ve soğutulması, seraısıtılması, endüstriyel ve tarımsal kurutma, kaplıca turizmi gibi alanlardayararlanmak mümkündür. Jeotermal kaynaklardan elektrik üretimi yüksek rezervsıcaklığına (>150ºC) sahip kaynaklardan yapılabildiği için her kaynaktan bu tür birenerji çevrimi yapılamamaktadır. (Demirel ve Süzük, 1997; Sayın, 2006).Türkiye‟de bilinen 1000‟in üzerinde jeotermal enerji kaynağı bulunmaktadır ve bukaynaklar jeolojik yapı nedeniyle batı Anadolu‟da yoğunlaşmıştır. Bunu sırası ileMarmara, İç Anadolu, Karadeniz, Güneydoğu Anadolu ve Akdeniz bölgeleri izler.(Bozkurt, 2008)Ülkemiz bilinen jeotermal enerji kaynak potansiyeli bakımından 31500 Mwth güç iledünyanın yedinci ülkesidir. Yüzey sıcaklığı 40°C‟ nin üzerinde olan 140 jeotermalsaha vardır, ve bu sahaların hemen hemen tamamı merkezi ısıtmayla seraların,konutların ısıtılmasına, bazı endüstri alanlarında ve kaplıca kullanımına uygundur.Potansiyelden yeterince yararlanılmamasının nedeni finansal kaynak bulunamayışıve jeotermal yasasının olmayışıdır (Demirel ve Süzük, 1997). Bazı durumlardajeotermal kaynak kendiliğinden yüzeye çıkabilmektedir. (Sayın, 2006)Jeotermal Enerjinin Avantajları• Enerji kaynağı olarak kullanılan fosil yakıtlar yakılma olayından sonra ardından birmiktar katı ve gaz seklinde atıklar bırakmaktadırlar. Bunlar herhangi bir şekildedeğerlendirilmediği gibi çevre değişiklik göstermekle beraber en önemlikirleticilerden biri olan CO 2 çıkışı en az jeotermal enerjiden olmaktadır. Jeotermalenerjiye dayalı modern Jeotermal santrallerde CO 2 , NOx, SOx atımı çok düşüktür.Merkezi ısıtma sistemlerinde ise sıfırdır. Modern Jeotermal santrallerdeyoğunlaşmayan gazları buharın içine alıp, kullanılmış jeotermal akışkan ile birlikte33

yeraltına geri veren reenjeksiyon uygulaması kirletici unsurların atmosfere atılmasınıönlemektedir. Bu özellikler Jeotermal enerjinin kullanımının çevre kirliliğininönlenmesine katkıda bulunması bakımından önemlidir.• Enerji ihtiyacını yerinde karşılayarak bölgesel gelişimi destekler, yanma – patlamatehlikesi olmayan hazır enerjidir, üretimi ve tüketimi kolaydır ve istenildiği ankullanılır.• Jeotermal santrallerin yapım süresi diğer santrallere oranla daha kısa olup bu süreortalama üç yıldır.• Kaplıca tesisleri, içerdiği mineraller ile fizik tedavi merkezleri olarakdeğerlendirilerek, insanlığın hizmetinde önemli bir yer üstlenmiştir. Tarihi süreçte vegünümüzde içerdikleri kimyasal tuzlar ve sıcaklıklar nedeniyle sağlık için şifakaynağı olmuştur.• Seraların ısıtılması ile turfanda sebzecilik, meyvecilik, çiçekçilik alanlarındajeotermal kullanımı yapılmaktadır. (Ilgar, 2005; Akkaya, 2007)Jeotermal Enerjinin Dezavantajları• Jeotermal sular ısının getirdiği avantaj ile magmatik kökenli kayaçları ve derinlikkayaçlarını eritip aşındırmaktadırlar. Bünyesine bu kayaçların mineral ve tuzluluközelliklerini süspansiyon halinde alırlar. Yeryüzüne çıktıklarında yüzeysel akışsularıyla karışarak bu suların fiziksel, kimyasal, biyolojik yapılarını bozmaktadırlar.• Yüksek sıcaklık içeren jeotermal kaynaklardan oluşan su buharları, bitkiyapraklarının zarar görmesine yol açmaktadır. Jeotermal suların yüzeysel akışageçtiği arazilerde bitki köklerinin yanmasının bir sonucu olarak bitkiye rastlamakmümkün olmamaktadır.• Jeotermal kaynakların özellikle gayzerlerin % 0.15‟ini Hidrojen Sülfit gazıoluşturmaktadır. Jeotermal yer altı suları yeryüzüne çıktığında basınç düşmesi vesıcaklık azalmasına bağlı olarak koku kirliliği görülmektedir. (Ilgar, 2005; Akkaya,2007)34

GüneĢ enerjisiGüneş dünyadaki tüm canlılara hayat veren ana enerji kaynağı konumundadır.Kendisi, başlı başına bir enerji kaynağı olmasının dışında, diğer birçok enerjikaynağının da temelini oluşturmaktadır. Rüzgar, dalga gücü ve hidroelektrik gibi birçok yenilenebilir enerji kaynağı da güneş esaslıdır. Rüzgar, havanın farklı basınçlarasahip olmasından kaynaklanan bir hareket ise de bu farklı basıncın kaynağı da yinesıcaklık farklılıklarından, dolayısıyla da güneşten kaynaklanmaktadır. Dalga darüzgar esaslı olduğu için, onun temeli de güneşe dayanmaktadır. Hidroelektriklebağlantısı ise, güneşin suları buharlaştırarak dünyadaki su döngüsünü sağlamasıdır(Oktik vd., 2005).Şekil 2.10. Örnek bir güneş güç sistemi uygulaması (Unienerji, 2010)İnsanlar güneşten yüzyıllardır yararlanmaktadır. Bu yararlanma şekilleri yıllargeçtikçe gelişmiş, teknolojinin de ilerlemesiyle çok farklı boyutlara ulaşmıştır.Günümüzde güneşten birçok farklı sistemler kullanarak yararlanmaktayız. Bunlarınbaşlıcaları:• Güneş pilleri• Sıcak su temini• Mekan ısıtması• Mekan soğutması• Sera ısıtması35

• Tarım ürünlerinin kurutulması• Güneş ocakları, fırınları ve pişiricileri• Güneş havuzları• Isı borusu uygulamaları• Güneş pompaları• Güneş bacaları• Güneş enerjili buhar üreteçleri‟dir.Bu sistemlerden, başta tekstil olmak üzere sanayi endüstrisinde uygulanabilir olanlarıilerdeki bölümlerde ayrıntılı olarak incelenecektir. (Sayın, 2006)GüneĢ Enerjisinin Avantajları• Her şeyden önce, güneş bol ve tükenmeyen enerji kaynağıdır.• Temiz türüdür, çevreyi kirletici, duman, gaz, karbon monoksit, kükürt ve radyasyongibi atıkları yoktur.• Yerel uygulamalar için elverişlidir. Enerjiye ihtiyaç duyulan, hemen hemen heryerde güneş enerjisinden yararlanmak mümkündür. Bir çakmağın, bir saatin, birhesap makinesinin veya bir deniz fenerinin, bir orman gözetleme kulesinin enerjiihtiyacı yerinde karşılanabilir.• Dışa bağımlı olmadığından, olabilecek ekonomik bunalımdan uzaktır.• Birçok uygulaması için, karmaşık teknolojiye gerek duyulmamaktadır. İşletmemasrafı çok azdır.GüneĢ Enerjisinin Dezavantajları• Birim yüzeye gelen güneş ışınımı az olduğundan büyük yüzeye ihtiyaç vardır.• Güneş ışınımı sürekli olmadığından depolama gerektirmektedir. Depolanmaimkanları ise sınırlıdır.• Enerji ihtiyacının çok olduğu kış aylarında güneş ışınımı az ve geceleri de hiçyoktur.• Güneş ışınımından faydalanan sistemin güneş ışığını sürekli alabilmesi içinçevrenin açık olması, gölgelenmemesi gerekir. (Akkaya,2007)36

2.3. GüneĢ Enerjisi Temel Tanım ve BağıntılarDünyanın güneşten aldığı ışık enerjisi, yaklaşık olarak 1,7x10 14 kW enerjiye eşittir. 1m 2 alanın öğle vaktinde direkt olarak maruz kaldığı güneş ışığı enerjisi 1 kW enerjiyeeşittir (Glaser, 1977).Güneş enerjisi, global ekosistem, hidrolik ve atmosferik dönüşümler ve fotosenteziçin birincil enerji kaynağıdır. Bu sayede bütün canlı çeşitleri yaşamlarınısürdürebilmektedirler. Ayrıca, güneş enerjisi fosil yakıtlarının çevreye verdiği zararıda azaltacaktır. Böylece dünyada gelecekteki enerji talebinin karşılanmasında önemlibir yer tutacaktır.Güneş enerjisi yoğunluğunun, yaz, kış, gece, gündüz ve hatta günün değişiksaatlerinde belirli bir bölgede farklı olması nedeniyle güneş enerjisinden farklışekilde yararlanmak mümkün görünmektedir. Güneş enerjisinden kimyasal vebiyolojik etkiyle yararlanma fotosentez ve güneşte oluşan kimyasal tepkimelerlegüneş enerjisini biyokütleye aktarıldığı gibi, bu enerjiden örnek olarak suyu özelkatalizörle güneşte hidrojen ve oksijene ayrıştırarak hidrojenin yakıt olarakkullanılması şeklinde yararlanılabilir.Güneş enerjisinden orbit şeklinde yararlanma, dev bir uydunun dünya çevresinegönderilerek güneş enerjisinin fotoelektrik ve termik olarak depolanması veatmosferde soğurulmayacak biçimde dünyaya gönderilmesi prensibine dayanır.Ayrıca, özellikle hızlı büyüyen özel bitki, kamış, ağaç yetiştirme ve bunları biyokütleolarak kullanıp kimyasal ve diğer enerji şekillerinde de kullanılması mümkünolmaktadır. Şekil 2.11‟ de güneşin uzaydan çekilmiş bir görüntüsü yer almaktadır.37

Şekil 2.11. Güneş‟in uzaydan çekilmiş görüntüsü (EİE, 2003)Güneş enerjisinden elektrik üretimi daha çok yüksek yoğunlukta güneş ışığı alan,sahra gibi çöl veya az yağmur alan ekvatoral bölgelerde ekonomik olmaktadır. Fakatenerjinin tüketim nedeniyle ancak suyu elektroliz edecek oluşan hidrojeni doğal gazgibi taşımak şeklinde yararlanma yolları araştırılmaktadır. Toplayıcı özel kolektörlerFransa‟da 2400 o C kadar ulaşmıştır. Özellikle Fransa, İspanya, ABD ve İsrail baştaolmak üzere birçok ülkede güneş enerjisinden elektrik üretimi amaçlı yararlanmayollarını araştırmak için yoğun araştırmalar yapılmaktadır. 2050 yılında dünya enerjitüketiminin % 15‟inin güneşten karşılanacağı tahmin edilmektedir (Bükecik, 2002).Güneşin fotoelektrik etkisinden yararlanmada güneş enerjisi doğrudan elektrikenerjisine çevrilir ve bu enerji tüketilir. Güneş ışığı ile çalışan birçok gereçler (hesapmakinesi, oyuncak, güneş enerjili taşıtlar gibi) ve uzaydaki uydular enerjilerini buteknikle kazanmaktadırlar. Güneş enerjilerini bu teknikle kazanmaktadırlar. Güneşenerjisinden en iyi yararlanacak şekilde ve çatılarında güneş ısıtması yapmak,seraları ısıtmak, güneş kurutması gibi diğer enerjilerin tüketimini azaltacak imkanlarıdeğerlendirmek bile önemlidir. (Akkaya, 2007)38

2.3.1. GüneĢin yapısı ve fiziki özellikleriGüneş, 1.39 x 10 9 m çapında yoğun sıcak gazlar içeren bir yıldızdır ve dünyadanortalama 1.5 x 10 11 m uzaklıktadır. Yüzey sıcaklığı 5777 K‟dir. Bu sıcaklık merkezedoğru 4 x 10 6 ile 8 x 10 6 K arasında değişim gösterir. Hidrojenin sürekli çekirdekkaynaşmasına (füzyon) girmesi nedeniyle merkezindeki sıcaklık 15x10 6 Kdolaylarına kadar çıkar. Güneşin merkezi Dünya‟dan en az 30 kat, sudan 150 katdaha yoğundur. Güneşin yarıçapı 697.000 km olup, dünyamızın yarıçapının 109katıdır. Kütlesi dünyamızın 333.000, hacmi ise tam 1.300.000 katıdır. Güneşyüzeyindeki çekim kuvveti de dünyamızdaki çekimin 28 katıdır.Güneşi meydana getiren ana elemanlar %80 hidrojen,%18 helyum, %2 diğerelemanlardır (karbon, azot, oksijen). Molekül olarak siyanojen (karbon ve azotbileşimi) ile oksijen ve hidrojenin metallerle yaptıkları bileşikler bulunur. Yüksekısıdan dolayı molekülsel yapılar azdır. (Hoşaf, 2008)Güneşten gelen ışınlarda enerji çeşitli füzyon reaksiyonlara uğramaktadır. Güneştekiyüksek sıcaklıktan dolayı elektronlar atom çekirdeklerine ayrılır. Bu sebeple, güneşteserbest elektron ve atom çekirdekleri bulunur. Dört hidrojen çekirdeği birleşerek birhelyum çekirdeğini oluşturur. Füzyon adı verilen bu reaksiyon çok yüksek sıcaklıktaoluşur. Güneşte oluşan helyum miktarı, harcanan hidrojen miktarından daha azdır.Aradaki fark güneş ışınımı ile oluşan enerjiyi verir. Bu enerji çeşitli dalga boylarındaışınlar halinde dünyaya ulaşır (Kılıç ve Öztürk, 1983; Şenol, 2005).Doğal bir füzyon reaktörü olan güneşte her saniye 564 milyon ton H atomu, 560milyon ton He atomuna dönüşmekte ve kaybolan 4 milyon ton kütle karşılığında386x10 15 MJ enerji açığa çıkmakta ve bu enerji ısı ve ışık enerjisi olarak uzayayayılmaktadır. Uzaya gelen ışınlar yakıcı ve öldürücüdür. Zararlı olan ışınlardünyaya ulaşmadan ozon tabakası tarafından tutulur. Ozon tabakası güneşin morötesiışınlarını yutmakla canlıları bu zararlı ışınlardan korur. Ozon tabakası muhteşemdenge ile sadece canlıların ihtiyacı olduğu kadar gerekli olan morötesi güneşışınlarının dünyaya ulaşmasını sağlar (Öztürk, 2005). Güneşten bir saniyede ortaya39

çıkan enerjinin güç olarak değeri 3,86 x 10 17 MW‟ tır. Dünyanın çapına eşit daireselalan üzerine çarpan güneş gücü 173 milyon kW civarındadır. Dünyanın yıllık ticarienerji ihtiyacı 11x10 6 MW iken güneşten gelen güç bunun 16.000 katından fazladır(Yamaç, 2005).Şekil 2.12. Güneş‟in yapısı (Yamaç, 2005)Güneş tamamen çok yoğun ve çok sıcak gazlardan meydana gelir, yaklaşık 4 haftadabir kendi etraflarında döner. Bu dönme katı cisim gibi olmaz, ekvator kısmı 27günde, kutuplar ise 30 günde döner (Kılıç ve Öztürk, 1983). Güneş, genel olarak içgüneş, fotoküre ve güneş atmosferi olarak üç bölgede incelenir. İç güneş (Nükleerzon), güneşin esas kütlesini meydana getirir. Nükleer zon çekirdektedir. Burada Xısınları ortaya çıkar. Sıcaklık 16 milyon o C ve basınç 200 milyar atmosferdeğerindedir. Fotoküre (ışık küre), güneşin görünen ışınlarını belirten, basıncın veyoğunluğun düşük olduğu ince gaz tabakasıdır. Konveksiyon zonu 150.000 o C‟ dir.Bu zonda gaz molekülleri aşağı yukarı hareket ederek çeşitli büyüklüklerde lekelermeydana getirirler. Bu oluşan lekeler çok büyük manyetik alanlar meydana getirir vekonveksiyon hareketleri 10 milyon amper olabilmektedir. Fotokürenin çevresinde,kromküre (renk küre) ve korona (güneş tacı)‟dan meydana gelen oldukça saydam40

güneş atmosferi bulunmaktadır. Ay gölgesi etrafında kırmızı halka gibi görülür.Kalınlığı 10.000-16.000 km arasında değişir. Kromküre düşük yoğunluk ve basınçtaince bir tabakadan ve krona ise milyarlarca kilometre kalınlıkta seyrek gazlardanoluşur. . Kromosfer, hidrojen ve nadir gazlardan oluşur. Renk kürede akkor gazlarınoluşturduğu fışkırmalar meydana gelir ve bu fışkırmalar 925.000 km yüksekliğekadar olabilir. (Öztürk, 2005; Yamaç, 2005) Şekil 2.12‟de güneşi oluşturankatmanlar gösterilmektedir.2.3.2. Dünya güneĢ geometrisi ve güneĢin hareketiŞekil dünyanın güneş etrafındaki yıllık yörüngesini göstermektedir. Dünyanıngüneşle olan mesafesi 21 Aralıkta en kısa mesafeye inerek 1,471 x 10 11 m olurken 21Haziranda en uzun mesafeye çıkarak 1,521 x 10 11 m olmaktadır. Dikkat edilirse;dünya ile güneş arasındaki mesafe en kısa olduğu zaman kış mevsimini en uzunolduğu zaman ise yaz mevsimini yaşamaktayız. Tabii güney yarım kürede durumbunun tam tersidir. Buradan hareketle şu sonuca varabiliriz; dünyadaki mevsimsel vegünlük sıcaklık değişimleri güneşe yakınlıktan ziyade güneş ışınlarının yere gelişaçısıyla ilgilidir. Mevsimsel değişimler, dünyanın kutup eksenindeki 23,45º‟lik eğimive güneş etrafındaki dönüsünden kaynaklanmaktayken, günlük değişimler dünyanınkendi ekseni etrafındaki dönüşünden kaynaklanmaktadır. (Bilgin, 2006)Güneş etrafındaki dünya yörüngesinin düzlemi ile dünyanın ekseni arasında yaklaşık23.5 0 ‟lik bir açı vardır. Bu çarpık konum nedeniyle, mevsimler meydana gelir. 21Mart‟ta gece ve gündüz eşit uzunluktadır ve buna ilkbahar ekinoksu denir. 21Haziran‟da kuzey yarı küresinde güneş en yüksek duruma gelir ve bu konuma yazsolstisi denir. Yazın güneş ışınları kuzey yarı küresine oldukça dik gelir ve sonuçolarak sıcak günlerin çoğunlukla olduğu yaz mevsimi yaşanır. Sonbahar ekinoksunda(23 Eylül) gece gündüz eşitliği vardır. 22 Aralıkta kuzey yarı küresinde ışınlar yatıkaçıdan gelir ve etkinlikleri azalır, böylece kış solstisi meydana gelir (Deriş, 1984;Öztürk, 2005). Şekil 2.13‟te Dünyanın güneş etrafındaki 1 yıllık hareketigörülmektedir.41

Şekil 2.13. Dünya‟nın güneş etrafındaki hareketi (Goswami et al., 2000)Şekil 2.14‟te görüldüğü gibi yaz mevsiminde güneş ışınları atmosfere daha dik açıylagirerken kış mevsiminde daha eğimli bir açıyla gelmektedirler. Dolayısıyla güneşingünlük hareketinin (doğuş ve batış) yanı sıra bir de mevsimsel hareketi sözkonusudur. Güneş takip sistemi tasarımlarında her iki değişimde dikkate alınarak tekeksende veya çift eksende takip yapabilen sistemler geliştirilebilmektedir. (Bilgin,2006)Şekil 2.14. Güneşin yaz (soldaki) ve kış aylarında gökyüzündeki açısı(Strong and Scheller, 1993)42

2.3.3. GüneĢ enerjisinin dünyaya geliĢiDünya, güneş etrafında eliptik bir yörünge hareketi yaptığı için Güneşe uzaklığı biryıl boyunca 147 milyon km ile 152 milyon km arasında değişir. Güneş ışınları bumesafeyi 8 dakikada almaktadır.Dünyaya güneşten bir yılda yaklaşık olarak 173 milyar MW enerji gelmektedir. Buenerji miktarı dünyadaki toplam fosil enerji kaynaklarının 160 katına karşılıkgelmektedir. Fakat gelen bu enerjinin tamamı yeryüzünde kullanılmamaktadır.Yaklaşık olarak gelen enerjinin %30‟luk bir kısmı yansıyarak uzaya geri dönmekte,%20‟lik bir kısmı ise atmosfer tarafından soğurulmaktadır. Geri kalan %50‟lik kısmıyeryüzünde soğurulmakta ve bu şekilde dünya döngüsünün devamlılığınısağlamaktadır (Oktik vd., 2005; Sayın,2006). Bu enerji ile Dünya‟nın sıcaklığıyükselir ve yeryüzünde yaşam mümkün olur. Rüzgar hareketlerine ve okyanusdalgalanmalarına da bu ısınma neden olur. (Hoşaf, 2008) Şekil2.15‟te güneşışınımının yüzde olarak dağılımları görülmektedir.Şekil 2.15. Güneş ışınımının dağılımı (EİE ,2003)Yer yüzeyine gelen güneş ışınımının %1‟den azı bitkiler tarafından fotosentezolayında kullanılır. Bitkiler, fotosentez sırasında güneş ışığıyla birlikte karbondioksitve su kullanarak, oksijen ve seker üretirler. Fotosentez, yeryüzünde bitkisel yasamınkaynağıdır. Dünya‟ya gelen bütün güneş ışınımı, sonunda ısıya dönüşür ve uzayageri verilir.43

Dünya-Güneş uzaklığı değiştiği için dünya atmosferinin dışında güneş ısınlarına dikher cm 2 ‟ye güneşten bir dakikada gelen enerji miktarı 1,94 kalori ile 2,06 kaloriarasında değişir. Yıllık ortalama değer 2 kaloriye çok yakındır. Atmosfer tabakasınındış yüzeyine güneş, güneş ışınımına dik olacak biçimde düşünülen 1 metre karelikbir alana bir saniyede gelen güneş ışınım miktarına “ Güneş Sabiti ” denir. Yapılandeğişik çalışmalar sonunda bunun 1,36 kW/m 2 olduğu anlaşılmıştır. Bu durumda,atmosfer etkilerini dikkate almazsak, tüm dünya yüzeyine günde yaklaşık 4x10 21kalorilik güneş enerjisi gelmesi beklenir. Bu enerji, yaklaşık 2x10 14 kW‟lik birenerjidir. Bu enerjiyi tüm Dünya yüzeyine yayarsak, Dünya üzerindeki birim alanaatmosfer olmaması halinde bir günde gelecek ortalama güneş enerjisi bulunur ki budeğer cm 2 basına günde 720 kaloridir. (Hoşaf, 2008)2.3.4. GüneĢ enerjisinin avantaj ve dezavantajlarıGüneş enerjisi diğer enerji türlerine göre çok daha avantajlıdır. Güneş enerjisitükenmeyen ve bol bir enerji kaynağıdır. Temiz bir enerji türü olup çevre kirleticiatıkları oluşmaz. Enerjiye ihtiyaç duyulan yerlerde ortamın koşullarına göreuygulanarak kullanılması mümkündür. Dışa bağımlı bir enerji kaynağı değildir veuygulamalarında çok ileri bir teknoloji gerektirmez. İşletme masrafları çok azdır.Güneş ışıma enerjisinin, fosil ve nükleer yakıtlar gibi kesintisiz özellikte olmayışıbüyük bir dezavantajdır. Aynı zamanda başka bir enerji türüne çevirip depolamaktaek maliyet anlamına gelir. Alternatif, temiz veya yenilenebilir enerji olarak taadlandırılan güneş ışıma, biyokütle, hidrolik ve rüzgar v.b. enerjiler doğalmeteorolojik olaylara, yerel ve mevsimsel koşullara doğrudan bağlıdır. Aynızamanda güneş enerjisi sistemleri düşük enerji şiddetine sahip, kesintili sistemlerdir.Bu kesintililik ve düşük enerji şiddeti nedeniyle kapasite, yük ve işlerlik faktörlerifosil ve nükleer yakıtlı sistemlere göre daha düşüktür. Dünya geleceği düşünüldüğütakdirde bu tip sistemlerin ne kadar önemli olduğu ve ileride daha da önemkazanacağı kesindir.Güneş enerjisi özellikle sudan hidrojen enerjisinin üretimi ile ilgili olarak, yakıngelecekte en önemli enerji kaynaklarından birisi haline gelecektir. Bu enerjinin44

yüksek ekserjili sistemlerde kullanılmaya başlanması biraz zaman alacaktır ancaktüm dünya bu konuyla ilgilenmekte ve çeşitli yeniliklerle sistemi geliştirmeyeçalışmaktadır. (Yılmazoğlu, 2006)2.3.5. GüneĢ enerjisinin diğer enerji kaynakları ile karĢılaĢtırılmasıGüneş enerjisi çevre kirliliğine yol açmayan tükenmez bir enerji kaynağıdır. Sonyıllarda görülen yakıt fiyatlarındaki yüksek artışlar nedeniyle birkaç yıl öncesinekadar ekonomik görülmeyen güneş enerjisi, bazı kullanım alanlarında oldukçaekonomik duruma gelmiştir. Füzyon enerjisinin en büyük kaynağı, dünyaya zararvermeyecek bir mesafede olan güneştir. Nitekim petrol, kömür ve atom enerjisi gibibirincil enerji kaynaklarına alternatif olarak güneş enerjisi çok umut vericidir.2.3.5.1. GüneĢ enerjisinin diğer enerji türlerine göre avantajları1. Her şeyden önce, güneş bol ve tükenmeyen enerji kaynağıdır.2. Temiz bir enerji türüdür, çevreyi kirletici, duman, gaz, karbonmonoksit, kükürt veradyasyon gibi atıkları yoktur.3. Yerel uygulamalar için elverişlidir. Enerjiye ihtiyaç duyulan, hemen hemen heryerde güneş enerjisinden yararlanmak mümkündür. Bir çakmağın, bir saatin, birhesap makinesinin veya bir deniz fenerinin, bir orman gözetleme kulesinin enerjiihtiyacı yerinde karşılanabilmektedir.4. Dışa bağlı olmadığından, doğabilecek ekonomik bunalımdan bağımsızbulunmaktadır.5. İşletme masrafları çok azdır. Birçok uygulaması için karmaşık teknolojiye gerekduyulmamaktadır.2.3.5.2. GüneĢ enerjisinin diğer enerji türlerine göre dezavantajları1. Birim yüzeye gelen güneş ışınımı az olduğundan büyük yüzeylere ihtiyaçduyulmaktadır.45

2. Güneş ışınımı sürekli olmadığından depolama gerekmektedir. Depolama imkanlarıise sınırlıdır.3. Enerji ihtiyacının çok olduğu kış aylarında güneş ışınımı azdır. Geceleri ise hiçolmamaktadır.4. Güneş ışınımından faydalanan sistemin güneş ışığını sürekli alabilmesi içinçevrenin açık olması, gölgelenmemesi gerekmektedir.5. Güneş ışınımından yararlanılan birçok tesisatın ilk yatırım maliyeti fazladır vebazıları hala ekonomik değildir. (Hoşaf, 2008)2.3.6. GüneĢ enerjisinin kazandığı önem ve kullanım amaçlarıGüneş enerjisinin kullanımı, gündelik yaşam yapısından ve konutlardan başlamakta;haberleşmeye, tarıma, endüstri kesimine, elektrik santrallerine, askeri hizmetlere veuzaya kadar uzanmaktadır. Güneş enerjisinin günümüzde önem kazananuygulamaları; oldukça yaygınlaşan güneşli su ısıtıcılarının dışında, güneşle ısınanbinaların yapımı, güneş enerjisinin elektriğe çevrilmesi, güneş enerjili supompalarının tarımsal sulamada kullanılması, geleceğin yakıtı olan hidrojenin sudanüretiminde güneş enerjisinden yararlanılması biçiminde sıralanabilir. (Güneş, 1999)Ayrıca güneş enerjisinin kullanıldığı alanlara hesap makineleri, radyo, TV ve uydualıcıları, radar ve meteoroloji istasyonları, havaalanları ve helikopter pistışıklandırmaları, denizcilik uygulamaları, mobil telefonlar, karavanlar, sokak vebahçe aydınlatmaları ilave edilebilir.Bugün için güneş enerjisinin kullanılmasındaki genel amaç, alışılagelen birincilkaynak fosil yakıtların tutumlu ve ölçülü kullanımına yardımcı olmaktır. Dünyayapay enerji bunalımı, güneş enerjisinin teknolojik gelişimini ve geleceğini büyükölçüde etkileyerek özellikle üç uygulamaya ağırlık kazandırmıştır. Bunlar;1- Yapıların ısıtılmasında güneş enerjisinin kullanılması,2- Güneş enerjisinin elektriğe dönüştürülerek kullanılması ve güneş elektriksantrallerinin geliştirilmesi,46

3- Geleceğin yakıtı olan hidrojenin sudan üretilmesinde güneş enerjisininkullanılmasıdır.Hidrojen, güneş enerjisinden yararlanılarak elektrik ve termik yöntemlerleüretilmektedir. Suyun elektrolizi; hibrid elektrokimyasal ve termokimyasal işlevlerlesuyun parçalanması, doğrudan termal ya da termokimyasal işlevlerle suyunayrıştırılması teknolojilerini geliştirmiştir.10 MW „a kadar güçlerde yalnız güneş enerjisi ile çalışan termik elektrik santrallerinyapılmış olmasının yanında, 800 MW „lık güçlere kadar uzanan fosil yakıtlı büyüktermik elektrik santrallerinde de güneş enerjisinin yardımcı kaynak olarakkullanılması üzerinde durulmaktadır. (Duffie and Beckman, 1991)Yapılan projelere göre besleme suyu ısıtılması, doymuş buhar üretilmesi, buharınkızdırılması, buharlaştırma ve kızdırma kombinasyonu, buharın tekrar ısıtılması,besleme suyu ısıtması ve hava ön ısıtması kombinasyonu gibi birçok yollarla büyüksantrallerin termodinamik çevrimine güneş enerjisinin katkısını sağlamakmümkündür. (Hoşaf, 2008)2.3.7. GüneĢ ıĢınımıGüneş enerjisinden yararlanmada verimin arttırılabilmesi için, güneşin yer düzleminegöre, bir yıl içindeki hareketinin bilinmesi gereklidir. Güneşten dünya atmosferidışına gelen enerji, metrekare başına 1300 ile 1400 watt arasındadır. Bu enerjinin enaz %3 ü atmosfer tarafından yutulmakta veya saçılmaktadır. Bulutsuz açık bir gündeyere dik olarak gelen güneş enerjisi en fazla 1000 W/m 2 civarında olabilmektedir.Güneş ışınları morötesi, gamma ve x ışınlarını da ihtiva ederek dünyaya ulaşır. Fakatdünya atmosferini geçerken zararlı olan bu ışınların çoğu yutulur. Atmosfer dışınagelen güneş ışınımı atmosferi geçerken atmosferde bulunan parçacıklar tarafındantutularak azalır. Böylece atmosfer dışına gelen ışınımın 0,1 ile 0,8 arasında bir kesriyeryüzüne ulaşır. Kalan güneş ışınımı (atmosferik ışınım) atmosfer içindeki partikül,47

toz ve havadaki moleküller vasıtasıyla yansımaya uğrar. Güneş ışınımının bubölümüne “difüz güneş ışınımı”, doğrudan yeryüzüne ulaşan kısmına da “direktgüneş ışınımı” denir. (Tırıs vd., 1997; Şenol, 2005).Direkt ve yayılı güneş ışınımı pratikte 0,3-3,0 μm dalga boylu olduğundan buna kısadalga boylu ışınım da denir. Direkt ve yayılı ışınımların toplamı global güneş ışınımıolarak da adlandırılır. Atmosferdeki gazlar ( özellikle su buharı ve karbondioksit )tarafından yeryüzüne atmosfer ışınımı olarak yayılan ve yansıtılan ışınımlar da yerışınımı olarak gözönüne alınan uzun dalga boylu ışınımlardır. Tüm bu ışınımlaratoplam güneş ışınımı denir. Şekil 2.16‟da toplam ışınımının bileşenleri (direkt, difüzve yansıyan) şematik olarak görülebilir. (Doğan, 2006)Şekil 2.16. Toplam güneş ışınımının bileşenleri (Doğan, 2006)2.3.8. GüneĢ takip sistemi ve önemiGüneş enerjisinden faydalanmak için geliştirilen sistemler, güneşin radyasyonundanyararlanırlar. Adi bir camdan geçen direk radyasyon yoluyla elde edilecek ısı, onundünya üzerindeki yerine (enlem itibariyle), hangi yöne dönük olduğuna, günün hangisaatinde ve yılın hangi gününde bulunduğuna bağlıdır.48

Güneş açısından yararlanmak için geliştirilen sistemlere direkt radyasyondanfaydalanma miktarının max olması için geliş açısının minimum hatta 0 o olmasıgerekir. Panelin bulunduğu yere göre aynı geliş açısını elde etmek için farklı eğimaçıları (β) gerekecektir. Dünyanın 23,5° eğik ekseni ve güneş açısının 0° olmasınıtemin edebilmek için, eğim açısının yer ve mevsimler itibariyle değiştirilmesigerekir. Bunun için kuzey – güney yönünde yani aşağı yukarı hareket ile tek eksentakip edilmesi gerekir.Şekil 2.17. Güneş takip sistemi (YEKARUM, 2008)Ayrıca güneşin her gün doğudan batıya doğru olan hareketinin geliş açısına olanetkisini ortadan kaldırmak için panel ve bu doğrultudaki açısının da günün saatleriitibariyle değiştirilmesi gerekir. Sabit, yatay bir düzleme gelen enerji sabah ve akşamdolaylarında en az, öğle saatlerinde ise en fazla olmaktadır. Geliş açısının minimumolabilmesi için güneşin doğu – batı istikametindeki hareketinin de takip edilmesigerekir. Şekil 2.17‟de SDÜ YEKARUM bünyesinde yapılan güneş takip sistemliPV‟ler görülmektedir.İşte güneş takip sistemleri (Solar tracking systems) bu açılardan birinin veya herikisini birden değiştirmek suretiyle, güneş ışınının panel üzerine tam dik olarakgelmesini sağlamak için geliştirilmiştir. Güneşin iki eksende hareket ile izlendiğisistemlerde geliş açısı 90 o olmaktadır. (Şenol, 2005)49

2.3.9. Türkiye’ de güneĢ enerjisi ve kullanım potansiyeliTürkiye, 36°-42° kuzey enlemleri ve 26°-45° doğu meridyenleri arasındaki güneşkuşağında bulunmaktadır. Türkiye, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneşenerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre daha avantajlıdır. Türkiye‟nin yıllıkortalama güneş ışınımı 1303 kWh/m 2 -yıl, ortalama yıllık güneşlenme süresi ise 2623saattir. Bu rakam günlük 3,6 kWh/m 2 güce, günde yaklaşık 7,2 saat, toplamda ise 110günlük bir güneşlenme süresine denk gelmektedir. 9,8 milyon TEP ısıl uygulamalaraolmak üzere yıllık 36,2 milyon TEP enerji potansiyeli mevcuttur. Yılın on ayıboyunca teknik ve ekonomik olarak toplam ülke yüzölçümünün %63‟ünde ve tüm yılboyunca %17sinden yararlanılabilir. (Eskin, 2006; Yalkı, 2007)Şekil 2.18. Türkiye‟nin güneş enerjisi haritası [kWh/m 2 -yıl] (EİE, 2003)Şekil 2.18‟de Türkiye‟nin güneş enerjisi haritası verilmiştir. Bu şekilden deanlaşılmaktadır ki en fazla güneş enerjisi alan bölgeler Güney Doğu Anadolu veAkdeniz Bölgeleridir. En az güneşlenme ise yağışlı bir iklime sahip olan DoğuKaradeniz Bölgesi‟nde olmaktadır. İklimler sebebiyle aylara göre değişim gösterengüneş ışınım oranları ve güneşlenme süreleri ise EİE‟ nin yaptığı çalışmalarsonucunda Şekil 2.19‟daki grafiklerde görülmektedir. (Sayın, 2006)50

Şekil 2.19. Türkiye‟nin aylara göre ortalama ışınım değerleri (kwh/m 2 -gün) (solda)ve güneşlenme süreleri (sağda) (EİE, 2003)Gerekli yatırımların yapılması halinde Türkiye yılda birim m 2 „sinden ortalama 1100kWh‟lik güneş enerjisi üretebilir. Güneşten dünyaya saniyede yaklaşık olarak 170milyon mW enerji gelmektedir. Güneşten bir saniyede dünyaya gelen güneş enerjisimiktarı, Türkiye‟nin yıllık enerji üretiminin 1700 katıdır. (EİE, 2006)Çizelge 2.3. Türkiye'nin aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli (EİE, 2003)AYLARAylık Toplam GüneĢ Enerjisi GüneĢlenme Süresikcal/cm 2 -ay kwh/m 2 -ay (saat/ay)Ocak 4,45 51,75 103Şubat 5,44 63,27 115Mart 8,31 96,65 165Nisan 10,51 122,23 197Mayıs 13,23 153,86 273Haziran 14,51 168,75 325Temmuz 15,08 175,38 365Ağustos 13,62 158,4 343Eylül 10,6 123,28 280Ekim 7,73 89,9 214Kasım 5,23 60,82 157Aralık 4,03 46,87 103TOPLAM 112,74 1311,16 2640ORTALAMA 308 cal/cm 2 -gün 3,6 kwh/m 2 -gün 7,2 saat/gün51

Yapılan potansiyel belirleme çalışmaları ile ülkemizin yıllık ortalama ışınımşiddetinin 308cal/cm² gün ve yıllık toplam güneşlenme süresinin ise 2640 saatolduğu saptanmıştır. (Sayın, 2006) Aylara göre belirlenen bu veriler çizelge 2.3‟tedetaylı olarak verilmektedir.Türkiye‟nin en fazla güneş alan bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesi olup, ikincisırada Akdeniz Bölgesi gelmektedir. Güneydoğu Anadolu Bölgesi ülkemizin güneşenerjisi bakımından en zengin bölgesidir. Bu bölgeye gelen yıllık toplam güneşenerjisi miktarı 1460 kWh/m 2 ve yıllık toplam güneşlenme süresi ise 2993 saattir.Bunun yanında Karadeniz bölgesi Türkiye‟nin en az güneş enerjisi potansiyelinesahip bölgesidir. Bu veriler ışığında Türkiye‟de toplam olarak yıllık alınan enerji10 15 kWh kadardır. Çizelge 2.4. de Türkiye‟nin bölgelere göre aldığı yıllık toplamgüneş enerjisi verileri kWh/m 2 -yıl cinsinden verilmiştir. (EİE, 2006)Çizelge 2.4. Türkiye‟nin yıllık güneş enerjisi potansiyelinin bölgelere göre dağılımıBölge(EİE, 2003)Toplam GüneĢ Enerjisi(kWh/m 2 -yıl)GüneĢlenme Süresi(Saat/yıl)Güneydoğu Anadolu 1460 2993Akdeniz 1390 2956Doğu Anadolu 1365 2664İç Anadolu 1314 2628Ege 1304 2738Marmara 1168 2409Karadeniz 1120 1971Türkiye‟de güneş enerjisi yaygın olarak evlerin sıcak su gereksinimininkarşılanmasında kullanılmaktadır. Türkiye‟nin özellikle Güney ve Ege kıyıları bastaolmak üzere tüm bölgelerinde güneş enerjisi kolektörleri halen yoğun olarak suısıtmak amacıyla kullanılmaktadır. Güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, DoğuKaradeniz Bölgesi dışında tüm bölgelerimiz için önemle ele almamız gereken birbüyüklüktedir. Türkiye sahip olduğu bu güneş enerjisi potansiyelinideğerlendirmelidir. (Akkaya, 2007)52

2.3.10. Isparta’ da güneĢ enerjisi ve kullanım potansiyeliTürkiye‟nin Karadeniz Bölgesi dışındaki hemen hemen bütün bölgelerinde güneşenerjisinden faydalanılabileceği Türkiye güneş enerjisi haritasında açıkçagörülmektedir. Akdeniz Bölgesi de bu bölgelerden bir tanesidir ve GüneydoğuAnadolu Bölgesi‟nden sonra en iyi Güneş enerjisi potansiyeline sahip 2. Bölgeolarak yerini almaktadır. Bu bölgede yer alan Isparta‟da oldukça iyi bir güneş enerjisipotansiyeline sahiptir. Şekil 2.21. incelendiğinde Isparta ilinin aylara göre ortalamaGüneş enerjisi ışınım değerleri ve güneşlenme süreleri görülmektedir.Şekil 2.20. Isparta güneş enerjisi haritası [kWh/m 2 -yıl] (EİE, 2003)Şekil 2.21. Isparta‟nın aylara göre ortalama ışınım değerleri (kwh/m 2 -gün) (solda) vegüneşlenme süreleri (sağda) (EİE, 2003)53

2.4. GüneĢ Güç Sistemleri2.4.1. GüneĢ güç sistemlerinin sınıflandırılmasıGüneş güç sistemlerinin sınıflandırılmasında iki farklı sınıflandırma sistemi ön planaçıkmaktadır. Bunlardan ilki elektrik üretiminde kullanılan sistemlere göre yapılansınıflandırma iken diğer bir sınıflandırma ise sistemlerin sıcaklık aralığına göreyapılan sınıflandırmadır. Isıl sistemlerde en çok kullanılan sınıflandırma şeklisıcaklık aralığına göre yapılan sınıflandırmadır. Şekil 2.22‟de Güneş güçsistemlerinin sınıflandırılması görülmektedir.Elektrik ÜretimindeKullanılanSistemlere GöreTermal ve ElektrikÜreten SistemlerDirekt ElektrikÜreten SistemlerGüneş GüçSistemleriDüşük SıcaklıkUygulamalarıSıcaklık AralığınaGöreOrta SıcaklıkUygulamalarıYüksek SıcaklıkUygulamalarıŞekil 2.22. Güneş güç sistemlerinin sınıflandırılması2.4.1.1. Elektrik üretiminde kullanılan sistemlere göre sınıflandırmaGüneş enerjisinden elektrik üretimi iki yöntem ile gerçekleştirilebilir.a) Uygun çalışma sıvısı kullanılarak güneş kolektörü ile basınçlı buhar elde edilir.Elde edilen buhar Rankine güç çevriminde kullanılarak türbin jeneratör grubunda54

elektrik üretilebilir. Ancak bu yöntemle elektrik elde edilmesinde enerji verimi kaybıfazladır. (Termal ve elektrik üreten sistemler)b) Güneş ışınımını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren güneş pilleridüzeneklerinin kullanılmasıyla elektrik üretilebilir. Güneş pillerinin yapımı zorolmasına rağmen birim güç başına ağırlıkları oldukça küçük ve ömürleri de uzundur.(Uyarel ve Öz, 1987; Yalkı, 2007) (Direkt elektrik üreten sistemler)2.4.1.2. Sıcaklık aralığına göre kullanılan sistemlerin sınıflandırılmasıGüneş enerjisi toplama sistemleri, erişilebilen sıcaklık dereceleri bakımından üçgrupta toplanabilir:• Düşük sıcaklık uygulamaları : 100°C‟den az• Orta sıcaklık uygulamaları : 100-350°C arası• Yüksek sıcaklık uygulamaları : 350°C‟den fazla100°C‟den az olan düşük sıcaklık uygulamalarında, düz toplayıcılar denilen basitdüzenekler kullanılmaktadır. Söz edilen düzenekler, güneş radyasyonuna ilave olarakdifüz radyasyonu da toplayabilmektedir. Düz toplayıcılar vasıtasıyla su ısıtma, binaısıtma, sera ısıtma, tarımsal ürünlerin kurutulması, büyük hacimlerin ısıtılması gibiuygulamalar yapılmaktadır. (Düşük sıcaklık uygulamaları)100-350°C arası sıcaklık uygulamalarında odaklı toplayıcılar kullanılmaktadır.Odaklı toplayıcılar, güneş ışınlarını belli bir noktada odaklayabilen mercek sistemlerolup mevsimsel ayarlamalara ihtiyaç duyarlar. (Orta sıcaklık uygulamaları)350°C‟den yüksek sıcaklık uygulamalarında ise, güneşi izleyen çok sayıda ayna vegüneş kuleleri kullanılmaktadır. Aynalar, enerjiyi kule üzerinde tek bir noktayatoplayarak yüksek sıcaklık elde edilmesini sağlarlar. Bu yüksek sıcaklık damadenlerin ergitilmesi ve elektrik üretimi amacıyla kullanılmaktadır. (Yükseksıcaklık uygulamaları) (Bozkurt, 2008)55

2.4.2. GüneĢ enerjisi sistemleriIsıl güneş enerjisi sistemleri, düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık uygulamaları olmaküzere ikiye ayrılabilir. Düşük sıcaklık uygulamalarının en yaygını düzlemselkollektörlerdir. Düzlemsel güneş kollektörleri, güneş enerjisini ısı enerjisi olarak birakışkana aktaran aygıtlardır. Basitliği ve ucuzluğu nedeniyle en yaygın kullanılangüneş enerjisi uygulamasıdır. Evlere, yüzme havuzlarına ve sanayi tesislerine sıcaksu sağlamakta kullanılırlar. Daha yüksek sıcaklıklar verebilen vakumlukollektörlerde ise absorban yüzey cam boru içerisine alınmış ve cam boru ısıkayıplarını azaltmak için vakumlanmıştır. Çıkışları daha yüksek sıcaklıkta olduğuiçin, düzlemsel kollektörlerin kullanıldığı yerlerde ve ayrıca güneşli soğutmasistemlerinde kullanılabilirler. Bu grupta yer alan diğer sistemler; güneş havuzları, sudamıtma sistemleri, güneş mimarisi, seralar, ürün kurutma sistemleri ve güneşocaklarıdır. Şekil 2.23‟te güneş güç sistemleri detaylı olarak gösterilmiştir.Güneş GüçSistemleriDüşük SıcaklıkUygulamalarıOrta ve YüksekSıcaklıkUygulamalarıKollektörlü SıcakSu SistemleriGüneş BacasıNoktasalYoğunlaştırıcıSistemlerDoğrusalYoğunlaştırıcıSistemlerGüneş KulesiParabolik ÇanakKollektörlerSilindirikParabolikKollektörlerDoğrusal FresnelKollektörlerŞekil 2.23. Güneş güç sistemleriYüksek sıcaklık uygulamaları ise yoğunlaştırma yapan ısıl sistemlerdir.Yoğunlaştırıcı sistemler direkt güneş ışınımından yararlanarak yüksek sıcaklıktabuhar üretirler ve elektrik üretiminde kullanılırlar. Yoğunlaştırıcı termal sistemlerin56

en yaygını parabolik oluk kollektörlerdir. Kesiti parabolik olan kollektörlerin içkısmındaki yansıtıcı yüzeyler, güneş ışınlarını, odakta yer alan siyah bir absorbanboruya odaklarlar. Absorban boruda dolaştırılan sıvıda toplanan ısı ile elde edilenbuhardan elektrik üretilir. Diğer bir tür yoğunlaştırıcı sistem olan parabolik çanaksistemler, iki eksende güneşi takip ederek, güneş ışınlarını odaklama bölgesineyoğunlaştırırlar. Merkezi alıcı sistemlerde ise; tek tek odaklama yapan ve heliostatadı verilen aynalardan oluşan bir alan, güneş ışınlarını, bir kule üzerine monteedilmiş ısı eşanjörüne yansıtarak yoğunlaştırma yaparlar. (Yalkı, 2007)2.4.2.1. DüĢük sıcaklık uygulamalarıKollektörlü sıcak su sistemleriDüz yüzeyli kollektörler ısı değiştirgeçlerine benzerler. Isı değiştirgecinde sıcak vesoğuk iki akışkan arasında ısı transferi olur. Kollektörlerde ise güneş ışınımı ileısınan siyah yüzeylerden akışkana ısı transferi olur. Güneşli su ısıtma sistemlerindekullanılan kollektörler güneş ışınımını absorblama kabiliyeti yüksek olan siyah birtabaka ile kaplı, ısı iletkenliği yüksek metal bir levha altına borular yerleştirilmiştir.Boruların alt ve yan taraflarına ısı kayıplarına karsı izole edilmiştir. Düz toplayıcılardirekt ısınımdan başka yaygın ışınımı da absorblarlar. (Doğan, 2006)Düz tip güneş kollektörleri, imalatı ve uygulaması kolay, maliyeti yoğunlaştırıcı tipeoranla daha az olmasına rağmen elde edilen su sıcaklığının 100°C‟ yi aşamamasınedeniyle genellikle düşük sıcaklık uygulamalarında kullanılır. Düz tip kolektörlersistem yapılarında çeşitli düzenlemelerle (dış tarafa taşınımla olan ısı kaybınınazaltılmasıyla, yüzey emiciliğinin arttırılmasıyla, akışkana ısı transferininarttırılmasıyla) günümüzde daha verimli hale getirilmiş fakat bu durumda isesistemin toplam maliyeti artar. Şekil 2.24‟te SDÜ YEKARUM bünyesinde temizenerji evinde kullanılmak üzere yerleştirilmiş olan güneş kolektörleri görülmektedir.57

Şekil 2.24. “Gün ısı” sistemleri (YEKARUM, 2008)Akışkan sıcaklığının 100°C civarında olması gerekiyorsa vakumlu tipte kolektörlerde kullanılır. Akışkan sıcaklığı 100°C‟yi geçmemesine rağmen düz kolektörlerin dekullanım alanına göre birçok avantajı mevcuttur. En önemlisi ise yayılı (difüz)ışınımdan faydalanmaları ve imalatlarının çok daha basit ve ucuz olmasıdır. Düzkollektörlerde en önemli etkenlerden birisi de saydam örtüdür. Saydam örtü güneştengelen kısa dalga boylu (0,3-3μm) ışınları geçirip, emici yüzeyden yansıyan uzundalga boylu (3-50μm) ışınları geçirmemelidir. Bu ise camın içindeki demir-oksitmiktarına bağlıdır. Demir-oksit miktarı arttıkça geçirme oranı azalır. Emici yüzeydeise yutma oranı yüksek, yayma oranının ise az olması gerekir. (Çolak, 2000;Yılmazoğlu, 2006)GüneĢ bacasıGüneş bacası, üzerine gelen güneş ışınını, sera etkisi prensibiyle hareket enerjisine,daha sonra da elektrik enerjisine dönüştürür. Burada sera etkisi prensibi, baca çekisi,türbin ve jeneratör ile birlikte düşünülebilir. Güneş bacası fiziksel olarak cam birkollektör (sera), bir baca ve ayrıca (tek yada çok sayıda) türbinden oluşur. Şekil2.25‟te (sağda) SDÜ YEKARUM bünyesinde yapılan güneş bacası örneğigörülmektedir.58

Şekil 2.25. Güneş bacası (YEKARUM, 2008)Güneş bacaları, güneş enerjisini önce ısıl enerjiye, ardından ısıl enerjiyi kinetikenerjiye ve son olarak da elektrik enerjisine çeviren, enerji dönüşüm sistemleridir.Güneş bacaları, güneş enerjisini toplayıp, içinde dolaşan havaya aktaran bir seratoplayıcı bölümü ve içinde rüzgar türbinli elektrik üretim sistemi bulunan uzun bacakısmından oluşur. (Koyun vd.,2007)Güneş bacası yönteminde güneşten gelen ışınlar siyaha boyalı zemin ile bacanınçevresindeki atmosferi zeminden başlamak üzere ısıtır. Zemin ve çevresinde ısınanhava özel borularla toplanarak bacaya yönlendirilir. Bu çok sıcak havanın dikeydoğrultuda sıcaklık farkı nedeniyle oluşturduğu akım baca içerisinde sanki bir rüzgartüneli işlevi görür. Bu hava akımı, içerisine düşey eksen üzerinde ve hava akımınadik olarak yerleştirilmiş uygun boyutlarda ve sayıdaki pervaneleri döndürür. Bupervanelerin her birinin döndürdüğü eksen üzerindeki dinamo sistemi yardımıylaoluşacak elektrik akımından yararlanmak mümkündür.2.4.2.2. Orta ve yüksek sıcaklık uygulamaları (YoğunlaĢtırıcı sistemler)Yoğunlaştırıcı tip güneş kolektörleri daha çok orta ve yüksek sıcaklıkuygulamalarında kullanılmaktadır. Bu kollektörlerde elde edilen akışkan sıcaklıklarıyüksek olup verimleri daha yüksektir. Bu kollektörlerin imalat maliyeti yüksektir. Bu59

kollektörler kendi aralarında ışınımı tek noktaya toplayan ve ışınımı bir doğruüzerine toplayan kollektörler olarak ayrılabilir. Orta sıcaklık uygulamalarında dahaçok ışınımı bir doğru üzerine toplayan kollektörler tercih edilirken, yüksek sıcaklıkuygulamalarında ise (güneş fırını) ışınımı tek bir noktaya toplayan kollektör tipitercih edilir.Yoğunlaştırıcı tip güneş kollektörlerinde güneş ışınımının düştüğü net alana açıklık,bu ışınımın yansıtıldığı yüzeye ise alıcı yüzey denilir. Açıklık alanına düşen güneşışınımıyla, doğruya yoğunlaştırmada 120-300°C akışkan sıcaklığı elde edilirken,noktaya yoğunlaştırmada 1100-1400°C sıcaklıkları elde edilebilir. Fransa‟da 900aynalı bir odaklı kollektör ile 3000°C sıcaklık elde edilmiş ve metal ergitmedekullanılmıştır. Bu kollektörlerde ancak direkt güneş ışınımlarından faydalanılabilir vegüneşlenme süresi önemli rol oynar. (Doğan, 2006) Yoğunlaştırıcı sistemlerdemaliyeti arttırıcı en önemli unsurlardan birisi de güneşi takip mekanizmasıdır. Takipişlemi çok büyük hassasiyet gerektirmekte olup küçük sapmalar bile büyük kayıplaraneden olabilir. (Yılmazoğlu, 2006)Noktasal yoğunlaĢtırıcı sistemlerGüneĢ kulesiYüksek derecede ısı yayan enerji girişleri için gelen ışınları belirli bir noktayatoplamak amacıyla çoklu düz aynalar ya da heliostatlar kullanılabilmektedir. Buna “heliostat bölgesi ” ya da “ merkezi alıcı kollektörleri” denmektedir. Heliostatlardaelde edilen yüksek miktarlardaki ısıl enerji buhar jeneratörüne yüksek sıcaklık vebasınçta buhar üretmek için aktarılmaktadır. Bu yüksek şiddetteki ısıl enerji alıcıtarafından alınarak daha sonar güç üretimi için kullanmak amacıyla döngüselakışkana transfer edilmektedir.Merkezi alıcıların avantajlarının başında;1. Güneş enerjisini optiksel olarak toplayıp tek alıcıya transfer ederek, ısıl enerjiaktarımını minimize etmek;60

2. Genelde 300-1500 toplama oranları arasında çok yüksek boyutlarda enerjitoplayarak, elektriğe dönüştürmek;3. Isıl enerjiyi uygun bir biçimde stoklamak;4. Genellikle 10MW‟dan yüksek enerjilerde çalıştıklarından kısa zamanda ekonomikaçıdan da fayda sağlamak gelmektedir.Merkezi alıcı bölgesindeki her heliostat 50-150 m 2 yansıtma yüzeyine sahipolmaktadırlar. Bunlar güneş ışınlarını toplayıp, bunları absorblayarak ısı transferakışkanına aktaran alıcıya yollamaktadır. Ana elemanlar olarak borular, pompalar vevanalar içeren ısı aktarım sistemi transfer akışkanını alıcı, depolama ve de güçdeğişimi sistemleri arasında kapalı döngü içinde yönlendirmektedir. Isıl depolamasistemi toplanan enerjiyi güç dönüştürme ünitesine göndermek üzere stoklamaktadır.Bu sistem buhar jeneratörü, türbin jeneratörü ve de ısıl enerjiyi elektriğe dönüştürendestek ekipmanlarından oluşmaktadır. Geniş aynalı kollektörlerden yansıtılıp, alıcıdatoplanan enerji ısıl değiştiricilerde çalışılan ısıl akışkana transfer edilmektedir. Güneşenerjisinin sistem tarafından toplanmasından sonra ısıl enerjinin elektriğedöndürülmesi fosil yakıtlı ısıl güç ünitelerindeki sistem ile benzerlik göstermektedir.(Romero et al., 2002)Şekil 2.26. Güneş kulesi (Unienerji, 2010)61

Ortalama alıcıdaki güneş akı miktarı 200 - 1000 kW/m 2 arasında olup, bu yüksek akıile 1500 0 C‟nin üzerindeki sıcaklıklarda daha verimli döngülerde çalışma olanağısağlanmaktadır. Bu sistemler çok kolay bir biçimde fosil yakıtlı güç üniteleri ileentegre edilebilmektedirler. (Schwarzbozl et al., 2000) Şekil 2.26‟da örnek bir güneşkulesi görülmektedir.Merkezi alıcı sistemlerinin yüksek potansiyelleri göz önüne alındığında paraboliktekne teknolojisine göre çok daha etkin bir biçimde elektrik maliyetlerini düşürmepotansiyeline sahip olduğu görülmektedir. (Chavez et al., 1993; Hoşaf, 2008)Parabolik çanak kollektörlerParabolik çanak yansıtıcı; güneş enerjisini çanağın odak noktasında bulunan bir alıcıüstünde toplayacak şekilde güneşi iki eksende izlemeyen, nokta odaklı kollektörtipidir. Çanak yapı, ısınları termal alıcıya yansıtacak şekilde güneşi tamamenizlemelidir. Bu amaçla, kollektörün iki eksende izlenmesi için, önceki bölümde tarifedilenlere benzer izleme mekanizmaları ikisinde de kullanılmaktadır.Şekil 2.27. Parabolik çanak kollektörler (Unienerji, 2010)62

Alıcı, güneş enerjisini absorbe etmekte, sirküle eden bir sıvı içerisinde ısı enerjisinedönüştürmektedir. Termal enerji sonra ya doğrudan alıcıya bağlı bir jeneratör ileelektrik enerjisine dönüştürülebilmekte, ya da borularla bir merkezi güç dönüştürmesistemine iletilebilmektedir. Parabolik çanak sistemleri 1500°C‟den fazlasıcaklıklarda başarı gösterebilmektedir. Çünkü alıcılar kollektör alanı boyuncaparabolik oluklar şeklinde dağılmaktadır. Parabolik çanaklar, genellikle dağıtılmışalıcı sistemleri olarak adlandırılmaktadır.Parabolik çanakların en önemli avantajları ise;1. Her zaman güneşe yönlendikleri için, bütün kolektör sistemleri içinde en verimliolanlarıdır.2. Tipik olarak 600-2000 aralığında konsantrasyon oranına sahip olup, bu nedenle ısıenerjisi absorbsiyonunda ve güç dönüştürme sistemlerinde yüksek verimliliksağlamaktadırlar3. Bağımsız veya daha büyük bir çanak sisteminin parçası olarak fonksiyon gösteren,modüler kollektör ve alıcı üniteleri içermektedirler.Bir merkezi güç dönüştürücüsünden elektrik üreten parabolik çanak sistemleri,absorbe edilmiş güneş ışığını her alıcıdan toplamakta ve ısı transfer sıvısı yoluylagüç dönüştürme sistemine iletmektedir. Kollektör alanı boyunca sirküle eden bir ısıtransfer sıvısı ihtiyacı, boru yerleşimi, pompalama gereksinimleri ve ısı kayıpları gibitasarım sorunlarını artırmaktadır. Alternatif ısıl alıcıları ısıyı motora transfer edenaradaki akışkanın kaynadığı ya da yoğunlaştığı ısıl borulardır. Isıl motor sistemi ısıyıtermal alıcılardan almakta ve de elektrik üretmek için kullanılmaktadır.Dağıtılmış çanak sistemlerinin ısı depolama kapasiteleri düşük olmasına karşın,güneş olmadığı durumlarda ise fosil yakıtlar kullanılarak çalışılması avantajsayılabilmektedir.. Stirling motoru adı verilen motor çanak-motor sistemlerinde enfazla kullanılan motor tipi olup, gelecekte mümkün olabilecek diğer güç değiştirmeünite teknolojilerinin basında da mikrotürbinler ve de toplayıcı fotovoltaikler yeralmaktadır. (Pitz-Paal, 2002; Hoşaf, 2008)63

Doğrusal yoğunlaĢtırıcı sistemlerSilindirik parabolik kolektörlerGüneş enerjisinden yararlanarak ısıl enerji üreten parabolik oluk tipi kolektörlerözellikle yüksek sıcaklık uygulamaları için çok uygundur. Ancak güneşi takip etmezorunluluğu bir dezavantaj olarak ortaya çıkar. Yüksek verimli sistemlerigeliştirmede, uygun dizayn parametrelerinin belirlenmesi için parabolik oluk tipikollektörlerin optik analizi yanı sıra termodinamik (enerji ve ekserji) analizlerinin deyapılması gerekir. (Üçgül vd., 2006)Yoğunlaştıran toplayıcılar içinde en basit olanı ve en yaygın olarak kullanılanısilindirik parabolik toplayıcılardır. Parabolik oluk (yalak) tipi kolektörler (ParabolicThrough Collector) için ısı taşıyıcı akışkan sıcaklığı genellikle 400°C 'den dahadüşüktür. Silindirik parabolik toplayıcıda yutucu borunun birinci fonksiyonu ısıyıabsorbe edip, içinden akan toplayıcı akışkanına transfer etmektir. Bu işlem esnasındayutucu borunun yüzeyi ısınır ve yüzey sıcaklığı çevre sıcaklığının çok üzerinde birdeğere ulaşır. Dolayısıyla, yutucu boru yüzey sıcaklığı ile çevre arasındaki sıcaklıkfarkı, toplanan enerjinin büyük kısmının tekrar çevreye verilmesine neden olur. Bunedenle yutucu borunun bir saydam örtü ile çevrelenmesi böylece dışarı olan ısıkaybının azaltılması mümkündür. (Üçgül vd., 2006)PTC‟ler yansıtıcı bir materyalin parabolik şekilde bükülmesiyle üretilmektedirler.Cam tüp ile kaplanmış siyah metal tüp alıcının odak çizgisi boyunca yer almaktadır.Parabol güneş yüzüne döndüğünde, paralel ısınlar alıcı boruya yansıtılmaktadır. Tekeksenli güneş izleme cihazı koymak da yeterli olmaktadır. Kollektör doğu-batı yöndeolup, güneşi kuzey-güney doğrultusunda izleyebilir ya da tam tersi biçimde kuzeygüneydoğrultuda olup, güneşi doğudan batıya doğru izleyebilmektedir. Bunun enbüyük avantajı gün içinde çok az kollektör ayarı yapılmasıdır. Özellikle sabah ve deakşamüstü güneş ısınlarının geliş açısının, öğleye göre düşük olmasının daperformansı düşürdüğü bir gerçektir. Kuzey güney seklinde yönlenmiş olan64

teknelerde ise en az ısı kaybı sabah ve de akşam olurken, en fazla kayıp ise öğlesaatlerinde yaşanmaktadır.Parabolik tekne teknolojisi en gelişmiş güneş ısısı teknolojisi olup, bu teknoloji ile400 C‟ye kadar üretim gerçekleştirilebilmektedir. Bu sistemin kurulduğu en büyükbölge ise Güney California‟daki Güneş Elektriği Üretim Sistemleri (SEGS) olup, tümkapasiteleri 354MWe‟dir. İspanya, İtalya, Fransa başta olmak üzere GüneyAvrupa‟da da benzer sistemler bulunmaktadır. (Kearney and Price, 1992) Şekil2.28‟de örnek silindirik parabolik sistemler (solda) ile SDÜ YEKARUM bünyesindeimal edilmiş olan silindirik parabolik sistem (sağda) yer almaktadır.Şekil 2.28. Silindirik parabolik kollektörler (YEKARUM, 2008)Parabolik tekne kollektörünün alıcısı lineer olup, odaksal çizgi boyunca yüzey alıcısıformu oluşturmak için boru kullanılmaktadır. Borunun tüpü ve de toplama oranı daoluğun üretim toleransları ile yansıyan güneş ışınımının büyüklüğüne bağlıolmaktadır. Alıcının yüzeyinde ise seçici kaplamalı plaka yer almakta ve bununyüksek güneş ışığı absorblama potansiyeline karşın, ısı kaybını azaltmak için düşükyayılım potansiyeli bulunmaktadır. Cam kaplama boru ise alıcı borunun etrafınayerleştirilmiş olup, ısı kaybı katsayısını düşürerek alıcının ısı yayılımı ile ısıkaybetmesini düşürmektedir. Cam borunun en büyük dezavantajı ise yansıtmayı birmiktar düşürmesi ve de verimi azaltmasıdır.65

Gün içinde güneşi belli tolerans aralıkları içinde sapmayla izleyen ve aksamları daeski halini alan mekanizma ile daha güvenilir ve efektif bir sistemkurulabilinmektedir. Ayrıca bu şekilde rüzgar, fırtına ya da aşırı ısınma ya da ısılakışkan akı mekanizmasındaki hatalar gibi durumlara karşı koruma da sağlanmışolunmaktadır. Tolerans aralıkları kollektörün kabul açısına bağlı olarakhesaplanabilmektedir. Mekanik ya da elektriksel/elektronik olmak üzere çok basit yada aşırı kompleks özelliklere sahip izleme mekanizmaları oluşturulabilinmektedir.Elektronik sistemler çok daha iyi izleme titizliğine sahip olup ve aşağıdaki 2 anagrupta incelenmektedirler.1. Güneş aydınlatmasının büyüklüğünü algılayan, elektronik sensörler tarafındankontrol edilen motorla çalışan mekanizmalar (Hession and Bonwick, 1984)2. Alıcı üzerideki güneş akısını ölçen bilgisayar kontrollü motorlu sensörler(Nuwayhid et al., 2001; Hoşaf,2008)Doğrusal Fresnel kollektörlerDoğrusal Frensel Kollektör (LFR), teknolojisi doğrusal ayna şeritlerin sıra oluşturup,doğrusal kule üzerindeki alıcıya toplaması ile gerçekleşmektedir. LFR alanı kırıkparabolik tekne kollektörü gibi düşünülebilinir fakat en büyük farkı, daima parabolikşekilde olmayıp, geniş absorblayıcıların inşasına imkan verebilmesi ve de bunlarınhareket etme zorunluluğunun olmamasıdır.Şekil 2.29. Doğrusal Fresnel kollektör (Unienerji, 2010)66

Şekil 2.30‟da LFR kollektörünün elemanları görülmektedir. Bu sistemin en büyükavantajı düz ya da elastik eğrilebilir yansıtıcılar kullanarak parabolik camyansıtıcılarına göre çok daha düşük maliyetler sağlamasıdır. Bir de yere yakınyerleşim olduğu için yapısal olarak daha az gereksinime ihtiyacı bulunmaktadır.Şekil 2.30. Doğrusal Fresnel kollektör çalışma prensibi (Mathur et al., 1990)Bu tipteki ilk kollektör 1960 yılında Cenova‟da doğrusal ve de 2 eksen izlemeliolarak üretilmiştir ve günümüze kadar bu sistemin eksiklikleri giderilerek, gelişimidevam etmektedir. (Nelson et al., 1975) Şekil 2.29‟da Doğrusal Fresnel Kollektör,Şekil 2.30‟ da ise Doğrusal Fresnel Kollektörün şematik resimleri yer almaktadır.LFR teknolojisindeki en büyük sorunlardan biri de yakın yansıtıcıların birbirlerinibloklaması ya da gölgelemesidir. Bloklama absorblayıcı kulenin uzunluğunuartırmak suretiyle düşürülebilmekte fakat bu da doğrudan maliyeti arttırıcı roloynamaktadır. Kompakt doğrusal Fresnel kollektörleri, Sydney Üniversitesindegelistirilmiş olup, gölge problemi komsu lineer elementlerin açıları ile oynamaksuretiyle aşılmıştır. (Mills, 2001)2 adet alıcı kullanarak komşu yansıtıcılar arasında yüksek yansıtma yoğunluklarısağlanmış olup, daha düşük kule uzunlukları yeterli olmaktadır. Bu ayrıca maliyetleride düşürmektedir. (Hoşaf, 2008)67

2.4.2.3. GüneĢ pilleriFoto=ışık, voltaik=elektrik sözcüklerinin bir araya gelmesiyle fotovoltaik (ing:Photovoltaic) olarak adlandırılan güneş pilleri, elektriksel olarak birbirine bağlanmışve bir çerçeve içine yerleştirilmiş pillerden oluşur.Şekil 2.31. Güneş pili (YEKARUM, 2008)Birbirlerine seri ya da paralel olarak bağlanmış ve bir yüzey üzerine monte edilmişolarak kullanıma sunulurlar. Güneş pili modülü ya da fotovoltaik (PV) modül denilenbu yapılar fotovoltaik sistemlerin temel elemanıdırlar. Fotovoltaik sistemler elektrikenerjisinin gerekli olduğu her uygulamada kullanılabilirler. Uygulamaya bağlı olaraksistemde akümülatörler, invertörler, denetim cihazları ve çeşitli elektronik destekbirimleri kullanılır. Bu sistemler ya bağımsız (stand-alone) olarak özellikle yerleşimyerlerinden uzak, elektrik şebekesi olmayan yerlerde kullanılırlar; ya da şebekebağlantılı olarak çalıştırılırlar. Fotovoltaik sistemler haberleşme aktarıcı istasyonlar,aydınlatma, sinyalizasyon ve alarm sistemleri, deniz fenerleri, petrol boru hatlarınınkatodik koruması, ilaç ve aşıların soğutulması, ilaç ve aşıların soğutulması, hidrojenüretimi, bahçe aydınlatma setleri, kırsal yörelerde su pompalamada kullanılmaklabirlikte son yıllarda şebekeye bağlı uygulamaların kullanımı da hızlayaygınlaşmaktadır. Şekil 2.31‟de SDÜ YEKARUM temiz enerji evi projesikapsamında kullanılan PV sistemi görülmektedir.68

Şekil 2.32. Fotovoltaik pilin yapısı (Yalkı, 2007)Fotovoltaik (PV) piller, silikon gibi yarı geçirgen maddelerden üretilir. Fotonlarhalindeki ışık pile çarptığında, belli bir kısmı yarı geçirgen madde tarafındansoğurulur. Bu, soğurulan ışığın enerjisinin yarı geçirgen maddeye geçmesi demektir.Enerji, serbestçe akmalarına izin verecek şekilde elektronları serbest bırakır. PVpillerinde, ışığın soğurulmasıyla serbest kalan elektronları belli bir yönde akmayazorlayacak bir yada birden fazla elektrik alanı da bulunur. Elektronların bu akışı birakımdır. PV pillerinin alt ve üstüne metal kontaklar yerleştirerek bu akımı dışsalolarak kullanmak üzere çekebiliriz. PV pillerin temel olarak çalışma prensibi buşekildedir. (Yalkı, 2007) Şekil 2.32‟de güneş pillerinin çalışma esası gösterilmiştir.69

3. MATERYAL VE YÖNTEM3.1. GüneĢ Açı HesaplarıDünya güneş etrafındaki yörünge düzleminin normali ile kendi dönü ekseniarasındaki açıdan dolayı (23,45°) güneş etrafında dönerken yeryüzüne gelen güneşışınları farklı açılarda gelerek aynı noktaya farklı doğrultularda ulaşır ve mevsimlermeydana gelir. Dünyanın yapmış olduğu bu hareketler güneş enerjisiuygulamalarında önemlidir. (Yamaç, 2005)3.1.1. Deklinasyon açısıDünya – Güneş doğrultusunun, ekvator düzlemi ile yaptığı açıdır. Dünyanın kendiekseni ile yörünge düzleminin normali arasındaki 23 o 45‟ lık açıdan dolayı meydanagelir. Deklinasyon açısı COOPER formülüyle hesaplanır. (Yamaç, 2005)Çizelge 3.1. Aylara göre gün sayısının gösterimi (Yamaç, 2005)AYLAR Normal Yıl Artık YılOcak 0+M 0+MŞubat 31+M 31+MMart 59+M 60+MNisan 90+M 91+MMayıs 120+M 121+MHaziran 151+M 152+MTemmuz 181+M 182+MAğustos 212+M 213+MEylül 243+M 244+MEkim 273+M 274+MKasım 304+M 305+MAralık 334+M 335+M70

“M” gün sayısı olmak üzere :(3.2)DK=Güneş Deklinasyon Açısım=Toplam Gün SayısıÇizelge 3.1‟de deklinasyon açısı hesabında kullanılan gün sayıları, formüllere görehesaplanan deklinasyon açıları ise çizelge 3.2‟de verilmiştir.Çizelge 3.2. Aylara göre ortalama güneş deklinasyon açılarıAylar Deklinasyon AçısıOcak -20,85Şubat -13,33Mart -2,39Nisan 9,49Mayıs 18,81Haziran 23,08Temmuz 21,10Ağustos 13,30Eylül 1,99Ekim -9,85Kasım -19,05Aralık -23,10Burada ölçümleri yapılan Temmuz ayı için (3.1) ve (3.2) formüllerine göre normalbir yıl için ortalama deklinasyon açı değeri hesaplanmak istenirse yani TemmuzAyının 15‟i ortalama değer için kullanılırsa;m= 181+M =181+15 =196İki farklı denklemden benzer sonuçlar elde edilmiş olur.71

Hesaplanan deklinasyon açılarının aylık ortalamalarına göre yıl içi değişimi Şekil3.1‟de verilmiştir.30,0025,0020,0015,0010,005,000,00-5,00-10,00-15,00-20,00-25,00-30,00Deklinasyon AçısıDeklinasyon AçısıŞekil 3.1. Aylara göre ortalama güneş deklinasyon açıları3.1.2. GüneĢ saat açısıGüneş ışınımı hesaplamasında kullanılan en temel kavram güneş saati (güneşzamanı)‟dir. Güneş saati (GS), güneşin her günkü görünen hareketine göre ölçülür.Güneş öğlesinde, güneş saati 12.00‟ dır. Güneş saatine göre zaman 0 ile 24 arasındabelirtilir. 1 saat, 15 0 ‟ lik açıya tekabül eder (Seçkin, 2006; Özay, 2008).Dünyanın saatsel dönüşünü gradyan biçiminde tanımlayan, güneşsel saat açısı,herhangi bir boylamı ile güneşi dünya merkezine birleştiren doğrunun arasındakiaçıdır. Bu açıya güneş boylamı da denir. Öğle vakti sıfır derece, öğleden önce “+”öğleden sonra “–“ alınan bir açıdır. (Külünk ve Eyice, 1983; Çolak, 2003).(3.3)(3.4)GSA=Güneş Saat AçısıYSF=Yerel Saat FarkıGS=Güneş Saati72

3.1.3. Yükseklik açısıDirekt güneş ışınlarının herhangi bir yatay düzlemle yaptığı açıdır. Güneşin doğusuve batışında yükseklik açısı “0”, öğle vaktinde ise maksimumdur. (Çolak, 2003;Özay, 2008).(3.5)GY=Güneş Yükseklik AçısıENL=EnlemDenklem (3.5)‟e göre hesaplanan aylık ortalama güneş yükseklik açıları çizelge3.3‟te verilmiş, şekil 3.2‟de grafik olarak gösterilmiştir.Çizelge 3.3. Aylara göre ortalama güneş yükseklik açıları (Güneş saati 12:00 için)AylarYükseklik AçısıOcak 31,753Şubat 39,275Mart 50,211Nisan 62,093Mayıs 71,406Haziran 75,677Temmuz 73,701Ağustos 65,896Eylül 54,594Ekim 42,751Kasım 33,549Aralık 29,50473

Yükseklik Açısı80706050403020100Yükseklik AçısıŞekil 3.2. Aylara göre ortalama güneş yükseklik açıları (Güneş Saati 12:00 için)3.1.4. Zenit açısıZenit açısı, yatay düzlemin normali ile direkt güneş ışınlarının (güneş yerdoğrultusunun) arasında kalan açıdır. Güneş doğuş ve batış anında 90 o‟ dir.Yükseklik açısını 90 o ‟ye tamamlar. (Öztürk, 2005)GZ=Güneş Zenit Açısı(3.6)3.1.5. Azimut açısıGüneş ışınının, yatay düzlemdeki iz düşümünün kuzeye göre ve saat dönüş yönünde,yapmış olduğu açıdır. Güneyden doğuya doğru (-), batıya doğru (+) olarak kabuledilir. (Külünk ve Eyice, 1983; Yamaç, 2005; Özay, 2008) Şekil 3.3‟te güneş açılarıgösterilmiştir.AZM=Güneş Azimut Açısı74

Şekil 3.3. Güneş açıları3.1.6. GüneĢ doğuĢ-batıĢ saatleri ve gün uzunluğuGüneşin doğuşu ile batışı arasında geçen süre gün uzunluğudur. Gün uzunluğu,güneşin doğduğu ve battığı andaki saat açıları 90 o alınarak bulunur (Duffie andBeckman, 1991; Yamaç, 2005).GB=Güneş BatışıGDS=Güneş Doğuş SaatiGBS=Güneş Batış Saati(3.10)(3.11)Gün UzunluğuGU=Gün Uzunluğu(3.12)75

3.1.7. Yerel saat – Standart saat dönüĢümüGüneş ışınımı hesaplamaları güneş zamanına göre yapılmaktadır. Standart saat(memleket saati) güneş saatine dönüştürülerek güneş zamanı hesaplanır. Budönüştürme sırasında boylam farkı (standart boylam ile bulunan yerin boylamarasındaki fark) ve zaman düzeltmesi (günlere göre değişen sabit) göz önündebulundurulmalıdır. Normal gün uzunluğu 24 saat olarak, dünyanın yörüngedekihareketi ve çeşitli faktörlerden dolayı güneş saatinden biraz daha farklıdır. (Yamaç,2005) Çizelge 3.4‟te yerel saat-standart saat dönüşümü için kullanılan düzeltmefaktörleri aylara göre verilmiştir.Çizelge 3.4. Yerel saat – standart saat dönüşümü için düzeltme faktörü(Uyarel, Öz, 1987)GÜN 1 8 15 22AYLAROcak -3,27 -6,43 -9,2 -11,45Şubat -13,57 -14,23 -14,25 -12,68Mart -12,6 -11,07 -9,23 -7,2Nisan -4,18 -2,12 -0,25 1,32Mayıs 2,83 3,52 3,73 3,5Haziran 2,42 1,25 -0,15 -1,17Temmuz -3,55 -4,8 -5,75 -6,32Ağustos -6,28 -5,67 -4,58 -3,07Eylül -0,25 2,05 4,48 6,97Ekim 10,03 12,18 13,98 15,33Kasım 16,33 16,27 15,48 14,03Aralık 11,23 8,43 5,22 1,78YS=Yerel SaatSS=Standart SaatE=Düzeltme Faktörü76

Ölçümleri yapılan temmuz ayı (15 Temmuz için), yerel saat 12:00 için standart saatdönüşümü uygulanmak istenirse;BYL=30,33 o E=-5,75 YS=12 SS=?Değerlerine göre;SS=13,0738313:00 olarak hesaplanır.15 Temmuz yani temmuz ayı ortalama değeri için yapılan yerel saat-standart saatdönüşümünde yerel saat 12:00 için yani güneşin tam tepe noktasında olduğu durumiçin yapılan dönüşüm işleminde standart saat yaklaşık olarak 13:00 olarakçıkmaktadır. Bu sonuçtan da anlaşılabileceği gibi temmuz ayı için yerel saat ilestandart saat arasında yaklaşık olarak 1 saatlik farkın olduğu söylenebilir. Bütünteorik hesaplamalar ve ölçümler de bu sonuç doğrultusunda yapılmış vekarşılaştırılmıştır.3.2. Doğrusal Fresnel GüneĢ Güç SistemleriDoğrusal Fresnel Güneş Güç sistemleri son yıllarda yüksek sıcaklıktaki uygulamalararasında önem kazanmaya başlayan yeni bir sistem olarak görülmektedir. Baştaparabolik sistemler olmak üzere diğer sistemlere oranla daha basit konstrüksiyonyapısı, hesaplamalardaki kolaylığı ve kurulum maliyetlerinin daha düşük olması gibiavantajları ile ön plana çıkmaktadır.Fresnel Güneş Güç sistemleri birbiri ardına sıralanmış düzlemsel aynalara gelengüneş ışınımlarının, aynaların belirli bir yüksekliğinde bulunan absorblayıcıyaodaklanması mantığı ile çalışmaktadır. Bu sayede absorblayıcı içinde bulunanhavanın ısıtılması sağlanarak bu ısının absorblayıcı içerisinde bulunan boruya oradanda boru içerisinden geçirilen akışkana aktarılması sağlanmış olur. Bu sistemsayesinde yüksek sıcaklıklara çıkmak mümkün olabilmektedir. Elde edilen buharistenilirse direk olarak kullanılabileceği gibi bir türbin vasıtasıyla elektrik enerjisinede dönüştürülebilir.77

Şekil 3.4. Doğrusal Fresnel kollektörŞekil 3.4‟te deneysel çalışma için imal edilen Doğrusal Fresnel Güneş sistemigörülmektedir. Bu sistemde dikkat edilmesi gereken nokta ise aynalar arasımesafelerin birbirlerini gölgelemeyecek şekilde ayarlanabilmesidir. Her bir ayna içintakip sisteminin gerekliliğini de bu sistemin dezavantajları arasında saymakmümkündür.3.2.1. Doğrusal Fresnel kollektör dizaynıDoğrusal Fresnel Kollektör dizaynında 2 farklı yöntem ön plana çıkmaktadır. Buyöntemlerin ilkinde seçilen sabit alıcı genişliği ve alıcı yüksekliği kullanılmaktadır.Seçilen bu veriler vasıtasıyla değişen ayna genişlikleri, ayna açıları ve aynalar arasımesafeler hesaplanabilmektedir. Fakat bu yöntemde bir bilgisayar programına ihtiyaçduyulmaktadır.Diğer yöntemde yani bu tez çalışmasında kullanılan yöntemde ise seçilen sabit aynagenişlikleri ve alıcı yüksekliğinden faydalanılarak ayna açıları, aynalar arasıuzaklıklar ve alıcı genişliği hesaplanmaktadır. Bu yöntem diğer yönteme göre dahabasit formüller içermekte ve gereken hesaplamalar programlama yoluylayapılabileceği gibi istenirse el ile de yapılması mümkündür. Şekil 3.5‟te bu yöntemile dizayn edilecek sistem parametreleri gösterilmektedir. (Mathur et al., 1990)78

Şekil 3.5. Doğrusal Fresnel kollektör dizaynı (Mathur et al., 1990)S n = Aynalar Arası Uzaklık(3.14)Q n = Aynanın Alıcıya Olan Uzaklığı(3.15)θ n = Ayna Açısıf= Alıcı (Absorber) yüksekliğiW=Ayna Genişliğiξ= Güneş Geliş Yarı Açısın=Ayna Sayısı79

3.2.2. Ayna hesaplarıDeneysel çalışma için yapılacak olan Doğrusal Fresnel Kollektör Sistem prototipiiçin alıcının doğusunda ve batısında 5‟er adet yer almak üzere toplam 10 adet aynakullanılacaktır. Buna göre yapılan hesaplamalarda sabit ayna genişliği ve sabit alıcıyüksekliği belirlenerek aynalar arası mesafeler ve güneş tam tepe noktasında yeraldığı konumdaki ayna açıları belirlenmiştir.Denklemlerde kullanılacak olan “2ξ o ” Güneş geliş açısı olarak bilinmektedir. Güneşgeliş açısı, Güneşin Dünya görünümünde en alt ve en üst noktası arasındaki açıolarak değerlendirilir ve 2ξ o =32‟ değerindedir. Bu değeri derece cinsinden ifadeetmek gerekirse 2ξ o =32‟=32/60 o olur. Denklemlerde güneş geliş yarı açısı yaniξ o =16‟=16/60 o değeri kullanılacaktır. Şekil 3.6‟da bu açı gösterilmiştir.Şekil 3.6. Güneş geliş açısıHer ayna için bu denklemler yazılmak istenirse;W= 15 cmf= 100 cmξ o = 16‟= 16/60 o80

şeklinde denklemler elde edilir.Yukarıda yer alan (3.14) denklemi ile aynalar arası mesafeler, (3.15) denklemi ileaynaların alıcıya olan mesafeleri ve (3.16) denklemi ile de ayna açılarıhesaplanabilir. Yukarıda belirtilen denklemler 5 ayna için de ayrı ayrı uyarlanmıştır.Alıcının bir tarafı için elde edilen sonuçlar, güneş tam tepedeyken bu hesaplamalar81

yapıldığı için simetrik olup, diğer taraf için de aynı veriler kullanılır. Fakatdenklemlerde de görüldüğü üzere bu denklemlerin çözümü için iteratif çözümuygulanması gerekmektedir. Bu yüzden gerekli denklemlerin çözümü için “Excel”programında döngüsel başvuru kullanılarak hesaplamalar yapılmıştır. Elde edilensonuçlar Çizelge 3.5.‟teki gibidir. Çizelge 3.6‟da ise ayna açıları ile uzaklıklarıverilmiştir.Çizelge 3.5. Doğrusal Fresnel kollektör ayna hesapları program görüntüsüAbsorber Yüksekliği (f) 100Ayna Genişliği (W) 15Güneş Açısı (ξ) 0,2666666671. Ayna Uzaklığı (Q 1 ) 7,9654244941. Ayna Açısı (θ 1 ) 4,4145542961. ve 2. Ayna Arası Uzaklık (S 2 ) 0,3643956472. Ayna Uzaklığı (Q 2 ) 23,285318622. Ayna Açısı (θ 2 ) 8,6247131572. ve 3. Ayna Arası Uzaklık (S 3 ) 1,0765243843. Ayna Uzaklığı (Q 3 ) 39,192219863. Ayna Açısı (θ 3 ) 12,654022373. ve 4. Ayna Arası Uzaklık (S 4 ) 2,1422243614. Ayna Uzaklığı (Q 4 ) 55,970103944. Ayna Açısı (θ 4 ) 16,417529714. ve 5. Ayna Arası Uzaklık (S 5 ) 3,5559038295. Ayna Uzaklığı (Q 5 ) 73,914420975. Ayna Açısı (θ 5 ) 19,86080955Çizelge 3.6. Doğrusal Fresnel kollektör ayna verileri (5 ayna için)1. Ayna 2. Ayna 3. Ayna 4. Ayna 5. AynaUzaklık (Q) 7,965424494 23,28531861 39,19221936 55,97009724 73,91437237Açı (θ) 4,414554296 8,624713153 12,65402221 16,41752798 19,8607994382

Şekil 3.7. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimiÇizelge 3.6. Doğrusal Fresnel kollektör ayna verileri (10 ayna için)5'. Ayna 4'. Ayna 3'. Ayna 2'. Ayna 1'. Ayna 1. Ayna 2. Ayna 3. Ayna 4. Ayna 5. AynaUzaklık (Q) 73,91442 55,97010 39,19221 23,28531 7,965424 7,965424 23,28531 39,19221 55,97010 73,91442Açı (θ) 19,86081 16,41752 12,65402 8,624713 4,414554 4,414554 8,624713 12,65402 16,41752 19,860813.2.3. Absorber (Alıcı) hesaplarıAyna için gerekli bütün parametreler hesaplandıktan sonra aşağıdaki formülyardımıyla son ayna için hesaplanan veriler doğrultusunda alıcı genişliğihesaplanmıştır. (Mathur et al., 1990)Alıcı Genişliği (B)= 13,23813412k= Tek Taraftaki Toplam Ayna Sayısı=583

Şekil 3.8. Absorber (alıcı) genişliğiAlıcı içerinde ısı transferini daha iyi gerçekleştirebilmek için alıcı dizaynında bakırboru tercih edilmiştir. Ayrıca alıcı uzunluğunun bu tür sistemlere göre kısa olmasınedeniyle alıcı içerisindeki bakır boru “U” şeklinde yerleştirilmiştir. Bu sayede ısıtransferi için daha fazla yüzey kullanma imkanı elde edilmiştir. Alıcının alt kısmıcam ile örtülerek ısının daha küçük bir hacimde hapsedilerek daha verimli bir şekildekullanılması hedeflenmiştir. Şekil 3.8 ve 3.9‟da deneysel çalışmada kullanılanabsorber (alıcı) görülmektedir.84

Şekil 3.9. Absorber (alıcı)85

3.2.4. Ayna takip sistemi hesaplarıDoğrusal Fresnel Güneş Güç sistemini tam verimle kullanabilmek için ayna takipsisteminin kurulması gereklidir. Eğer bu kontrol mekanizması kurulmazsa aynalarınalıcıyı odaklamaları mümkün olmayacaktır. Çünkü ayna açıları gün gün farklılıkgösterebileceği gibi saat saat hatta her dakika değişecektir. Bu yüzden bu sistemdeyüksek sıcaklıklara çıkabilmek için gerekli takip sisteminin kurulmasıgerekmektedir. Takip için aşağıdaki denklem sonuçları kullanılmış şekil 3.10‟da daayna kontrol mekanizması gösterilmiştir.GGA= Doğu-Batı Doğrultusundaki Güneş Geliş AçısıBA= Büyük AçıKA= Küçük AçıŞekil 3.10. Ayna kontrol mekanizması86

Şekil 3.11. Temmuz ayı için ayna yerleşimleriÇizelge 3.7. Temmuz ayı için saatlik ortalama açı değerleri5’.Ayna 4’.Ayna 3’.Ayna 2’.Ayna 1’.Ayna 1.Ayna 2.Ayna 3.Ayna 4.Ayna 5.Ayna08:00 52,333075 48,959517 45,272274 41,31336 37,153443 -28,36229 -24,20238 -20,24346 -16,5562 -13,1826609:00 46,524792 43,151233 39,463991 35,505076 31,345159 -22,55401 -18,39409 -14,43518 -10,7479 -7,37437810:00 40,389648 37,01609 33,328847 29,369933 25,210016 -16,41887 -12,25895 -8,300036 -4,61279 -1,23923511:00 33,821191 30,447632 26,76039 22,801475 18,641558 -9,850409 -5,690493 -1,731578 1,955664 5,32922312:00 26,842353 23,468794 19,781552 15,822637 11,66272 -2,871572 1,2883452 5,2472598 8,934502 12,30806113:00 19,575207 16,201648 12,514406 8,5554911 4,3955745 4,3955745 8,5554911 12,514406 16,20165 19,57520714:00 12,308061 8,9345021 5,2472598 1,2883452 -2,871572 11,66272 15,822637 19,781552 23,46879 26,84235315:00 5,329223 1,9556643 -1,731578 -5,690493 -9,850409 18,641558 22,801475 26,76039 30,44763 33,82119116:00 -1,239235 -4,612793 -8,300036 -12,25895 -16,41887 25,210016 29,369933 33,328847 37,01609 40,38964817:00 -7,374378 -10,74794 -14,43518 -18,39409 -22,55401 31,345159 35,505076 39,463991 43,15123 46,52479218:00 -13,18266 -16,55622 -20,24346 -24,20238 -28,36229 37,153443 41,31336 45,272274 48,95952 52,3330756055504540353025201510-10-505-15-20-25-30-351.Ayna2.Ayna3.Ayna4.Ayna5.Ayna1'.Ayna2'.Ayna3'.Ayna4'.AynaŞekil 3.12. Temmuz ayındaki her ayna için saatlik açı değişimleri87

Çizelge 3.7 ve Şekil 3.12‟de deney yapılan temmuz ayı için saatlik ortalama açıdeğerleri ve değişimleri verilmiştir.3.2.5. YoğunlaĢtırma oranıGüneş enerjisi uygulamalarında düzlemsel güneş kollektör sistemlerinin yanı sıradaha yüksek sıcaklıklara ulaşmak için yoğunlaştırıcı kollektör sistemlerikullanılmaktadır. Düzlemsel güneş kollektörleri için kullanılan kavram ve tarifler,yoğunlaştırıcı kollektörler için de geçerlidir. Bununla birlikte yoğunlaştıcı kolektörteknolojisinin daha karmaşık olması nedeniyle, yeni tariflerin yapılması gereklidir.Kollektörlerde güneş enerjisinin düştüğü net alana "açıklık alanı" ve güneşenerjisinin yutularak ısı enerjisine dönüştürüldüğü yüzeye "alıcı yüzey" denir.Düzlemsel güneş kollektörlerinde açıklık alanı ile alıcı yüzey alanı birbirine eşittir.Yoğunlaştırıcı kollektörlerde ise güneş enerjisi, alıcı yüzeye gelmeden önce optikolarak yoğunlaştırıldığı için alıcı yüzey, açıklık alanından daha küçük olmaktadır.Güneş enerjisini yoğunlaştıran kollektörlerde en önemli kavramlardan biri"yoğunlaştırma oranı" dır. Yoğunlaştırma oranı; açıklık alanının alıcı yüzey alanınaoranı şeklinde tarif edilir. Yoğunlaştırma oranı, iki boyutlu yoğunlaştırıcılarda(parabolik oluk) 300, üç boyutlu yoğunlaştırıcılarda (parabolik çanak) 40000mertebesindedir. Bu tür kollektörlerde güneş enerjisi, yansıtıcı veya ışın kırıcıyüzeyler yardımı ile doğrusal ya da noktasal olarak yoğunlaştırılabilir.Yoğunlaştırma oranı aşağıdaki denklemler yardımıyla hesaplanabilir. (Mathur et al.,1990)(3.24)88

(3.25)CR = Yoğunlaştırma OranıCl = Her Ayna İçin Yoğunlaştırma Oranır n = Yoğunlaştırma Oranı Katsayıları Toplamır c , r l , r r = Yoğunlaştırma Oranı KatsayılarıÇizelge 3.8. Aynalara göre yoğunlaştırma oranı katsayıları ve yoğunlaştırma oranır c r r r l r n Cl n1.Ayna 15,13367 0,4727965 0,4789602 16,085427 0,92977822.Ayna 15,520053 0,5017481 0,5145746 16,536376 0,89699723.Ayna 16,161242 0,5543129 0,5751931 17,290748 0,84690514.Ayna 17,060683 0,6343169 0,665483 18,360483 0,78452655.Ayna 18,224627 0,7475186 0,7922476 19,764393 0,7150757Tek Taraftaki Toplam 4,1732828YoğunlaĢtırma Oranı 8,3465656Bu denklemlere göre hesaplanan yoğunlaştırma oranı çizelge 3.8‟de verilmiştir.89

4. ARAġTIRMA BULGULARI4.1. Deney Seti Kurulum Yerinin SeçimiGüneş enerjisi uygulamalarında gölgeleme faktörü sistem verimini etkileyen vedikkat edilmesi gereken en önemli faktörlerden birisidir. Doğrusal Fresnel Kollektördeney setinde de aynaların birbirlerini gölgelemeyecek şekilde yerleştirilmesine veaynı zamanda da deney setinin yerleşiminde çevreden aynalara gölgelemeyapabilecek etkenlerden mümkün olduğunca kaçınılmasına dikkat edilmelidir. Buyüzden deney setinin yerleştirilmesinde “Solar Pathfinder” isimli cihazdanyararlanılmıştır. Bu cihaz sayesinde yılın 12 ayında da Güneş ışınımının yüzdekaçının kullanılabileceği kurulum aşamasında belirlenebilmekte ve bu sayede dedeney setine en uygun yer yani en fazla güneş ışınımından faydalanabileceğimiz yerseçimi yapılabilmektedir. Şekildeki gibi görünen cihaz uygun ayarlamalaryapıldıktan sonra cam fanus üzerinde gölgeleme olarak belirlenen bölgelerçıkarılarak ay ay alınacak olan güneş ışınımı yüzdesi belirlenmiştir. Şekil 4.1 ve şekil4.2‟de Solar Pathfinder‟ in görüntüleri verilmiştir.Şekil 4.1. Solar Pathfinder ile yer seçimi90

Şekil 4.2. Solar Pathfinder ile gölgelemelerin belirlenmesiÇizelge 4.1. Solar Pathfinder ile elde edilen aylara göre %güneş ışınımı değerleriAylar % Güneş IşınımıOcak % 38Şubat % 76Mart % 94Nisan % 98Mayıs % 99Haziran % 98Temmuz % 99Ağustos % 99Eylül % 96Ekim % 82Kasım % 39Aralık % 37Çizelge 4.1‟de verilen aylara göre güneş ışınımı yüzdelerinden de anlaşılabileceğigibi deney seti yerinin seçiminde, güneş ışınımının yoğun olduğu ilkbahar ve yazaylarında sistemin çevresindeki yapılardan etkilenmemesi yani gölgelenmemesi,sistemi en yüksek verimlerle kullanabilmesine olanak sağlayacaktır.91

4.2. Sac Aynalı Fresnel GüneĢ Güç Sistemi Ġçin Ölçüm Sonuçları (27.07.2010)Doğrusal Fresnel kollektör dizaynının bu aşamasında ayna olarak güneş ışığınıyansıtabilen parlak saclar kullanılmıştır. Ayna açılarının ölçülmesinde “açı ölçer”,güneş ışınımının ölçülmesinde ise “Solarmetre” cihazından faydalanılmıştır. Şekil4.3‟te Solarmetre cihazı görülmektedir.Güneş ışınımı ölçümleri solarmetre yardımı ile direk olarak “w/m 2 ” birimiyle eldeedilmiştir. Açı ve ışınım ölçümleri bir gün için her saat başı olmak üzere 10 ayna içinde ayrı ayrı uygulanmıştır. Işınım ölçümleri ise her ayna için yapılmış olup, alıcıyagelen toplan ışınım şiddeti de kaydedilmiştir.Şekil 4.3. Güneş ışınımını ölçmede kullanılan cihaz (solarmetre)Temmuz ayı için (27.07.2010), sac aynalı Fresnel Kollektörden yapılan ölçümlerdenelde edilen saatlik açı değerleri çizelge 4.2‟de, saatlik güneş ışınımı değerleri çizelge4.3‟te, elde edilen verim değerleri ise çizelge 4.4‟te verilmiştir.92

Şekil 4.4. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimiYerelSaatÇizelge 4.2. Sac aynalı Fresnel kollektör için saatlik ayna açılarıStandartSaatAÇILAR5’.Ayna 4’.Ayna 3’.Ayna 2’.Ayna 1’.Ayna 1.Ayna 2.Ayna 3.Ayna 4.Ayna 5.Ayna07:00 08:00 63 51 48 42 35 -29 -26 -23 -16 -1408:00 09:00 50 44 40 36 31 -23 -20 -17 -14 -809:00 10:00 40 36 34 30 28 -17 -14 -10 -7 -210:00 11:00 34 30 28 23 21 -10 -7 -3 -1 511:00 12:00 27 23 20 15 12 -4 -1 4 7 1212:00 13:00 19 16 13 9 5 6 8 13 16 2013:00 14:00 13 9 5 3 -6 10 15 19 24 2614:00 15:00 6 1 -3 -7 -11 20 24 26 32 3715:00 16:00 -2 -8 -11 -16 -18 26 31 34 38 4316:00 17:00 -7 -15 -17 -21 -23 31 35 39 44 4717:00 18:00 -14 -18 -25 -28 -32 35 40 42 48 58YerelSaatÇizelge 4.3. Sac aynalı Fresnel kollektör için saatlik ışınım değerleriStandartSaatIġINIMLAR (W/m 2 )5’.Ayna 4’.Ayna 3’.Ayna 2’.Ayna 1’.Ayna 1.Ayna 2.Ayna 3.Ayna 4.Ayna 5.Ayna07:00 08:00 862 842 822 804 762 746 590 562 488 458 108808:00 09:00 949 933 929 875 836 802 708 672 600 544 178209:00 10:00 978 966 935 961 930 817 786 750 683 665 198410:00 11:00 1018 1016 1008 986 982 918 893 844 807 765 198811:00 12:00 974 979 978 976 964 934 903 872 835 818 188812:00 13:00 872 884 909 916 920 910 905 888 858 846 200013:00 14:00 862 868 918 928 951 945 944 941 929 925 200014:00 15:00 768 804 898 879 918 982 974 1010 986 975 200015:00 16:00 720 737 806 774 851 936 956 964 978 981 193016:00 17:00 587 662 696 750 766 901 946 926 947 969 128317:00 18:00 482 456 533 568 672 638 700 710 728 773 916Alıcı93

Çizelge 4.4. Sac aynalı Fresnel kollektör için verim değerleriVERĠM HESABIYerelSaatStandartSaatAynalara GelenToplam IĢınım(W/m 2 )Aynalara GelenToplam IĢınım(W/0,15m 2 )Alıcıya GelenToplam IĢınım(W/m 2 )Alıcıya GelenToplam IĢınım(W/0,15m 2 )Verim (η)(%)07:00 08:00 6936 1040,4 1088 163,2 15,6862708:00 09:00 7848 1177,2 1782 267,3 22,7064209:00 10:00 8471 1270,65 1984 297,6 23,4210810:00 11:00 9237 1385,55 1988 298,2 21,5221411:00 12:00 9233 1384,95 1888 283,2 20,4483912:00 13:00 8908 1336,2 2000 300 22,4517313:00 14:00 9211 1381,65 2000 300 21,7131714:00 15:00 9194 1379,1 2000 300 21,7533215:00 16:00 8703 1305,45 1930 289,5 22,1762616:00 17:00 8150 1222,5 1283 192,45 15,7423317:00 18:00 6260 939 916 137,4 14,63259Saatlik Ortalama 8377,364 1256,605 1714,455 257,1682 20,20488Günlük Toplam 92151 13822,65 18859 2828,854.3. Alüminyum Kaplı Tekstil Kompozit Aynalı Fresnel GüneĢ Güç Sistemi ĠçinÖlçüm Sonuçları (31.07.2010)Deneyin bir sonraki aşamasında ise Doğrusal Fresnel Kollektör aynaları yansıtıcıözellikteki tekstil kompozitleri ile kaplanmıştır. Bu işlemin ardından sac aynalar içinyapılan ölçümlerin tamamı tekstil kompozitli aynalar için de uygulanmıştır. Buölçümlerden elde edilen sonuçlar da aşağıdaki tablolarda görüldüğü gibidir. Deneysonuçlarının doğru bir şekilde karşılaştırılabilmesi için ölçümler aynı ay içinde vebirkaç gün arayla yapılmıştır. Bu ölçümleri etkileyen ve sonuçların farklı çıkmasınısağlayan en önemli etken şüphesiz yansıtma oranıdır (ρ). Sac aynalar için yansıtmaoranı ρ=0,96 gibi bir değer alırken, bu oran tekstil kompozitli aynalarda ρ=0,87değerini almaktadır. Şekil 4.5‟te tekstil kompoziti ile kaplanmış olan aynalargörülmektedir.94

Şekil 4.5. Tekstil kompoziti ile kaplı doğrusal Fresnel kollektör aynalarıŞekil 4.6. Doğrusal Fresnel kollektörde aynaların yerleşimiTemmuz ayı için (31.07.2010), tekstil kompozit aynalı Fresnel Kollektörden yapılanölçümlerden elde edilen saatlik açı değerleri çizelge 4.5‟te, saatlik güneş ışınımıdeğerleri çizelge 4.6‟da, elde edilen verim değerleri ise çizelge 4.7‟de verilmiştir.95

Çizelge 4.5. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için saatlik ayna açılarıYerelSaatStandartSaatAÇILAR5’.Ayna 4’.Ayna 3’.Ayna 2’.Ayna 1’.Ayna 1.Ayna 2.Ayna 3.Ayna 4.Ayna 5.Ayna07:00 08:00 52 46 44 40 36 -26 -23 -20 -16 -1108:00 09:00 50 43 38 34 31 -23 -20 -14 -11 -809:00 10:00 42 39 32 29 24 -17 -14 -11 -9 -410:00 11:00 37 32 25 22 19 -12 -8 -3 2 511:00 12:00 32 23 21 18 12 -3 -1 4 10 1212:00 13:00 18 15 12 8 4 4 9 11 16 1913:00 14:00 14 9 5 -2 -6 11 14 18 24 2814:00 15:00 3 0 -4 -7 -10 17 24 28 31 3615:00 16:00 -4 -8 -12 -15 -17 21 27 31 38 4016:00 17:00 -9 -14 -18 -20 -23 28 32 36 43 4817:00 18:00 -14 -18 -25 -28 -32 35 40 42 48 58Çizelge 4.6. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için saatlik ışınım değerleriYerelSaatStandartSaatIġINIMLAR (W/m 2 )5’.Ayna 4’.Ayna 3’.Ayna 2’.Ayna 1’.Ayna 1.Ayna 2.Ayna 3.Ayna 4.Ayna 5.AynaAlıcı07:00 08:00 753 746 711 708 715 614 520 507 464 404 113608:00 09:00 836 812 754 740 725 641 619 542 489 470 128409:00 10:00 911 894 872 854 830 757 748 698 682 663 173210:00 11:00 932 926 906 912 888 850 816 765 742 725 196511:00 12:00 905 928 934 924 906 882 877 843 804 799 198712:00 13:00 906 902 912 910 904 894 866 870 835 847 199013:00 14:00 813 834 875 882 895 893 895 903 887 905 182714:00 15:00 760 785 817 830 827 882 902 900 902 916 168315:00 16:00 651 685 739 771 780 804 843 855 880 870 148616:00 17:00 602 582 608 656 785 738 792 797 818 821 124417:00 18:00 482 456 533 568 672 638 700 710 728 773 81696

Çizelge 4.7. Tekstil kompozit aynalı Fresnel kollektör için verim değerleriVERĠM HESABIYerelSaatStandartSaatAynalara GelenToplam IĢınım(W/m 2 )Aynalara GelenToplam IĢınım(W/0,15m 2 )Alıcıya GelenToplam IĢınım(W/m 2 )Alıcıya GelenToplam IĢınım(W/0,15m 2 )Verim(%)07:00 08:00 6142 921,3 1136 170,4 18,495608:00 09:00 6628 994,2 1284 192,6 19,3723609:00 10:00 7909 1186,35 1732 259,8 21,899110:00 11:00 8462 1269,3 1965 294,75 23,2214611:00 12:00 8802 1320,3 1987 298,05 22,5744112:00 13:00 8846 1326,9 1990 298,5 22,4960413:00 14:00 8782 1317,3 1827 274,05 20,8039214:00 15:00 8521 1278,15 1683 252,45 19,751215:00 16:00 7878 1181,7 1486 222,9 18,8626616:00 17:00 7199 1079,85 1244 186,6 17,2801817:00 18:00 6260 939 816 122,4 13,03514Saatlik Ortalama 7766,273 1164,941 1559,091 233,8636 19,79928Günlük Toplam 85429 12814,35 17150 2572,54.4. Sıcaklık Ölçüm SonuçlarıHazırlanan Doğrusal Fresnel Kollektör deney setinde ulaşılmak istenen en önemliparametre ise alıcı içerisinde yeralan bakır boru içerisindeki akışkanın (su)sıcaklığıdır. Bu parametrenin ölçülmesi içinse “Almemo” marka ölçüm cihazındanfaydalanılmıştır. Şekil 4.7‟de bu cihaz görülmektedir. Şekil 4.8‟de görüldüğü gibi sugiriş ve çıkış hattına yerleştirilen sıcaklık sensörleri yardımıyla ulaşılan sıcaklıklarölçülmüştür. Suyun sisteme giriş sıcaklığı 20 o C olup, sac aynalı sistemde ölçülen enyüksek sıcaklık değeri 80 o C iken, yansıtıcı tekstil kompozit aynalı sistemde ise busıcaklık değeri güneş ışınımlarına bağlı olarak biraz düşmüş olup 75 o C olarakölçülmüştür.97

Şekil 4.7. Sıcaklık ölçümünde kullanılan cihaz ve sıcaklık ölçümü4.5. Ekonomik Açıdan DeğerlendirmeTüm güç üreten sistemlerde olduğu gibi orta ve yüksek sıcaklık uygulamalarında dayani yoğunlaştırıcı güneş güç sistemlerinde de sistemin ekonomiklik değerlendirmesibirim enerji başına düşen maliyet ile yapılmaktadır. Yoğunlaştırıcı güneş güçsistemlerine genel olarak bakıldığında bu rakamların 0,25 $/kwh değerlerinde olduğugörülmektedir. (Üçgül, 2009; Üçgül ve Ergün, 2010)Çizelge 4.8. Güneş güç sistemleri kurulum ve üretim maliyetleri (Üçgül, 2009; Üçgülve Ergün, 2010)GüneĢ Güç Sistemleri Tesis Kurulum Maliyetleri Elektrik Üretim MaliyetleriPV Sistemler 2000-4000 €/kW 0.24 $/kWhGüneş Bacası 3000-4000 €/kW 0.05 $/kWhGüneş Kulesi 15000-20000 €/kW 0.25 $/kWhParabolik Çanak Kollektör 4000-5500 €/kW 0.18 $/kWhSilindirik Parabolik Kollektör 3000-4000 €/kW 0.14 $/kWhDoğrusal Fresnel Kollektör 1200-1600 €/kW 0.06 $/kWhÇizelge 4.8‟ de görüldüğü gibi Doğrusal Fresnel güneş güç sistemleri hem kurulumhem de üretim maliyetleri bakımından diğer güneş güç sistemlerine oranla dahaekonomiktir. Bu da doğrusal Fresnel güneş güç sistemlerinin önemli bir avantajıolarak karşımıza çıkmaktadır.98

5. TARTIġMA VE SONUÇÜlkemiz başta Güneş enerjisi olmak üzere şüphesiz yenilenebilir enerji kaynaklarıbakımından oldukça önemli bir yere sahiptir. Fakat varolan ve ülkemiz için büyük birönem arz eden bu enerji kaynaklarının ne kadarının yararlı bir şekilde kullanılabildiğiise ayrı bir tartışma konusu olarak karşımıza çıkmaktadır.Bu tez çalışması kapsamında, günümüzde enerji üretiminde kullanılan ve güngeçtikçe tükenmekte olan konvansiyonel enerji kaynakları yerine özellikle enerjininyoğun olarak kullanıldığı, başta tekstil sektörü olmak üzere tüm üretim sektörlerindeyenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasının gerekliliği ve uygulanabilirliğiaçıklanmıştır.Enerjinin yoğun olarak kullanıldığı tekstil sektöründe konvansiyonel enerjikaynaklarının kullanılması enerji maliyetleri konusunda dışa bağımlı olmayıgetirmektedir. Bu da tüm dünyada öncü sektör olarak bilinen ülkemiz tekstilsektörünün rekabet gücünü azaltmaktadır. Özellikle tekstil sektöründeki boya veterbiye dairelerindeki ısıl enerjinin yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alanGüneş enerjisi ile aşılabilmesi bu tez kapsamında hedeflenmiştir.Yapılan literatür araştırmalarında Güneş enerjisinin yüksek sıcaklıklar içinkullanılabilen farklı uygulamaları karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemler arasındaavantaj ve dezavantajları karşılaştırıldığı zaman Doğrusal Fresnel Güneş güçsistemleri ön plana çıkmış, tekstil sektöründe gerekli olan ısıl enerji ihtiyacının buuygulama ile karşılanabileceği düşünülmüştür. Bu düşünce ile hazırlanan DoğrusalFresnel Güneş güç sistemi deney setinde sıcak su elde edilmiştir. Deney setindekiayna sayısının artırılması, yansıtıcı yüzey alanının genişletilmesi ve varolan güneştakip sisteminin daha düzenli bir hale getirilmesiyle sistemden buhar elde edilmesi demümkün olabilecektir. Literatür taramalarına bağlı olarak yapılan teorikhesaplamalar ile kurulan deney seti üzerinden alınan ölçümlerin aynı doğrultudabirbirlerine yakın değerler çıkması da bu sistemin uygulanabilirliğinin bir kanıtıolarak karşımıza çıkmaktadır.99

Bu tez çalışmasındaki amaç Güneş güç sistemleri arasında en düşük kurulum veişletme maliyetine sahip olan Doğrusal Fresnel Güneş güç sistemlerini tekstilsektörüne uygulamak iken diğer bir amacımız ise Doğrusal Fresnel Güneş güçsisteminin kurulum ve işletme maliyetlerini olduğundan daha da aşağıya çekerek busistemin uygulanabilirliğini daha da geçerli hale getirebilmek olmuştur. Bunuyapabilmek içinse sistemde sac aynalar yerine yansıtıcı tekstil kompozitlerikullanılmıştır. Bu sayede Güneş ışınımı ve elde edilen sıcaklık değerlerinde çok fazlabir farklılık görülmezken, sistemin kurulum maliyeti ve tekstil kompozitleri ileoluşturulan aynaların hafif olması sebebiyle güneş takip sistemi için harcanacakenerjinin azalmasıyla sistem daha da cazip hale getirilmiştir.Devlet İstatistik Enstitüsü‟ne göre 2001 yılında imalat sanayisinde 15.100.704 TEPenerji tüketilmiştir. Tüketilen bu enerjinin 1.165.270 TEP „i yani yaklaşık olarak %6-8„lik kısmı tekstil sektöründe kullanılmıştır. Tekstil sektöründe kullanılan buenerjinin ise 826.267 TEP‟i yakıt olarak, 339.003 TEP‟i ise elektrik enerjisi olaraktüketilmiştir. Büyüyen enerji talebine karşılık, bunu karşılayacak enerji üretilemediğiiçin Türkiye bugün enerjisinin %65‟ini ithal yolu ile karşılarken, bunun 2010 yılında%72, 2020 yılında ise %75 gibi değerlere yükseleceği ön görülmektedir. Bu artıştrendi ve enerjide dışa bağımlılık süreci, Türkiye‟de sektörleri enerji kullanımındadaha dikkatli davranmaya itmektedir (Öztürk ve İkiz 2003). İthal edilecek buenerjinin % 50‟lik kısmının başta Güneş enerjisi olmak üzere yenilenebilir enerjikaynakları ve güneş güç sistemleri ile karşılanması ülke ekonomisine büyük katkısağlayacaktır.Bu tez çalışmasıyla ülkemizdeki yenilenebilir enerji kaynakları tanıtılmış, bu enerjikaynakları arasında yer alan Güneş enerjisinin önemi ve ülkemiz tekstil sektörü içinuygulanabilirliği vurgulanmıştır. Bu kapsamda Güneş güç sistemleri yüksek sıcaklıkuygulamaları arasında bulunan Doğrusal Fresnel Güneş Güç sistem dizaynı içingerekli bütün hesaplamalar yapılmış bu hesaplamalara uygun olarak deney setikurulmuş ve gerekli bütün ölçümler yapılarak, teorik hesaplamalarda elde edilenverilerle karşılaştırılmıştır. Son olarak da sistem tekstil kompozitleri ile geliştirilerekbaşta tekstil sektörü olmak üzere tüm üretim sektörlerinde uygulanabilirliğigösterilmiştir.100

6. KAYNAKLARAkkaya, S., 2007. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Türkiye Açısından Önemi VeBir Rüzgar Enerjisi Uygulaması. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri EnstitüsüElektrik Eğitimi ABD, Yüksek Lisans Tezi, 85s, Elazığ.Bakis, R., 2007. Electricity production opportunities from multipurpose dams (casestudy). Renewable Energy, 32, 1723-1738p.Bilgin, N., 2003. Biyogaz nedir?. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Köy HizmetleriGenel Müdürlüğü Ankara Araştırma Enstitüsü, Ankara. Erişim Tarihi:20.10.2010. www.kghm.gov.tr/kutuphane/BIYOGAZ/BIGAZ:HTM.Bilgin, Z., 2006. Güneş Takip Sistemi Tasarımı Ve Gerçekleştirilmesi. GaziÜniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği ABD,Yüksek Lisans Tezi, 97s, Ankara.Bozkurt, A.U., 2008. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Enerji VerimliliğiAçısından Değerlendirilmesi. Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal BilimlerEnstitüsü İşletme ABD, Yüksek Lisans Tezi, 144s, İzmir.Chavez J.M., Kolb G.J., Meinecke W., 1993. Second generation central receivertechnologies: a status report. Karlsruhe, Germany: Verlag.Çınar, T., 2008. Tekstil Sanayisinde Enerji Yönetimi Ve Enerji Verimlilik Analizi.Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği ABD,Yüksek Lisans Tezi, 180s, Denizli.Çokan, M., 2004. Dalga elektrik santralleri (dalga enerjisi). V. Ulusal Temiz EnerjiSempozyumu, İstanbul.Çolak, L., 2003. Güneşi Takip Eden Parabolik Oluk Tipi Güneş KollektörlerininMatematiksel Modellenmesi Tasarımı ve Teknik Optimizasyonu. GaziÜniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 267s, Ankara.Demirel, Z., Süzük, H. 1997. Jeotermal enerji, dünya ve Türkiye potansiyeli vekullanımlar. Çevre ve Enerji Kongresi, Ankara.Deriş, N., 1984. Güneş Evleri. İstanbul Üniversitesi, Mühendislik MimarlıkFakültesi, 117s, İstanbul.Devlet Planlama Teşkilatı (DPT), 2005. Dünyada ve Türkiye‟de enerji verimliliği vetürk sanayinde enerji verimliliğinin incelenmesi.101

Doğan, M.C., 2006. Güneş Enerjisi Yardımıyla Gerçekleştirilen Isıtma SistemlerininKocaeli Bölgesi İçin Uygulanabilirliğinin Araştırılması. Marmara ÜniversitesiFen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi ABD, Yüksek Lisans Tezi, 172s,İstanbul.Duffie, A.J., Beckman, A.W., 1991. Solar Engineering Of Thermal Processes.Second Edition, John Wiley&Sons, Inc, U.S.A.EİE, 2003. Elektrik İşleri Etüd İdaresi. http://www.eie.gov.tr. Erişim Tarihi:07.01.2011.Eskin, N., 2006. Türkiye‟de güneş enerjisi araştırma ve geliştirme. TesisatMühendisliği Dergisi, Sayı 91, s74-82.Glaser, P. E., 1977. The patential of satellite solar power. proceedings of IEEE, 65, 8,s1162-1117.Goswami, D.Y., Frank, K., Kreider, J.F., 2000. Principles Of Solar Engineering.Second edition, Taylor & Francis, , 5-8,13, 22-23, 43, 45-51, 63-67, 415, 418Philadelphia.Güneş, M., 1999. Fotovoltaik Sistemin Sağladığı Elektrik Enerjisi İle Çalışan BirUygulama Sisteminin Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi, 87s, Elazığ.Hammons, T.J., 2003. Geothermal power generation worldwide. Power TechConference Procedings, 1,8.Hession P.J., Bonwick W.J., 1984. Experience with a sun tracker system. SolarEnergy 32, 311.Hoşaf, E., 2008. Tekstil Yapılı Güneş Kollektörünün Araştırılması Ve Geliştirilmesi.Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tekstil Mühendisliği ABD, YüksekLisans Tezi, 89s, İzmir.Ilgar, R., 2005. Ekolojik bakışla jeotermal kaynaklara dualist yaklaşım. ElektronikSosyal Bilimler Dergisi, 13, s88-98.İkiz Y. ve Öztürk H.K., 2003. Tekstil sektöründe enerji tüketimi ve tüketimin aylıkdeğişimi. I. Ege Enerji Sempozyumu ve Sergisi, 390- 397s, Denizli.Kearney D.W., Price H.W., 1992. Solar thermal plants-LUZ concept (current statusof the SEGS plants). Proceedings of the Second Renewable Energy Congress,Reading UK, vol.2, p582–8.102

Kılıç, A. ve Öztürk, A., 1983. Güneş Enerjisi. Kipaş Dağıtımcılık, s331, İstanbul.Knight, A.M. and Peters, G.E., 2006. Simple wind energy controller for an expandedoperating range. Transactions On Energy Conversion, 20, 2, 459- 466p.Koyun, A., Üçgül, İ., Acar, M., Şenol,R., 2007. Güneş bacası sisteminin termal özetdizaynı. Tesisat Mühendisliği Dergisi, 98, s45-50.Köse, F., 2002. Yenilenebilir enerji kaynakları (ve sistemleri). Selçuk ÜniversitesiMüh.-Mim. Fakültesi Ders Notları, Konya.Külünk, H., Eyice, S., 1983. Yenilenebilir Enerji Kaynakları. Kipaş Dağıtımcılık,139s, İzmit.Mathur, S.S., Negi, B.S., Kandpal, T.C., 1990. Geometrical designs and performanceanalysis of a linear Fresnel reflector solar concentrator with a flat horizantalabsorber. International Journal of Energy Research, 14, p107-124, India.Mills DR., 2001. Solar thermal electricity. Solar energy: the state of the art, p.577–651, Germany: ISES.Nelson D.T., Evans D.L., Bansal R.K., 1975. Linear Fresnel lens concentrators. SolarEnergy, 17,285–9.Nuwayhid R.Y., Mrad I., Abu-Said R., 2001. The realisation of a simple solartracking concentrator for university research applications. Renewable Energy,24, p207–22.Oktik, Ş., Tozlu C., Eke, R., Eltez, M., 2005. Güneş Enerjisi ve Muğla ÜniversitesiTemiz Enerji Kaynakları Araştırma Geliştirme Merkezi (Mütek-Arge)uygulamaları. 24. Enerji Verimliliği Haftası Etkinlikleri, Ankara.Oluklulu, Ç., 2001. Güneş Enerjisinden Etkin Olarak Yararlanmada KullanılanFotovoltaik Modüller, Boyutlandırılmaları ve Mimaride Kullanım OlanaklarıÜzerine Bir Araştırma. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, YüksekLisans Tezi, 97s, Ankara.Öcal, F., 2006. Tekstil Sanayisinde Madde Ve Enerji Bilançoları, Örnek BoyaSanayi. Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya MühendisliğiABD, Yüksek Lisans Tezi, 97s, Denizli.Önöz, E., 2008. Tekstil Sanayinde Enerji Verimliliği Ve Enerji Verimli MotorSistemleri. İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü Enerji Bilim VeTeknoloji ABD, Yüksek Lisans Tezi, 123s, İstanbul.103

Özay, F.İ., 2008. NH 3 /H 2 O Absorbsiyon Soğutma Sisteminin Güneş Enerjisi İleÇalıştırılması Ve Verimlilik Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi FenBilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi ABD, Yüksek Lisans Tezi, 59s, Isparta.Öztürk, M., 2005. Güneş Enerjili Kimyasal Reaktörlerin İncelenmesi. SüleymanDemirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik ABD, Yüksek Lisans Tezi,96s, Isparta.Pitz-Paal R., 2002. Concentrating solar technologies: the key to renewable electricityand process heat for a wide range of applications. Proceedings of the WorldRenewable Energy Congress VII on CD-ROM, Cologne, Germany.Romero M., Buck R., Pacheco JE., 2002. An update on solar central receiver systemsprojects and technologies. J Solar Energy Engng, 124(2), 98–108.Sağlam, M. ve Uyar, T.S., 2005. Dalga enerjisi ve Türkiye„nin dalga enerjisipotansiyeli. 3. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, Mersin.Saraçoğlu, N., 2004. Türkiye‟nin enerji üretiminde biyokütle kaynaklarındanyararlanma olanakları. V. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, İstanbul.Sayın, S., 2006. Yenilenebilir Enerjinin Ülkemiz Yapı Sektöründe KullanımınınÖnemi Ve Yapılarda Güneş Enerjisinden Yararlanma Olanakları. SelçukÜniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mimarlık ABD, Yüksek Lisans Tezi, 131s,Konya.Seçkin, C., 2006. Silindirik Parabolik Güneş Toplayıcılarının Isıl Analizi. İ.T.Ü. FenBilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 67s, İstanbul.Schwarzbozl P., Pitz-Paal R., Meinecke W., Buck R., 2000. Costoptimized solar gasturbine cycles using volumetric air receiver technology. Proceedings of theRenewable Energy for the New Millennium, p171–7, Sydney, Australia.Strong, S.J., Scheller, W.G., 1993. The solar electric house. Sustainability pres, 66-68, Massachusetts.Şenol, R., 2005. Güneş İzlemeli Fotovoltaik Pillerin Mobil Ölçüm İstasyonlarınaUygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü MakineMühendisliği ABD, Yüksek Lisans Tezi, 130s, Isparta.Tarakçıoğlu, I., 1984. Tekstil Terbiye İşletmelerinde Enerji Tüketimi ve Tasarrufu.Uludağ Üniversitesi Basımevi, 95-243s.104

Tırıs, M., Tırıs, Ç., Erdallı, Y., 1997. Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemleri. TÜBİTAKMarmara Araştırma Merkezi Enerji Sistemleri ve Çevre Araştırma Enstitüsü,Gebze-Kocaeli.TMMOB Arşivi, 2006. Türk Mühendis ve Mimar Odaları Birliği,www.mmo.org.tr/mmo/oda_gorusleri/enerji_politika.htm. Erişim Tarihi: 13.11.2010.Tuzla, K., 1981. Buharın verimli üretimi ve kullanımı. İstanbul Teknik Üniversitesi,42 s.Tübitak, 2005. Tekstil Paneli. http://www.tekstilbilgi.com Erişim Tarihi:12.09.2010.Uyar, T.S., 1997. Türkiye rüzgar enerjisi kullanım programı. Çevre ve EnerjiKongresi, Ankara.Uyarel, A., ÖZ, E.S., 1987. Güneş Enerjisi ve Uygulamaları. 173s, Ankara.Unienerji, 2010. Yenilenebilir Enerji Blogu, http://www.unienerji.com. ErişimTarihi: 13.02.2011.Üçgül, İ., 2009. Ansiad Yenilenebilir Enerji Teknolojileri Konferansı Konuşmanotları, Antalya.Üçgül, İ., Ergün E.,2010. Isparta ili güneş enerjisi potansiyeli ve güneş enerjisiteknolojileri, Isparta ili değerleri ve değer yaratma potansiyeli sempozyumları,Isparta.Üçgül, İ., Öztürk, M., Özek, N., 2006. Parabolik kollektörlerin optik, enerjetik veekserjetik verimliliklerinin analizi. Mühendis ve Makine Dergisi, 47, 561, s49-56.Ültanır, M.Ö., 1997. Hidrojenin yakıt olarak kullanımı ve özellikleri. Çevre ve EnerjiKongresi, Ankara.Yalkı, H., 2007. Türkiye‟deki Güneş Ve Rüzgar Enerjisi Potansiyelinin İncelenmesiVe Bu Enerjilerden Faydalanılması. Yıldız Teknik Üniversitesi MakinaMühendisliği Bölümü Hidromekanik Ve Hidrolik Makineler ABD, Tez, 42s,İstanbul.Yamaç, Ö., 2005. Güneş Enerjisi Destekli Isı Pompalarının Teorik İncelenmesi.Mustafa Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine MühendisliğiABD, Yüksek Lisans Tezi, 95s, Antakya.105

YEKARUM, 2008. Süleyman Demirel Üniversitesi Yenilenilir Enerji KaynaklarıAraştırma ve Uygulama Merkezi, http://yekarum.sdu.edu.tr. Erişim Tarihi:21.12.2010.Yıldız, A., 2003. Fotovoltaik Modüllerin Binalarda Kullanımı ve PVSYST 3.21Yazılımı ile Bir Binanın Simülasyonu. Gazi Üniversitesi Fen BilimleriEnstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 125s, Ankara.Yılmazoğlu, M.Z., 2006. Bir Tekstil Fabrikasında Güneş Destekli Çift Etkili BirAbsorpsiyonlu Soğutma Sisteminin Uygulamasının Teknik Ve EkonomikAnalizi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği ABD,Yüksek Lisans Tezi, 180s, Ankara.Yüksek, O., Kömürcü, M., Yüksel, I., Kaygusuz, K., 2006. The role of hydropowerin meeting Turkey‟s electric energy demand. Energy Policy, 34, 17, 3093-3103.106

ÖZGEÇMĠġAdı Soyadı: Engin ERGÜNDoğum Yeri ve Yılı : Bor/Niğde, 1985Medeni HaliYabancı Dili: Bekar: İngilizce, İspanyolcaEğitim DurumuLise : Bor Akın Gönen Anadolu Lisesi 1997-2004Lisans: Süleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Bölümü 2004-2008Universidad Politecnica De Valencia (İspanya)Erasmus Öğrenci Değişim Programı 2007 Bahar DönemiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü (Çift Anadal) 2006-2010Yüksek Lisans: Süleyman Demirel ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüTekstil Mühendisliği Anabilim Dalı 2008-2011ÇalıĢtığı Kurum ve Yıl:Hava Teknik (Süleyman Demirel Üniversitesi Olimpik Yüzme Havuzu İnşaatı,Mekanik Şantiye Şefliği) 2010-2011Yayınlar:1) Üçgül İ., Ergün E., 2010. Isparta İli Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Güneş EnerjisiTeknolojileri. Isparta İli Değerleri ve Değer Yaratma Potansiyeli Sempozyumu.2) Üçgül İ., Özdemir D., Ergün E., 2010. Isparta‟nın Potansiyel Enerji Kaynakları:Isparta ve Yöresi Biyokütle Rezervi. Isparta İli Değerleri ve Değer YaratmaPotansiyeli Sempozyumu.107