Yapıya Entegre Fotovoltaik Sistem İle Elektrik Üretilerek İklimlendirilen Sera Tasarımları

Bu çalışmada, yapıya entegre fotovoltaik sistem (YEFS) ile kendi enerjisini üreterekiklimlendirilen sera yapılarının tasarım özellikleri incelenmiştir. Antalya yöresinde tasarımlanacak olan ve YEFS ile iklimlendirilecek olan bir cam sera için ısıtma ve soğutma yükleri değerlendirilmiştir. Bu amaçla, cam seranın ısıtılma ve soğutulması amacıyla Tr=18 °C ve Tr=28 °C referans sıcaklıklar için Isıtma/Soğutma-Derece-Saat/Gün(HDH, HDD ve CDH, CDD) değerleri belirlenmiştir. Serada HDH değeri; en yüksekOcak ayında 6136,3 °C-saat, en düşük Eylül ayında 1,1 °C-saat ve yıllık toplam 25053,5°C-saat olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, HDD değeri en yüksek Ocak ayında255,7 °C-gün, en düşük Haziran ayında 1,1 °C-gün ve yıllık toplam 1043,9 °C-gün olarakhesaplanmıştır. Serada soğutma uygulanacak olan yaz ayları için CDH değeri, en yüksek Temmuz ayında 1985,5 °C-saat, en düşük Ekim ayında 71,7 °C-saat ve yıllık toplam5148,7 °C-saat olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, CDD değeri en yüksek Temmuzayında 82,7 °C-gün, en düşük Ekim ayında 3 °C-gün ve yıllık toplam 214,5 °C-gün olarakhesaplanmıştır. Ortalama ısıtma yükü en yüksek Ocak ayında 356,2 kW, en düşük Mayısayında 24 kW ve yıllık ortalama 147,46 kW olarak belirlenmiştir. Ortalama soğutma yüküen yüksek Temmuz ayında 251 kW, en düşük Ekim ayında 27,2 kW ve yıllık ortalama138,52 kW olarak hesaplanmıştır. YEFS, seralar için özgün bir tasarımla, etkin alankullanımı sağlayacak, altında gıda üzerinde ise enerji üreterek, ülke ekonomisi için birkatma değer sağlayacaktır. Çok geniş yüzey alanına sahip olan tarımsal yapıların çatılarının enerji üretimi amacıyla kullanılması, dağınık güç üretim sistemlerinin kullanılmasını yaygınlaştıracaktır.

Greenhouse Constructions Climatized with Electricity Generated by Photovoltaic System Integrated into the Structure

In this study, the design features of the greenhouse structures which are conditioned by producing the own energy by the integrated photovoltaic system (YEFS) have been examined. Heating and cooling loads were evaluated for a glass greenhouse to be designed in the Antalya region and to be air-conditioned with YEFS. For this purpose, Heating / Cooling-Degree-Hour / Day (HDH, HDD and CDH, CDD) values have been determined for glass greenhouse. HDH value in greenhouse; the highest in January was 6136,3 °C-hour, the lowest in September was 1,1 °C-hour and the annual total was 25053,5 °C-hour. However, the maximum HDD value was 255,7 °C-day in January, 1,1 °C-day in June and 1043,9 °C-day in total annually. The CDH value for the summer months of cooling in the greenhouse was determined as 1985.5 °C-hour in July, 71,7 °C-hour in the lowest in October and 5148.7 °C-hour in the year. However, the highest CDD value was 82,7 °C-day in July, 3 °C-day in October and 214,5 °C-day in total. The average heating load was 356,2 kW in January, 24 kW in May and 147,46 kW in average annually. The average cooling load was calculated as 251 kW in July, 27,2 kW in October and 138,52 kW in average annually. YEFS will provide efficient use of space with a unique design for greenhouses, and will provide an added value for the country's economy by producing energy on food. The use of the roofs of agricultural structures with a very large surface area for the purpose of energy production will promote the use of dispersed power generation systems.

PDF

___

[1] Öztürk, H.H., "Sera İklimlendirme İçin Organik Rankine Çevrimli Trijenerasyon Sistemi", 10. Uluslararası Temiz Enerji Sempozyumu, 24-26 Ekim 2016, İstanbul.
[2] Öztürk, H.H., "Sera İklimlendirme Tekniği", HASAD Yayıncılık, Istanbul, ISBN: 978-975- 8377-64-0, 2008.
[3] Yildirim Özcan, N., Bi̇li̇r, "Evaluation of a Hybrid System for a Nearly Zero Energy Greenhouse", Energy Conversion and Management 148: 1278-1290, 2017.
[4] Hassanien, R., Hassanien, E., Li, M., Tang, Y., "The Evacuated Tube Solar Collector Assisted Heat Pump for Heating Greenhouses", Energy & Buildings 169: 305–318, 2018.
[5] Boughanmi, H., Lazaar, M., Guizani, A., "A Performance of a Heat Pump System Connected a New Conic Helicoidal Geothermal Heat Exchanger for a Greenhouse Heating in the North of Tunisia", Solar Energy 171: 343–353, 2018.
[6] Trypanagnostopoulos G., Kavga, A. Souliotis, M, Tripanagnostopoulos, Y., "Greenhouse Performance Results for Roof Installed Photovoltaics", Renewable Energy 111, 2017
[7] Awani, S., Chargui, R., Kooli, S., Farhat, A., Guizani, A., "Performance of the Coupling of the Flat Plate Collector and a Heat Pump System Associated With a Vertical Heat Exchanger for Heating of the Two Types of Greenhouses System", Energy Conversion and Management 103: 266–275, 2015.
[8] Yang, S.H., Rhee, J.Y., "Utilization and Performance Evaluation of a Surplus Air Heat Pump System for Greenhouse Cooling and Heating", Applied Energy 105: 244–251, 2013.
[9] Li, H., Nagano, K., Lai, Y., Shibata, K., Fujii, H., "Evaluating the Performance of a Large Borehole Ground Source Heat Pump for Greenhouses in Northern Japan", Energy 63: 387–399, 2013.
[10] Özgener, Ö., Hepbaşli, H., "Experimental Performance Analysis of a Solar Assisted GroundSource Heat Pump Greenhouse Heating System", Energy and Buildings 37: 101–110, 2005.
[11] Bayram, M., Yeşi̇lata, B., "Isıtma Ve Soğutma Derece Gün Sayılarının Entegrasyonu", IX. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, 425– 431, 5-9 Mayıs 2009.
[12] Pusat, Ş., Akkoyunu, M.T., "Seçilen Şehirler İçin Isıtma Derece-Saat Hesabı", Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(2): 314–321, 2018.
[13] Büyükalaca, O., Bulut, H., Yilmaz, T., "Türkiye'nin Bazı Illeri Için Derece-Gün Değerleri", 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi Bildiriler Kitabı,107–112, Sakarya, 2000.
[14] Büyükalaca, O., Bulut, H., Yilmaz, T., "Analysis of Variable-Base Heating and Cooling Degree-Days for Turkey", Applied Energy 69(4): 269–283, 2001.

ISSN: 1300-3399
Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
Başlangıç: 1993
Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI

Arşiv

Sayıdaki Diğer Makaleler

Geliştirilen İzleme, Kontrol, Raporlama ve Analiz Yazılımı İle Kazan Dairelerinde Uygulamalı Enerji Yönetimi ve Maliyet Analiz Sistemleri

H. Cem ÇAPIN, Rüştü Kasım BOZACI, Arif SÖYLEM

Akış Analizleri (CFD) ve Mühendislik Süreçlerine Katkıları

Sinan SOĞANCI, Mehmet Oğuz TUTKUN

Kapalı Türbülanslı Çevrintili Akışların Modellemesi ve Sayısal Araştırılması

Tahir KARASU

Bir Kontrol Valfinin Dinamik Modellemesi ve Simulasyonu

Erol UYAR, Lütfi MUTLU, Mücahid CANDAN

Yerel Havalandırma Sistemleri İçin Isıl Etkenliği Yüksek Çapraz Akışlı Levhalı Isı Değiştirici Tasarımı

Murat ÜNVERDİ, Hasan KÜÇÜK

Yapıya Entegre Fotovoltaik Sistem İle Elektrik Üretilerek İklimlendirilen Sera Tasarımları

Hasan Hüseyin ÖZTÜRK, Nurdan YILDIRIM, Bekir CANSEVDİ, Hasan Kaan KÜÇÜKERDEM