GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ BİR KLİMA SİSTEMİNİN TASARIMI-MODELLENMESİ-KURULUMU-TESTİ-SİMÜLASYONU VE FARKLI SOĞUTUCU AKIŞKANLAR AÇISINDAN İLERİ EKSERJİ ANALİZLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ
Proje no. 548 · Durum: Kapanmış · 2016
Özet
Kullanım alanı oldukça geniş olan enerji güncel konular arasında kendisine sıklıkla yer bulmaktadır. Artan nüfus sayısı ve endüstriyel gelişmeye paralel olarak enerji ihtiyacında sürekli ve ivmeli bir artış meydana gelmektedir. Fakat bu artış ile birlikte çevresel kaygılar oluşmaktadır. Bu kaygılar ise gelişmiş teknoloji kullanımının arttırılması ve enerji talebinin azaltılması (doğru bir şekilde belirlenmesi) yönündeki çalışmaları tetiklemektedir. Öyle ki bu kapsamda Avrupa Birliği 2020 yılı hedefleri arasında sera gazı salımlarının ve enerji tüketiminin %20 azaltılması ile yenilenebilir enerji payının %20 arttırılması yer almaktadır. Bu proje kapsamında amaçlanan duvar tipi split klima (DTSK) kullanımında güneş enerjisinden yararlanarak yenilenebilir enerji payını arttırmak ve sera gazı salımlarını azaltmaktır. Soğutma sektörünün evsel uygulamalarda kullanımı ele alındığında, konfor parametrelerinin (sıcaklık, nem, taze hava, vb.) belirlenmiş standartlar dâhilinde sağlanması zorunluluğu görülür. Bu zorunluluk ısıtma – soğutma sistemleriyle özellikle DTSK’lar vasıtasıyla karşılanır. Bu proje önerisi kapsamında güneş destekli klima sisteminin performans ve maliyet açısından İzmir ili saatlik iklim verisini temel alarak optimum çalışacak şekilde tasarımı, modellenmesi, simülasyonu, kurulumu ve test edilmesi gerçekleştirilecektir. Performans analizlerinin yanında ekonomik analiz de gerçekleştirilecek ve ilk yatırım maliyeti ile işletme maliyeti arasındaki ilişki ortaya konulacaktır. Bu çalışmalar sonucunda yenilenebilir enerji payının teorik üst sınır olan % 34.2 değerine ulaşmak amaçlanmıştır. Bu sayede maksimum pazarlanma potansiyeline sahip prototip ürün ortaya çıkarılacaktır. Pazarlama potansiyelini arttırma adına sistem bir sene boyunca test edilecektir ve bu esnada alınan veriler ile bilgisayar modeli sürekli olarak iyileştirilecektir. Güneş destekli klima sisteminin maliyet ve çevresel etki kısıtlaması altında teknik ve ekonomik açıdan optimum çalışmasına etki eden parametreler literatür çalışmalarında genellikle PV panel büyüklüğü-sayısı, batarya sayısı olarak ele alınmaktadır. Fakat bu proje kapsamında ilaveten bataryalardan yararlanma stratejisi ve batarya eşik değerleri de araştırılacaktır. Batarya üst eşik değeri bu projedeki haliyle ilk kez ele alınacaktır. Güneş destekli klima sisteminin tamamının ve duvar tipi split klima çevrimi ile bileşenlerinin farklı soğutucu akışkanların kullanımı durumları ileri ekserji analizlerine bu proje ile birlikte ilk kez tabii tutulacaktır. Bu analizlerde ekserji yok edilişi içsel / dışsal – önlenebilir / önlenemez bileşenler cinsinden ifade edilecek ve çevre ve maliyet yönünden etkilerle ilişkilendirilecektir. İleri ekserji analizlerin gerçekleştirilmesi, yenilenebilir enerji payının arttırılması ve R1234yf gibi küresel ısınma potansiyeli çok düşük soğutucu akışkan kullanılması bu projenin çevreci özelliğini ön plana çıkarmaktadır. Proje sonunda İzmir iline ait güneş ışınımı potansiyelinden yararlanılarak yaz ve kış şartlarında gerçekleştirilecek olan testler, teorik analiz esnasında Matlab/Simulink ve/veya TRNSYS programı kullanılarak öngörülen PV panel büyüklüğü, batarya kapasitesi, bataryadan yararlanan stratejisi, batarya alt ve üst eşik değeri gibi parametrelerin doğrulanmasında kullanılacaktır. Ayrıca, istatistiksel iklim verileri ile optimal sistem bileşenleri arasında korelasyon ve regresyon analizi yapılarak, bu veriler arasında bir bağıntının olup olmadığı ortaya konulacak. Bağıntının olması halinde, diğer bölgeler için genelleştirilerek, kısa yoldan yaklaşık olarak optimal sistem bileşenlerinin bulunabileceği bir bağıntı veya tablo ortaya konulacaktır.