Download pdf - 03 güneş havuzları

Transcript
Page 1: 03 güneş havuzları

GÜNEŞ HAVUZLARI

SOLAR PONDS

Page 2: 03 güneş havuzları

INTRODUCTION

GİRİŞ

Page 3: 03 güneş havuzları

• Güneş havuzları ilk kez Kalecsinsky tarafından ortaya çıkarılmıştır.

• İlk güneş havuzlarının doğal ortamda kendiliğinden oluştuğu belirtilmektedir.

• Macaristan’ın Karpat dağlarının eteklerindeki doğal göllerde kış aylarında sıcaklığın 65 °C olduğunu gözlemiştir.

• Bunun nedenleri araştırılmış ve bu göllerde ilk kez tuz yoğunluğu ölçümleri yapılmıştır.

Page 4: 03 güneş havuzları

• Ölçümler sonucunda gölün derişimin yukarıdan aşağıya doğru arttığı saptanmıştır.

• Bu yoğunluk artışının konveksiyonla ısı kaybını önlemesi nedeniyle, göllerin derin bölgelerinin yüksek sıcaklığa ulaştığını tespit edilmiştir.

• Yazın sonunda gölün 1.32 m derinliğinde sıcaklığın 70 °C ye kadar çıktığı ve ilkbahar aylarında ise en düşük sıcaklığın 26 °C olduğu gözlenmiştir.

Page 5: 03 güneş havuzları

Lake Bucura in Romania

Page 6: 03 güneş havuzları

• ABD Orovillve’de (Washington), yaz aylarında sıcaklığın 50 °C’ye ulaştığı 2 m derinlikli bir göl tespit edilmiştir.

• Antartika’daki Vanda Gölünün buz ile örtülü ve çevre sıcaklığı -20 °C olmasına rağmen taban sıcaklığının 25 °C olduğu tespit edilmiştir.

Page 7: 03 güneş havuzları

• Güneş havuzları, güneş enerjisinin doğrudan depolanıp muhafaza edildiği metotlardan birisidir.

• Sıradan bir havuzda da güneş enerjisi depolanabilir.

• Ancak sıvı içerisindeki doğal konveksiyon, sıvı yüzeyinden taşınım ve gizli ısı kayıpları çok fazladır.

• Su kütlesinin fazla olması nedeniyle, güneş radyasyonunun olmadığı durumlarda havuzdaki sıcaklık düşmesi birkaç haftada 10 °C civarındadır.

Page 8: 03 güneş havuzları
Page 9: 03 güneş havuzları
Page 10: 03 güneş havuzları

• Konveksiyon ve buharlaşma yoluyla olan ısı kayıpları yaklaşık olarak birbirine eşittirler.

• Işımayla olan ısı kaybının, havuzun enerji depolama kabiliyeti üzerinde önemli bir rolü vardır.

• Tabandan toprağa olan ısı kaybı o kadar önemli değildir.

• Bu nedenle, bütün çalışmalar – konveksiyon yoluyla olan ısı kaybını durdurma,

– buharlaşmayı azaltma ve

– yüzeyden olacak olan ısı kayıplarını azaltmak

için alınacak tedbirler üzerine yoğunlaştırılmalıdır.

Page 11: 03 güneş havuzları

• Bir büyük problem de kış boyunca havuzda toplanacak olan ısıdan daha fazlasının çevreye kaybolacak olmasıdır.

• Bu da yaz boyunca toplanan ısının bir kısmının kış boyunca çevreye kaybolacağını gösterir.

Page 12: 03 güneş havuzları

• Güneş havuzlarının iki amacı gerçekleştirmesi istenir.

• Bunlar;

– İç bölgelerdeki doğal ısı taşınımını önlemesi ve

– su yüzeyinden havaya olan ısı kayıplarını azaltmasıdır.

• Güneş havuzlarını genel anlamada ikiye ayırmak mümkündür.

– Konveksiyonsuz Güneş Havuzları

– Konveksiyonlu Güneş Havuzları

Page 13: 03 güneş havuzları

• Bu güne kadar yapılan çalışmalarda geliştirilen güneş havuzları tiplerine göre yaklaşık olarak beş gruba ayrılır. Bunlar;

• Konveksiyonsuz (non-convective)

– Tuz gradyentli güneş havuzları (salinity gradient solar ponds, SGSP)

– Zar örtülü güneş havuzları (coffered solar ponds)

– Petek örtülü güneş havuzları (honeycomb solar ponds)

– Jel örtülü güneş havuzları (gel stabilized solar ponds)

• Konveksiyonlu (convective)

– Sığ güneş havuzları (shallow solar ponds SSP)

Page 14: 03 güneş havuzları

Güneş Havuzları

Konveksiyonlu Konveksiyonsuz

Sığ havuzlar Tuz gradyentli

Jel örtülü

Petek örtülü

Zar örtülü

Page 15: 03 güneş havuzları

• Yukarıda sınıflandırılan güneş havuzlarında güneş enerjisi su tarafından doğrudan soğurulur.

• Derin olmayan yani sığ güneş havuzlarında depolanan enerji anında kullanılırken, diğer dört (ilk dört) güneş havuzunda depolanan enerji uzun süre depolanıp daha sonra da kullanılabilir.

Page 16: 03 güneş havuzları

NON-CONVECTIVE SOLAR PONDS

KONVEKSİYONSUZ GÜNEŞ HAVUZLARI

Page 17: 03 güneş havuzları

• Bu havuzlar, ısıl yüzdürmeden doğacak doğal taşınımın engellenmesi amacıyla yapılır.

• Isınan suyun yüzeye doğru yükselmesini engellemek amacıyla tuzluluğu faklı tabakalar oluşturulur.

• Tuz olarak genellikle MgCl2 ya da NaCl kullanılır.

• Tuz konsantrasyonu olmazsa, ısınan saf suyun yoğunluğu düşer ve yukarı doğru hareket eder.

• Bu durum, sürekli olarak taşınım ısı kaybının artmasına sebep olur.

Page 18: 03 güneş havuzları

SALINITY GRADIENT SOLAR POND, SGSP

TUZ GRADYENTLİ GÜNEŞ HAVUZU

Page 19: 03 güneş havuzları

• Yapay bir havuzda güneş enerjisi, havuz suyu tarafından absorbe edilerek suyun ısınmasına sebep olur ve bir sıcaklık gradyanı oluşturur.

• Bunun sonucunda yoğunluk farkı oluşarak havuz içerisinde suyun aşağı-yukarı hareket etmesine sebep olur.

• Bu şekilde suyun hareketi sonucunda konveksiyon akımları oluşur ve ısınan su yukarı çıkarak enerjisini havaya taşır.

• Bu şekilde havuz suyu sıcaklığı, atmosfer sıcaklığı ile aynı aralıklarda kalır.

Page 20: 03 güneş havuzları

• Güneş radyasyon enerjisini depolamak için, bu yoğunluk farkından kaynaklanan su hareketinin mutlaka önüne geçilmesi veya minimum seviyede tutulması gerekmektedir.

• Bunu sağlamanın yolu, sıcaklığa bağlı farklı yoğunluklu bölgeler oluşturmak ve her bir katmanı diğerinden ayrıştırmaktır.

• Böylece, tuz gradyanından dolayı yukarı doğru kaldırma kuvveti engellenir.

Page 21: 03 güneş havuzları

• Bu tip havuzlar, genellikle 2-3 m derinliğinde olup en üstte tatlı su aşağıya doğru ise artan yoğunluklarda tuzlu su içeren havuzlardır.

• Su içerisinde belirli konsantrasyonlarda tuz çözünmüştür.

• Tuz konsantrasyonu derinlikle değişir ve bu değişim yapay olarak sağlanmaktadır.

Page 22: 03 güneş havuzları

• Bu şekilde güneş havuzu üç farklı bölgeye ayrılır.

– Üst Konvektif Bölge (UCZ, Upper Convective Zone): Tuzluluk oranının çok düşük olduğu katmandır ve derinlikle aşağı yukarı sabit kalır.

– Konvektif olmayan bölge (NCZ Non Convective Zone): Derinlikle tuzluluk oranının arttığı bir gradyandır.

– Alt Konvektif Bölge (LCZ Lower Convective Zone): Tuzluluk derecesi, doymuş çözelti olarak kabul edilebilir ve üniformdur.

Page 23: 03 güneş havuzları
Page 24: 03 güneş havuzları
Page 25: 03 güneş havuzları

• Havuz yüzeyine gelen güneş ışınlarının küçük bir kesri yüzeyden yansır, geri kalan kısmı havuz tabanına doğru ilerler.

• Bu sırada çeşitli dalga boylu ışınlar, farklı derinliklerde değişik oranlarda soğurulur ve tabana % 25-35 kadarı ulaşır.

• Biriken enerji depolama bölgesine yerleştirilen bir ısı aktarma sistemi ile istenildiği zaman alınıp kullanılabilir.

• Bu uygulama, ucuz bir yolla termal enerji depolama yöntemidir.

Page 26: 03 güneş havuzları

• Havuzun yüzeyine gelen güneş enerjisinin yaklaşık olarak – %21’i yüzeyden havaya konveksiyon ile, – %22’si havuzun üst kısmından suyun buharlaşmasıyla, – %16’sı yansıma yoluyla, – %31’i havaya yaydığı uzun dalga boylu radyasyon ile – %3.7’si Alt Konvektif Bölge (Lower Convective Zone,

LCZ) altındaki yere olan ısı akışı ile

kaybolur. • Sadece gelen ışınımın % 6.3’si havuzda depo

edilir. • Bunun dışında sadece LCZ içinde depolanan

güneş enerjisinin bir kısmı kullanılabilir enerji olarak havuzdan alınabilir.

Page 27: 03 güneş havuzları

• Konsantrasyon oranları alt noktada % 20 - % 30, en tepede ise % 0’dır.

• Sonuç olarak, bu tip sistemlerde yoğunluk farkından dolayı oluşan konveksiyon akımları yoktur ve NCZ boyunca sadece kondüksüyon ile ısı transferi mümkündür.

• Bununla beraber suyun düşük kondüksiyon katsayısından dolayı NCZ katmanı izolasyon görevi görür.

Page 28: 03 güneş havuzları

• Alt katmandan üst katmana tuz difüzyonu düşüktür çünkü konveksiyon hareketleri engellenmiştir.

• Böylece alt katman ısı depolama sistemi olarak çalışır.

• LCZ, 80 °C sıcaklık değerlerine ulaşabilir ve bu değer sabah saatlerinden sonra 50°C civarlarındadır.

• Alt katmandaki salamura sıcaklığı, temiz suyun kaynama noktasını geçmez.

Page 29: 03 güneş havuzları

• NCZ katmanının kalınlığının artması, LCZ katmanı için daha fazla izolasyon anlamına gelir.

• Daha düşük UCZ kalınlığı, daha fazla miktarda güneş enerjisinin LCZ’ye ulaşmasını sağlar.

• Ayrıca UCZ’de depolanan solar radyason, temiz suda meydana gelen konveksiyon akımlarından dolayı kaybolur; bu nedenle güneş havuzunun derinliği 1-2 metre aralıklarında ise UCZ kalınlığı 10-20 cm aralıklarında kalmalıdır.

• LCZ ne kadar derinde olursa, termal depolama kapasitesi o kadar fazla olur, fakat bu durumda güneş havuzu kurulum maliyetini artırmaktadır.

Page 30: 03 güneş havuzları

• Tuz gradyentli güneş havuzları tamamen dinamik sistemlerdir.

• Yani sürekli bakım, düzenleme, vs. gibi işlemlerin yapılması gerekmektedir.

• Üst kısımdan (UCZ) buharlaşan suyun yerine mutlaka su takviyesi yapılmalıdır.

• Ayrıca alttaki konsantre salamura gradyanının muhafazasının sağlanması gerekmekte ve aynı tuzluluk oranında kalması sağlanmalıdır.

• Tuzlukluk oranındaki azalmanın nedeni, farklı konsantrasyon oranlarındalarındaki katmanlardan tuzun üst katmana difüzyonudur.

Page 31: 03 güneş havuzları

• Bu işlemler güneş havuzlarının temel sorunlarıdır.

• En üstte sıfır tuz konsantrasyonuna sahip bir tabakayı muhafaza etmek, alt katmanlardan yukarıya tuz difüzyonundan ve buharlaşmadan dolayı zordur.

• Aynı zamanda, tabandaki tuz konsantrasyonunu aynı miktarda kalacak şekilde korumak ta ayrı bir problemdir.

Page 32: 03 güneş havuzları

• Bir güneş havuzunda kullanılan tuzun özellikleri çok önemlidir ve aşağıda şartları sağlaması istenir; – Zararsız olmalı;

– Ucuz ve kolay bulunabilir olmalı

– Renksiz olmalı ve içerisinde canlıların üremesine engel olmalı.

• Bu koşuları sağlayan bazı tuzlar; – Magnesium chloride MgCl2,

– potassium nitrate KNO3,

– ammonium nitrate NH4NO3,

– sodium nitrate NaNO3,

– urea NH2CO NH2

Page 33: 03 güneş havuzları

• Sistem verimi arttırmak için havuz tabanı karartılmalı ve dış ortama karşı iyice izole edilmelidir.

• Araştırmacılar, SGSP’lerin ilk geliştirilmesi aşamalarında üç katman arasında yatay membranlar içeren sistem dizaynları üzerinde durmuşlardır.

• Fakat onarımı, monte edilmesi ve sızdırmazlığı zor olmasından dolayı membran kullanımı problemlidir.

Page 34: 03 güneş havuzları

• Büyük SGSP sistemlerinde de rüzgar problemi vardır. Rüzgar akımları tuz gradyanlerinin dağılmasına neden olmaktadır ve ayrıca konveksiyonu arttırmaktadır.

• Bunu engellemek havuzun üst noktasına hareketli özel bariyerler monte edilmelidir.

• Yapılan deneyler, rüzgarın sebep olduğu 2 cm’lik dalganın, suyun 20 cm aşağıya kadar karıştırdığını göstermektedir.

Page 35: 03 güneş havuzları

• Yazın absorbe edilen güneş enerjisi, kışa göre daha fazladır.

• Düz güneş kollektörlerinin aksine güneş havuzlarına eğim verilmez.

• Bu nedenle performansları yıl boyunca aynı değildir.

• Enlem yükseldikçe yaz ile kış şartlarındaki performans farkları artmaktadır.

Page 36: 03 güneş havuzları

• Bu tip güneş havuzlarında görülenilecek diğer problemler ise tabanda alglerin ve çökeltilerin oluşumudur.

• Bunlar havuzun yansıtıcılığını artırmakta ve alglerin suya renk vermesinden dolayı absorbe edilen enerjide azalma meydana getirmektedir.

• Genellikle güneş havuzu ısısı, günün 24 saati boyunca kullanışlıdır.

• Bu nedenle gündüz depolanan enerji, gün içerisinde ve gece kullanılabilir.

Page 37: 03 güneş havuzları

• SGSP’nin binalarda kullanıma bir örnek, Melbourne’de RMIT üniversitesinde çatıya kurulan bir SGSP sistemidir.

• Havuz, 5 m çapındadır.

• UCZ, NCZ ve LCZ katmanlarının derinliği sırasıyla 10, 60 ve 15 cm’dir.

• Havuz 70°C’ye kadar ulaşabilmektedir.

Page 38: 03 güneş havuzları

Diffuser and wall bracket used to setup gradient.

Page 39: 03 güneş havuzları

• Dünyanın ilk ticari ölçekte güneş havuzu Ein Boqek İsrail’de (Tabor and Doron) kurulmuştur. Havuz 1979 yılında tasarlanmış ve 1984’te üretime başlamıştır.

• İsrail’deki bir başka havuz yine En Boqeq’te, elektrik üretmek amaçlı kurulmuştur.

• 7000 m2 alana sahip ve 2.5 m derinliğindedir.

• Havuza Rankine Çevrimi entegre edilmiştir ve 150 kW jeneratöre sahiptir.

• Havuz 90 °C’ye çıkabilmekte fakat genellikle 70-80 °C aralıklarında çalılşmaktadır.

Page 40: 03 güneş havuzları

Bet Ha Arava Solar pond power station in the Dead Sea Israel

Page 41: 03 güneş havuzları
Page 42: 03 güneş havuzları

• Bir başka örnek Hindistan Bhuj’dadır.

• Buradaki havuz 100 m uzunluğunda, 60 m genişliğinde ve 3.5 m derinliğindedir.

• 6000 m2 ‘lik havuz Kutch Mandırasına sıcak su sağlamak için kurulmuştur.

• Sistem günlük 70 °C sıcaklığında 80000 litre sıcak su sağlayabilmektedir.

Page 43: 03 güneş havuzları

Solar pond, Bhuj, India

Page 44: 03 güneş havuzları

• 1983 yılında El Paso Solar Pond projesi, University of Texas’ta kurulmuştur.

• 1986’dan beri çalışmaktadır ve ısı üretimi, elektrik üretimi ve temiz su üretimi başarıyla yapılmıştır.

• Proje Bruce Foods’da varolan, 3350 m2 alanında 3 metre derinliğinde bir havuzun keşfedilmesiyle planlanmıştır.

Page 45: 03 güneş havuzları

Installation of the flexible polypropylene geomembrane liner.

Installation of Geo-textile between the polypropylene liner and GCL.

The pond with the liner system installed.

Page 46: 03 güneş havuzları

Solar pond in El Paso, Texas

Page 47: 03 güneş havuzları

Solar pond in El Paso, Texas

Page 48: 03 güneş havuzları

• Yine RMIT üniversitesi tarafından Pyramid Hill, Victoria, Avustralya’da kurulan bir güneş havuzu 3000 m2 alanındadır.

• Sistem 2000’lerin başında Pyramid Salt Factory’de tuz kurutma işleminde ısı üretimi için kurulmuştur.

• Havuzun derinliği 2.3 m, ısı depolama alanı 0.8 m ve gradyan bölgesi 1.2 m kalınlığındadır.

• Başlangıçta, havuzdan elde edilen ısı tuz kurutmak için kullanılsa da daha sonraları ısının bir kısmı fabrika alanında kurulu bir balık yetiştirme çiftliğinde de kullanılmaya başlanmıştır.

• Günümüzde ise, bir sel baskını sonucu fabrika kullanılamaz hale gelmiştir ve havuz kullanılmamaktadır.

Page 49: 03 güneş havuzları

3000 m2 solar pond at Pyramid Hill, Australia.

Page 50: 03 güneş havuzları

Heat extraction tubes and Inlet Manifold.

Page 51: 03 güneş havuzları

• Güneş havuzu sistemleri, ticari olarak çok yaygın değildir, fakat deneysel olarak bir çok çalışma yapılmıştır.

• Yakın gelecekte, enerji krizlerinin çözülmesi için güzel bir alternatif olabilir.

• Bu teknoloji ile ilgilenen endüstriyel kuruluşlar genellikle düşük sıcaklık (45-80°C) kaynaklarına ihitiyaç duyan firmalar olmalıdır. Bunlar; – Tuz imalatçıları

– Su kültürü

– Mandıra tesisleri

– Tahıl ve sebze kurutma endüstrileri

– Su üreticileri (for desalination).

Page 52: 03 güneş havuzları
Page 53: 03 güneş havuzları

• Aşağıda bahsedilen durumlarda güneş havuzları daha da ilgi çekici bir hale gelebilir:

– Sisteme uygun boş bir arazinin olması, petrole erişimin zor olduğu bir bölgede olması ve enerji maliyetlerinin yüksek olması,

– İhtiyaç duyulan sıcaklığın 40 - 80°C arasında olması;

– Düz, verimsiz bir alanın olması

– Ortalama yıllık güneş radyasyonu değerlerinin iyi olması

– Büyük miktarlarda tuzun ucuza bulunması.

Page 54: 03 güneş havuzları

Salt deposit on wave suppression rings. (b) New wave suppression nets being installed.

Page 55: 03 güneş havuzları

In-pond heat exchanger.

Corrosion of metal supports due to low pH.

Jimmy Leblanc, Aliakbar Akbarzadeh, John Andrews, Huanmin Lu, Peter Golding, Heat extraction methods from salinity-gradient solar ponds and introduction of a novel system of heat extraction for improved efficiency, Solar Energy, 85(12), 3103–3142

Page 56: 03 güneş havuzları

GEL STABILIZED SOLAR POND

JEL ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZLARI

Page 57: 03 güneş havuzları

• SGSP sistemlerinin problemlerinden dolayı 1978’de Shaffer tarafından yeni bir sistem önerilmiştir.

• Bu fikir, hem izalasyon görevi gören ve hem de güneş radyosyonunun en alt tabakaya erişmesine izin veren jel polimer kullanmaktır.

• Bu metotta jel, LCZ üzerinde yüzmekte ve NCZ’nin yerini almaktadır.

Page 58: 03 güneş havuzları

• Bu tip havuzda, LCZ’nin üstünde yüzen jel, NCZ’nin yerine izolasyon görevi görür.

• En üst katmanda kullanılan jel ise

Page 59: 03 güneş havuzları

• Bu teknolojinin avantajları;

– UCZ’ye buharlaşmadan dolayı eksilen suyun yerine su ekleme problemi ortadan kalkmaktadır.

– Depolama bölgesine çökelti ve tortular geçememektedir.. Jel yüzeyine belirli aralıklarla temizlenmesi…

– Rüzgar problemi yoktur.

Page 60: 03 güneş havuzları

• Bu sistemin en temel problemi jelin yüksek maliyetidir.

• Bu nedenle büyük sistemlerde kullanımı çok pahalı olacağından zordur.

• Bu uygulamanın bir örneği 1980’de Wilkins vd. tarafından inşa edilmiştir.

• Jel örtülü bu güneş havuzu University of New Mexico’ya yakın bir yere kurulmuştur.

Page 61: 03 güneş havuzları

Schematic diagram of the gel pond built

Page 62: 03 güneş havuzları

• Deneyler tuz konsantrasyonları ve jel kalınlıkları değiştirilerek yapılmıştır.

• Havuz, 1981 yılının güz mevsiminde, 25 cm jel kalınlığı ile 57°C’ye ulaşmıştır.

• Chamberino (New Mexico)’da bir gıda firmasına ısı enerjisi sağlamak için ticari bir havuz inşa edilmiştir.

• Havuzun alanı 110 m2’dir ve havuzun taban sıcaklığı 60°C’ye ulaşmıştır.

Page 63: 03 güneş havuzları

HONEYCOMB SOLAR PONDS, HSP

PETEK ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZU

Page 64: 03 güneş havuzları

• Hava dolgulu petekli bir yapı havuz üzerinde yüzer vaziyette yerleştirilmiş ve solar radyosyonun geçmesine izin verirken ısı kaybına da engel olmaktadır.

• İzalasyon tabakasının altındaki havuz, taze su ile doldurulmuştur.

Page 65: 03 güneş havuzları

• Petekli sistemin daha iyi izalasyon özelliğine sahip olması ve güneş radyasyonunu daha iyi geçirmesi için geliştirilmesi mümkün olmakla beraber ilk yatırım maliyetleri artmaktadır.

• Bu nedenle, küçük ölçekli uygulamalar için uygundur.

• Petekli sistemin öngörülen bir diğer uygulaması, bir su tankının duvarı olarak kullanılması ve güneş radyasyonunu içeri alması yada akışkan kullanılmayan depolama ortamında izalasyon görevi yapmasıdır.

Page 66: 03 güneş havuzları

Cutaway of honeycomb cover

Page 67: 03 güneş havuzları

COFFERED SOLAR PONDS, CSP

ZAR ÖRTÜLÜ GÜNEŞ HAVUZLARI

Page 68: 03 güneş havuzları

• Akışkandaki konveksiyon akımlarını engellemenin bir diğer yolu, vizkozitesini arttırmaktır.

• Bunun için, suya vizkozitesini arttıran koyulaştırıcı bir madde eklenebilir.

• Fakat, bu organik maddelerin bir çok dezavantajları vardır. En önemlileri;

– Zamanla ve sıcaklığın 55°C ‘nin üstüne çıkmasıyla fiziksel ve kimyasal yapılarının doğal olarak bozulması

– Yüksek maliyet.

• Bu nedenle vizkozitesi arttırılmış güneş havuzları uygulanamamaktadır.

Page 69: 03 güneş havuzları

• Güneş havuzu yapmanın bir başka yolu ise, doğal tuzlu gölün bir kısmının uygun ısıl izalasyonlu zarla ayrıştırılmasıdır.

• Bu sisteme zar örtülü güneş havuzu denir (coffered solar pond (CSP).

• Bu metotda, çukur kazma maliyeti yoktur, fakat membranlar maliyetlidir.

• Farklı yerlere yerleştirilmiş yatay borular tuz gradyanlarını oluşturmaktadır.

• Tabandaki diğer borular sıcak salamurayı toplar.

Page 70: 03 güneş havuzları

Coffered solar pond

Page 71: 03 güneş havuzları

• 1990’da Sokolov ve Arbel tarafından yeni bir güneş havuzu geliştirilmiştir.

• Sistemde taban kısmında temiz su vardır. Havuz, yerden izole edilmiştir.

• Suyun üzerinde yüzer şekilde duran bir köpükleştirilmiş polystyrene katman bulunmaktadır (8).

• Bunun iki amacı vardır. İlki havuzun dış oratama karşı izalasyonunun sağlanması, ikincisi ise boru şebekesine destek sağlamasıdır.

• Bu borular suyu polyester katmanın karartılmış yüzeyi üzerinde yaymaktadır.

Page 72: 03 güneş havuzları

Freshwater floating collector solar pond

Page 73: 03 güneş havuzları

• Su, havuzun tabanından pompalanır, solar radyasyon ile ısınır ve yüzen katmana açılmış bazı deliklerden aşağıya doğru hareket eder.

• Polisitirenlevha üzerindeki suyu izole etmek için, havuz üzerinde duran şeffaf ince plastik bir levha (9) yardımıyla hava tabakası katmanı (13) oluşturulmuştur. Hava, fan yardımıyla pompalanmaktadır (10).

• Sistem oldukça basittir fakat karartılmış plastik levha üzerinden sıcak suyu püskürtecek bir boru şebekesine gereksinim vardır ve şeffaf plastik katmanın şişkin durmasını sağlayacak fana ihtiyaç vardır.

Page 74: 03 güneş havuzları

CONVECTIVE SOLAR PONDS

KONVEKSİYONLU GÜNEŞ HAVUZLARI

Page 75: 03 güneş havuzları

• Tuz gradyanlarının olmadığı konveksiyonlu havuzlarda, anlık güneş radyasyonu, hava ile su arasındaki farklı geçirgenlik katsayısından dolayı belirli bir açıda havuza nüfuz eder.

• Absorbe edilen enerji suyu ısıtırak bir sıcaklık gradyanı oluşturur ve bunun sonucunda yoğunluk farkı oluşarak havuz içerisinde suyun aşağı-yukarı hareket etmesine sebep olur.

• Bu şekilde havuz suyu sıcaklığı, atmosfer sıcaklığı ile aynı aralıklarda kalır.

Page 76: 03 güneş havuzları

• En çok araştırma yapılan konvektif güneş havuzu tipi sığ güneş havuzudur.

• Bu havuz, tuzsuz su ile doludur ve üzeri örtü ile kaplıdır.

• Bu örtü konveksiyonu izin verirken suyun buharlaşmasını önler.

• Havuzun alt kısmı siyah ve izolasyonludur. • Üst kısımdaki örtü plastik veya cam olabilir. • Güneş, gün boyu örtü altındaki suyu ısıtır. • Geceleri ise sıcak su, ısı kaybını önlemek için bir

ısı depolama tankına depolanır. • Sıcak suyun depolama tankına pompalanması

esnasındaki aşırı ısı kaybı sığ güneş havuzlarının gelişmesini engellemiştir.

Page 77: 03 güneş havuzları

Sığ güneş havuzu, 4 m ×200 m, Dickenson vd, tarafından yapılmıştır (1976).

Page 78: 03 güneş havuzları

• Bir diğer konvektif güneş havuzu tipi derin tuzsuz havuzdur.

• Bu tip havuzun sığ havuzlardan tek farkı, suyun depolama tankına pompalanmasına gerek yoktur.

• Havuzun üstünde çift kaplama vardır.

• Geceleri veya güneşin olmadığı durumlarda, kaplamanın üstüne konan izolasyon ısı kayıplarını azaltır.

Page 79: 03 güneş havuzları
Page 80: 03 güneş havuzları

Recommended