Isıtma ve Elektrik İhtiyacının Karşılanması

 

Pamukkale Üniversitesi Kınıklı Kampüsü'nde enerji araştırmalarının yapıldığı ve laboratuvar olarak kullanılan bir bina yapılmıştır. Bereket Enerji tarafından finanse edilerek yapılan ve üniversiteye bağışlanan 165 m2 taban alanına sahip bu bina “Temiz Enerji Evi” olarak isimlendirilmektedir. 5 kWp gücündeki güneş-hidrojen sistemi ve güneş enerjisinden yararlanılarak evin ısıtma-sıcak su ihtiyacı karşılama sistemi, DPT tarafından DPT2003K120950 proje kodu ile desteklenmektedir. “Güneş Pilleri Kullanarak Güneş Enerjisinden Hidrojen Elde Edilmesi ve Bir Konutun Elektrik ve Isı İhtiyacının Güneş Enerjisi ile Karşılanması” başlıklı proje ile kurulan bu sistemler “Temiz Enerji Evi”nde uygulanmıştır.

 

Isıtma Sistemi

 

Evin ısı ihtiyacı toplam 40 m2 yüzey alanına sahip alüminyum ve bakır selektif yüzeyli güneş kollektörleri kullanılarak  karşılanmaktadır (Şekil 1). Güneş enerjisi ile aktif ısıtmanın yanı sıra evin güney cephesinde yer alan Trombe duvarları ile pasif ısıtma desteği gerçekleştirilmektedir (Şekil 2).

Şekil1. Güneş Kollektörleri ve Aktif Isıtma Sistemi

 

Şekil2. Trombe Duvarları ile Pasif  Isıtma Sistemi

 

Elektrik Üretim Sistemi ve Elemanları

 

Elektrik üretim sistemi, iki ana bileşenden oluşmaktadır. Bunlar; güneş pili panelleri ve yakıt pilleridir. Böylece, elektrik üretimi, güneşten ve hidrojenden karşılanabilmektedir. Bu amaçla, güneş enerjisinden doğrudan elektrik üretiminin yapılabildiği güneş pili panelleri kullanılmaktadır. Ayrıca enerji taşıyıcısı olan hidrojen, güneş enerjisinden üretilen elektriğin elektroliz işleminde kullanılması ile elde edilerek  katı halde (metal hidrid tanklarda) depolanmakta ve ihtiyaç halinde  yakıt pillerinde, hidrojenden elektrik üretilebilmektedir. Şekil 3 ve Tablo 1'de elektrik üretim sisteminin şematik görünümü ve sistem elemanlarının özellikleri yer almaktadır.

 

11

Şekil 3. Güneş-Hidrojen Sisteminin Şematik Görünümü

 

 Tablo 1. Sistemin ana elemanları ve özellikleri

Eleman

Özellikler

Güneş Pilleri
  • İzleyici üzeri (2.5 kWp) ve sabit (2.5 kWp) – her panel 125 Wp.
  • Toplam kurulu güç: 5 kWp.
  • Kyocera.

İzleyiciler

  • Pasif, Termal Esaslı 2 adet İzleyici, Zomeworks

İnvertör
  • 1. İnvertör: 48 VDC 5 kW, sinus tip.

Şarj Regulatörü
  • 6 adet; 60 A, Morningstar Tristar TS-60.

Aküler
  • 16 adet; 12 V, 150 Ah.

İnvertör
  • 2. Inverter: 22 VDC 2.5 kW, sinus tip.

Deiyonizör
  • Su üretimi: max. 1.2 l/dk.
  • ASTM Type I water.
  • Easypure II, Line Feed.

Elektrolizör
  • PEM tipi, su ihtiyacı: 0.47 l/h; 1.5-4 barg; ASTM Type I-II
  • Net H2 üretimi: 0.53 Nm3/h, %99.9995 saflığında.
  • Güç tüketimi: 6.7 kWh/Nm3.
  • Proton Energy Systems Inc., (HOGEN S20).

Metal Hidrid Tanklar
  • 5400 sl (6 adet 900 sl metal hidrid tank).
  • Ovonic Hydrogen Systems Inc.

PEM Yakıt Pilleri
  • PEM tipi
  • 2 adet (toplam net güç üretim kapasitesi: 2.4 kW).
  • Güç üretimi: 1.2 kW, 22..50 VDC, Gerilim: 26 VDC, Akım: 46 A.
  • Yakıt: %99.99 H2; 18.5 Sl/dk; 0.7...16 barg.
  • Su üretimi: 870 ml/h.
  • Heliocentris Energy Systems Inc., Ballard (Nexa Fuel Cell Power Module).