Solar Termal Sistemlerin Montajı ve Borulama
Güneş enerjisi sistemlerinde, elektrik üretimi için kullanılan fotovoltaik sistemler ile sıcak su üretimi için kullanılan güneş termal sistemleri arasında ayrım yapılır.
Sıcak su üretimi için kullanılan güneş enerjisi sistemleri genellikle konutlarda sıcak su temini, yüzme havuzu ısıtması, ısıtma sistemine destek ve proses ısısı üretimi amacıyla kullanılır. Bu nedenle geleneksel sıcak su hazırlama yöntemlerine anlamlı bir alternatif sunarlar. Günümüzde çoğunlukla çift devreli sistemler tercih edilmektedir.
Birinci devrede bir ısı taşıyıcı akışkan (su ve donmaya karşı koruyucu karışım) kolektör üzerinden pompalanır ve elde edilen ısı, boyler içindeki bir ısı eşanjörü aracılığıyla içme suyuna aktarılır. İkinci devrede ısınmış içme suyu tüketim noktalarına iletilir.
Tek devreli sistemlerde ise su doğrudan kolektörden geçirilerek ısıtılır. Bu sistem genellikle donma tehlikesi olmayan bölgelerde yüzme havuzu suyunun ısıtılmasında kullanılır. Don riski bulunan ülkelerde tek devreli sistemler, uygun bir kontrol sistemiyle kapatılabilir ve boşaltılabilir olmalıdır.
Sistemin doğru boyutlandırılması, sorunsuz ve verimli bir işletme için temel şarttır. Tek veya çift aileli konutlarda küçük ölçekli sistemler için kişi başına günlük yaklaşık 50 litre sıcak su tüketimi esas alınabilir. Suyun hedef sıcaklığı 50 °C olarak kabul edildiğinde ve güneşlenmenin düşük olduğu günler için gerekli rezervler de göz önünde bulundurulduğunda, kolektör yüzey alanının kişi başına yaklaşık 2 m² olması önerilir.
Borulama İçin Kullanılan Malzemeler
Solar devresindeki borular için uygun malzemeler şunları sağlamalıdır:
- yeterli sıcaklık dayanımı,
- glikol dayanımı,
- yüksek basınç dayanımı,
- dış mekan kullanımı için gerekli hava şartlarına ve korozyona karşı direnç (galvanizli borular kullanılmamalıdır).
Durma Halinde Buhar Oluşumu
Solar sistem durma konumunda kaldığında – örneğin depo tamamen dolmuş olup tüketim olmadığı ya da kolektör devresi pompası çalışmadığı zaman – kolektörlerde güneş ışınımı devam ederse buhar oluşabilir. Buhar hacmi genellikle kolektör hacmine ve bağlantı borularının kısa bir bölümüne karşılık gelir.
Standart düz kolektörlerde durma sıcaklıkları 250 °C’ye kadar, vakum tüplü kolektörlerde ise 350 °C’ye kadar çıkabilir. Böyle bir durma periyodundan sonra sistem tekrar devreye alındığında, solar devrede çok kısa bir süre içinde oldukça yüksek sıcaklıklar meydana gelebilir. Fraunhofer Güneş Enerji Sistemleri Enstitüsü’nün (ISE) ölçümlerine göre, boş bir düz kolektörde – yani montaj aşamasında güneş ışınımı altındayken – kolektörde yaklaşık 210 °C durma sıcaklığı oluştuğunda bağlantılarda yaklaşık 160 °C sıcaklık ölçülmüştür. Bu durum, hava koşullarına ve inşaat sürecine bağlı olarak birkaç ay sürebilir. EPDM contalar bu aşamada, sistem daha devreye alınmadan önce dahi hasar görebilir.
Bakır Fitting Kullanımı
Bakır borular için SANHA® bakır pres fittingleri (Seri 12000/13000) kullanılması tavsiye edilir. Alternatif olarak, SANHA® NiroSan® paslanmaz çelik pres sistemi (Seri 18000) veya NiroTherm® Industry (Seri 98000) tercih edilebilir.
Her iki pres sistemi de FKM conta halkaları sayesinde daha yüksek sıcaklık dayanımı sunar ve su-glikol karışımlarının tüm oranları için uygundur. Ancak yukarıda belirtilen zirve sıcaklıklarda FKM contalar da sınırına ulaşır. Bu nedenle boru tesisatı kolektöre doğrudan bağlanmamalı, minimum 3 metre mesafe bırakılmalıdır.
Vakum tüplü kolektörlerde, kolektör ile solar devre arasındaki bağlantılar ve solar devre içerisindeki diğer bağlantılar sert lehimleme yöntemiyle yapılmalıdır. Çünkü durma süresinden sonra sistem yeniden çalıştırıldığında geçiş noktalarında ve boru ile fitting arasındaki bağlantılarda 280 °C’ye kadar sıcaklık oluşabilir.