Evet, kışın fotovoltaiklerle ısıtmanın zorlukları var ama çözümleri de var.
- İlk zorluk elbette kışın daha düşük güneş radyasyonudur . Daha az güneş, daha az güneş enerjisi anlamına gelir .
- İkinci zorluk ise kışın , tam da güneş enerjimizin daha az olduğu bir dönemde, ısınmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duymamızdır.
- Üçüncü bir zorluk ise fotovoltaik modüllerin yönelimi ve eğimi olabilir; bunlar kışın güneşin konumu için her zaman ideal değildir.
Ancak endişelenmeyin, tüm bunlar bu fikirden hemen vazgeçmeniz gerektiği anlamına gelmiyor. Bu yazı boyunca tüm bu noktalara değineceğiz ve çözüm stratejileri sunacağız.
Fotovoltaiklerle ısıtmanın avantajları nelerdir?
Bir fotovoltaik sistemi çalıştırarak yalnızca sera gazlarının azaltılmasına değerli bir katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda bu tür sistemlerin satın alma fiyatlarının sürekli düşmesinden de yararlanırsınız. Bu eğilim, yüksek talep ve malzeme kıtlığı nedeniyle mevcut fiyat artışlarına rağmen güneş enerjisi teknolojisine yatırım yapmayı giderek daha cazip hale getiriyor.
Aynı zamanda geleneksel şebeke elektriğinin maliyetleri de sürekli artıyor. Burada fotovoltaik sistem gerçek bir alternatif ve maliyet tasarrufu fırsatı sunuyor. Kendiniz ne kadar çok güneş enerjisi üretebilir ve kullanabilirseniz, finansal tasarrufunuz da o kadar büyük olur.
Ancak ısıtma teknolojisi söz konusu olduğunda olumlu haberler de var. Elektrikli ısıtıcıların verimliliği büyük ölçüde arttı. Fotovoltaiklerin ürettiği güneş enerjisinin büyük bir kısmını ısıya dönüştürürler.
Aynı zamanda, ısı pompaları veya ısıtma elemanları gibi elektrikli ısıtmaya alternatiflerin popülaritesi de artıyor
Dezavantajları nelerdir?
Daha önce de belirtildiği gibi, kışın daha az güneş ışığı saati vardır ve bu da daha az güneş enerjisine yol açar. Üretilen güneş enerjisi genellikle tek aileli bir evin tüm ısıtma gereksinimlerini karşılamaya yeterli değildir.
1 kWh güneş enerjisini 3,5 ila 4,5 kWh ısıtma ısısına dönüştürdüğü için güneş enerjisiyle bir ısı pompası çalıştırmak yine de mantıklı olabilir.
Ayrıca, fotovoltaik sistem için yapılan ilk yatırımlar , orta ve uzun vadede kendilerini amorti etmelerine rağmen, önemsiz değildir . Mevcut her ısıtma yöntemi bir fotovoltaik sistemle kolayca birleştirilemez. Başlangıç durumuna bağlı olarak sisteminizde ayarlamalar yapılması gerekebilir.
Mantıklı bir ısıtma çözümü olarak ısı pompaları
Öte yandan ısı pompaları evinizi ısıtmanın özellikle etkili bir yöntemidir . Çevreden (hava, toprak veya su) ısı almak için elektrik enerjisini kullanırlar ve daha sonra bu ısıyı evinizi ısıtmak için kullanırlar.
Isı pompalarının verimliliği genellikle %300’ün üzerindedir; bu, kullandıkları her birim elektrik enerjisi için üç birim termal enerji sağladıkları anlamına gelir.
Özellikle gece için enerji depolamak için pil deponuz varsa, fotovoltaik sistemle çok iyi bir şekilde birleştirilebilirler. Yine basit bir anlatımla:
Isı pompasını ters çevrilmiş bir buzdolabı gibi düşünün. Buzdolabı, içindeki ısıyı emer ve içeriyi serin tutmak için dışarıya verir. Isı pompası ise bunun tam tersini yapar; ortamdaki (hava, yer altı veya yer altı suyu) ısıyı emer ve evin içine verir.
Şimdi işin heyecan verici kısmı geliyor: Isı pompası tükettiği her birim elektrik için 3 ila 5 birim termal enerji üretebilir.Bu değere yıllık performans faktörü denir. Bunun nedeni, esas olarak çevredeki mevcut ısı enerjisini kullanması ve bu enerjiyi eve taşımak için yalnızca az miktarda elektriğe ihtiyaç duymasıdır. Bu, enerji verimliliğini büyük ölçüde artırır.
Fotovoltaik sistemle birlikte ısı pompası çok anlamlıdır. Isı pompasını çalıştırmak için fotovoltaik sistem tarafından üretilen elektriği kullanırlar. Isı pompası tükettiği her birim elektrikten birkaç birim termal enerji ürettiğinden, ısıtma maliyetlerinizi büyük ölçüde azaltabilir ve aynı zamanda iklimin korunmasına önemli bir katkı sağlayabilirsiniz. Çünkü kullandığınız enerji büyük ölçüde yenilenebilir kaynaklardan (güneş ve ortam ısısından) gelir.
Isıtma çubuğu ve tampon depolamanın kullanımı
Diğer bir seçenek ise bir tampon tankıyla birlikte bir ısıtma elemanının kullanılmasıdır. Isıtma elemanı tampon depoya yerleştirilir ve fotovoltaik sisteminiz tarafından üretilen elektriği tampon depoda depolanan ısıya dönüştürür. Bu ısı daha sonra gerektiğinde, örneğin evi ısıtmak veya sıcak su hazırlamak için kullanılabilir. Bu yine ısı pompasıyla karşılaştırıldığında çok verimli değildir ancak yine de fotovoltaik sisteminiz tarafından üretilen enerjiyi kullanmanın ucuz bir yolunu sunar, özellikle de PV depolama tamamen şarj olduğunda ve güneş enerjisi hala üretildiğinde.
Daldırma ısıtıcı temel olarak büyük bir daldırma ısıtıcıya benzer. Çay veya bir fincan çorba için suyu ısıtmak üzere bir bardak suya batırdığınız bu küçük cihazlara kamp veya otel odalarından aşina olabilirsiniz. Fotovoltaik sisteminizle (PV sistemi) bağlantılı bir ısıtma elemanı tamamen aynı şekilde, yalnızca daha büyük ölçekte çalışır. Çatınızdaki PV sistemi güneş açtığı anda elektrik üretir. Bu elektriği evdeki her şey için kullanabilirsiniz; örneğin elektrikli aletleri çalıştırmak, elektrikli arabaları şarj etmek ve hatta ısınmak için.
Bir ısıtma elemanı, sıcak su üretmek için güneş enerjisini kullanmanın basit ve uygun maliyetli bir yolunu sunar. Isıtma elemanı, örneğin endüstriyel veya içme suyu için bir tampon tankı gibi bir su depolama tankına yerleştirilir ve PV sistemine bağlanır. Güneş parladığında ve yeterli elektrik üretildiğinde, ısıtma elemanı devreye girerek depolama tankındaki suyu ısıtır.
Tampon depolama ile kullanım sıcak suyu depolama arasındaki fark nedir?
Tampon tankı ve kullanım sıcak suyu deposu, ısıtma sistemlerinde kullanılan depolama sistemleridir. Ancak bunların farklı işlevleri vardır ve farklı şekillerde kullanılırlar.
Tampon depolama, bir ısıtma sistemi tarafından üretilen ısının depolanması ve ihtiyaç duyulduğunda sağlanması için kullanılan bir ısı depolama cihazıdır. Isıtma sistemi tarafından ısıtılan su ile doldurulur. Tampon depodaki sıcak su daha sonra binayı ısıtmak için kullanılabilir. Bir tampon depolama genellikle sürekli olarak ısı üretemeyen veya ısı üretimi, güneş enerjisi termal veya pelet ısıtma sistemleri gibi ısı gereksinimini tam olarak karşılamayan ısıtma sistemleriyle birlikte kullanılır.
Genellikle sıcak su deposu olarak da adlandırılan evsel su deposu, özellikle ev kullanımı için, yani duş almak, banyo yapmak, yemek pişirmek ve bulaşık yıkamak için sıcak su sağlamak için kullanılır. Sıcak su depolama tankındaki su da ısıtma sistemi tarafından ısıtılır ve ihtiyaç duyulduğunda kullanıma sunulur.
Temel olarak evsel su deposu, evdeki sıcak su temini ihtiyaçlarına göre özel olarak tasarlanmış özel bir tür tampon tankıdır. Her iki depolama türü de ısıtma sisteminin verimliliğini artırmaya ve enerji tüketimini optimize etmeye yardımcı olur.
Kışın güneş enerjisi verimini artırın
Her ne kadar kış günleri daha kısa olsa ve güneş gökyüzünde o kadar yüksek olmasa da bu dönemde güneş verimini artırmanın mutlaka yolları vardır. Öncelikle, güneş enerjisi sistemlerinin kış performansını artırmaya yönelik sıkça bahsedilen, ne yazık ki düşündüğünüz kadar işe yaramayan bir yöntemden bahsetmek istiyoruz.
PV depolama neden kış sorununa çözüm değil?
İlk bakışta mantıklı görünüyor: Eğer yazın fazla güneş enerjisini depolayabilseydik, kışın da kullanabilirdik, değil mi? Ne yazık ki mevcut güneş depolama sistemleri buna uygun değil.
Bunun bir nedeni, güneş enerjisi depolama sistemlerinin depolama kapasitesinin genellikle günlük ihtiyaçlara göre ayarlanmasıdır . Bu, bunların bir günlük fazla güneş enerjisini depolayabilecek ve daha sonra geceleri kullanılabilir hale getirebilecek şekilde boyutlandırıldığı anlamına gelir. Ancak kışı atlatmak için gerekli olduğu gibi birkaç ay boyunca enerji depolayacak şekilde tasarlanmamışlardır.
Diğer bir neden ise enerji depolamanın her zaman kayıplara yol açmasıdır. Enerji ne kadar uzun süre depolanırsa, bu kayıplar da o kadar büyük olur. Bu da yazın depolanan enerjinin bir kısmının kışın kaybolacağı anlamına geliyor.
Verimi artırmak için başka hangi stratejiler var?
Ancak kışın güneş verimini artırmak için kullanabileceğiniz başka stratejiler de var. İşte bunlardan ikisi:
- Özel modüller: Bazı güneş pili üreticileri, özellikle düşük aydınlatma koşullarına uygun özel modüller sunmaktadır. Bu modüller, genellikle kışın meydana gelen dağınık ışıkta bile iyi bir verimlilik elde edebilir.
- Daha büyük sistem boyutlandırma: Diğer bir seçenek de güneş sisteminizi büyütmektir. Bu, yaz aylarında ihtiyaç duyacağınızdan daha fazla güneş paneli kurmak anlamına gelir. Bu sayede modüllerin daha az elektrik ürettiği kış aylarında bile yeterli enerji üretebilirsiniz.
- Modüllerin kurulum açısı: Modüller daha dik bir açıyla kurulursa, kışın olduğu gibi güneş ufukta alçaktayken yüzde birkaç daha fazla güç üretilebilir. Aynı zamanda yaz aylarında verim elbette biraz daha düşüktür. Güneş enerjisi kurulumcunuz sizin için farkı hesaplayabilir ve olası optimizasyonları gösterebilir.
Bu stratejiler kışın güneş enerjisi veriminin artmasına yardımcı olabilir. Hangisinin sizin için en iyisi olduğu, mevcut çatı alanı ve bütçeniz gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Bir fotovoltaik uzmanı size kapsamlı tavsiyelerde bulunabilir.
Fotovoltaik ve güneş termal enerjisi: Isıtma için mantıklı bir kombinasyon mu?
Güneş termal enerjisi fotovoltaiklere çok ilginç bir katkı olabilir. Neden? Güneş termal enerjisi, güneş enerjisini doğrudan ısıya dönüştürür. Bu, ısıtma veya kullanım suyunu ısıtmak için kullanılabilir. Fotovoltaikler ise güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür.
Fotovoltaik ve güneş termal enerjisinin birleşimi, enerji ihtiyaçlarınızı kendi kaynaklarınızdan daha iyi karşılamanıza yardımcı olabilir. Örneğin fotovoltaik sistem yazın klima sistemlerini çalıştıracak elektriği sağlarken, güneş enerjisi termal sistemi de duş için sıcak su sağlıyor. Kışın, güneş enerjisi termal enerji ısıtmayı desteklemek için kullanılabilirken, fotovoltaik sistem aydınlatma ve elektrikli cihazlar için elektrik sağlıyor.
Fotovoltaik ve güneş termal enerjisinin kombinasyonu pratikte nasıl çalışır?
Pratikte, fotovoltaikleri ve güneş termal enerjisini birleştirmek, çatınıza iki tür güneş paneli kurmak anlamına gelir: güneş ışığını elektriğe dönüştüren fotovoltaik paneller ve güneş ışığını ısıya dönüştüren güneş termal panelleri. Güneş enerjisi termal modülleri genellikle ısıtılmış suyun depolandığı bir ısı depolama tankına bağlanır.
Örneğin sabah duş almak istediğinizde su, güneş enerjisi panelleri ile ısıtılan depolama tankından çekilmektedir. Fotovoltaik modüller aynı zamanda ekmek kızartma makineniz, su ısıtıcınız veya diğer elektrikli cihazlarınız için kullanabileceğiniz elektriği de üretir.
Önemli: Her iki modül türü için de çatınızda yeterli alana ihtiyacınız vardır. Kurulum ve bakım da saf fotovoltaik veya güneş enerjisi termal sistemine göre biraz daha karmaşıktır. Bu nedenle önceden bilgi sahibi olmak ve dikkatli bir maliyet-fayda analizi yapmak önemlidir.
Özet ve görünüm: Fotovoltaik ısıtmanın geleceği
Fotovoltaik ve ısıtma konusunu kapsamlı bir şekilde ele aldık. Gelecek için büyük potansiyele sahip, heyecan verici bir alandır. Hatırlanması gereken önemli noktalar şunlardır:
- Fotovoltaik sistem, elektrik tüketiminizi azaltmanıza ve enerji maliyetlerinizi azaltmanıza yardımcı olabilir.
- Güneş enerjisiyle ısıtma, enerji geçişine katkıda bulunan sürdürülebilir bir alternatiftir.
- Fotovoltaikleri ve ısıtmayı birleştirmenin farklı yolları vardır; en verimli olanı ısı pompasıdır.
- Maliyet etkinliğini sağlamak için kapsamlı bir maliyet-fayda analizi şarttır.
Yakın gelecekte fotovoltaik teknolojisinin daha verimli ve uygun maliyetli hale gelmesi bekleniyor. Ayrıca güneş enerjisi depolamaya yönelik yenilikçi çözümlerin daha da geliştirilmesini bekliyoruz. Fotovoltaik ısıtma sistemleri de daha verimli ve pratik hale getirilmek üzere daha da optimize edilmektedir. Ayrıca, hükümet finansman programlarının ve yasal düzenlemelerin, fotovoltaiklerle ısıtmayla ilgilenen herkes için mükemmel fırsatlar sunan yenilenebilir enerjileri desteklemeye yönelik olmaya devam edeceği de varsayılabilir