Enerji, kuşkusuz uygarlığın ilerlemesindeki en temel itici güçlerden birisidir ve uygarlığın ilerletilmesine paralel olarak enerjiye olan ihtiyaç da sürekli olarak artmakta. Ancak dünya enerji üretim (dönüşüm) teknolojileri büyük çapta fosil kökenli enerji kaynaklarına bağımlıdır. Bu kaynakların başta rezervlerinin sınırlı oluşu, özellikle sera gazı emisyonları olmak üzere kullanıldıklarında çevreye pek çok kirletici etkisi bulunması gibi olumsuzlukları vardır. Bu olumsuzluklardan dolayı enerji talebinin karşılanmasında ülkeler, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmişlerdir. Yenilenebilir enerji kaynakları, güneş, rüzgar, dalga, jeotermal, hidrojen, biyokütle enerjisi vb. gibi kendini sürekli olarak yenileyebilen, sürdürülebilir kaynaklardan oluşur. Bu kaynak içerisinde şüphesiz en büyük yeri, büyük potansiyeliyle güneş enerjisi alır. Güneş enerjisi dönüşüm teknolojileri; ısıl ve fotovoltaik (pv) sistemleri olarak sınıflandırılabilir. Ayrıca ısıl sistemleri, düşük sıcaklık , orta sıcaklık ve yüksek sıcaklık sistemleri olarak sınıflandırılabilirler. Buna bağlı olarak ısıl sistemleri, proses ısı enerjisi üreten, elektrik enerjisi üreten sistemler ve hibrit sistemler olarak sınıflandırmakta mümkündür. Güneş kuleleriyle ısı-elektrik üretimini yüksek sıcaklık sistemlerine, güneş tarlalarıyla (silindirik parabolik kolektörlü) ısı-elektrik üretimini orta sıcaklık uygulama sistemlerine ve güneş bacalarını düşük sıcaklık uygulama sistemlerine örnek olarak verilebilir.
Güneş Bacası Tanımı
Güneş bacalarının çalışması hidroelektrik santrallere benzetilir. İkisi de elektrik üretimini türbinler sayesinde gerçekleştirir. Hidroelektrik santrallerinde türbinleri su yardımıyla döndürülürken; güneş bacalarında türbinler hava akışı sayesinde döner. İkisinde de elektrik üretim maliyetleri, bakım onarım maliyetleri, işletim maliyetleri düşüktür.
Güneş bacasının çalışması basitçe şekil’dedir, geniş bir alana kurulmuş kollektörde havanın ısınması sağlanır. Kollektör merkezinde ve dikey bir şekilde yüksek bir baca bulunur. Kollektörde ısınan havanın özgül ağırlığı bacanın tepesinde bulunan havadan hafif olduğu için hava bacalardan dışarıya doğru hareket eder. Bu havanın etkisiyle baca tabanında bulunan türbinler yardımıyla mekanik enerji elektrik enerjisine çevrilir. Kollektör tabanına yerleştirilen su kanalları sıcaklığı emerek geceleri de bu hareketin devamlılığı sağlanır.
Güneş bacası üç parçadan oluşur. Bunlar:
- Kollektör
- Türbin
- Baca
1.Kollektör
Sera etkisi oluşturarak sıcak havanın üretildiği bölümdür. Cam veya plastik filmle kaplı olabilir. Yüksekliği 2 veye 6 metre civarında değişir. Kollektörün yüksekliği baca tabanına doğru ilerledikçe artar. Bu şekilde hareket eden havanın sürtünme kuvveti en aza indirgenmiş olur. Aynı zamanda kollektör zeminine serilen siyah çakıl taşları sayesinde daha çok ısı emilmesi sağlanır. Ayrıca zemine su kanalları döşenmiştir. Bu sayede suyun daha geç ısınıp soğuma özelliği kullanılarak sistemin gecede verimli bir şekilde çalışması sağlanır. Kollektörün kurulacağı alan için herhangi bir limit yoktur. Bu alan ne kadar büyük olursa elde edilen enerjide o kadar fazla olur.
2.Türbin
Baca tabanına yerleştirilen türbinler sayesinde kollektörden bacaya doğru hareket eden havanın enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür. Türbinlere bağlı jeneratörler sayesinde de bu mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.
3.Baca
Kollektör içinde ısınan havanı dışarı çıktığı bir boru şeklinde gökyüzüne uzanan parçadır. Dışarı çıkan havanın hızı kollektördeki hava sıcaklığı ile baca tepesindeki hava sıcaklığının farkına bağlıdır. Bu yüzden baca ne kadar yüksek olursa hareket eden havanın hızı o kadar artar. Fakat pratikte baca yüksekliğinin sınırı vardır. Bu hızı düşürmemek için bacada ki sürtünme kuvvetinin olabildiğince az olması gerekir.
Avantajları
Güneş bacalarının avantajları ise: Tesis hiç bir yakıta ve soğutma suya ihtiyaç duymaz, bu yüzden özellikle çöl olan bölgelerde yada bol güneş gören ıssız bölgelerde rahatlıkla kurulur. Tesisi kurmak için ileri teknolojiye gerek yoktur. Kullanılan malzemeler her yerde rahatlıkla bulunabilecek malzemelerdir. Kurulumu çok masraflı olsa da daha uzun ömürlü ve sonraki işletme masrafları çok düşüktür. Ayrıca yirmi dört saat enerji üretebilme kapasitesine sahiptir. Kesinlikle çevreye hiçbir zararı yoktur. Her ne kadar kurulacak alanın çok büyük olması gerekse de bu alanın büyük bir bölümü tarımda kullanılabilir. Aynı zamanda tekstilde de kurutma işlemlerini gerçekleştirmek için kullanılabilir.
Kaynaklar
Üçgül D, Selbaş R, Şenol R, Kızılkan Ö. Güneş Güç Sistemlerinin Heliostat Alan Düzenlenmesi ve Termodinamik Analizleri., Ulıbtk 03, 14. Ulusal Isı Bilimi ve Tek. Kongresi, Bildiri Kitabı, Isparta s.373-380, 3-5 Eylül 2003.
TÜRKMEN E, KURBAN M, BAÇARAN FILIK Ü, GÜNEŞ BACALARI VE TÜRKİYE’DE KULLANILABİLİRLİĞİ
