Geçtiğimiz yılın Mart ayında, ünlü iklimlendirme teknolojileri geliştiren Viessmann, ABD merkezli klima üreticisi Carrier Global tarafından satın alındı. Şimdi, bu iki firma, Almanya’nın küçük bir kasabasında, yıl boyunca güneşten elde edilen ısı ile ısınma çözümleri sunmayı hedefliyor. Proje kapsamında toplamda 180 bina, güneş enerjisi ile ısıtılacak. Sistem, gaz ile ısıtmaya benzer bir maliyet oluşturacak ancak binaların bakım maliyeti sıfıra indirgenecek. Ayrıca, 40 yaş üzerindeki birçok binanın yalıtım renovasyonu gerektirmesi nedeniyle, bu sistem oldukça maliyet etkin bir çözüm sunuyor.
Isı Depolama Çukurunda Sıcak Su
Güneşin sağladığı ısıyı doğru bir şekilde toplamak ve depolamak, yıl boyunca sıcak su ve kalorifer ihtiyacını karşılamak açısından büyük önem taşımaktadır. Bu bağlamda, Danimarka’da daha önce mükemmelleştirilmiş olan çukur (Pit Storage) yöntemi kullanılacak. Bu sistemde, sıcak su mevsimler arası bir çukurda depolanır.
Sistemin şeması bu şekilde
Projede kullanılacak çukurun derinliği 14 metreye ulaşırken, hacmi ise 27.000 metreküp olarak tasarlanmıştır. Yaz döneminde depolanan sıcak su, kışa aktarılacak. Bu işlem, öncelikle hafriyat çalışması ile açılan çukurdan çıkarılan toprak, yan taraflara yığılır. Ardından, çukurun zemin ve eğimli yan duvarları, su geçirmez ve dayanıklı bir geomembran ile kaplanır. Üst kısım, 10 farklı katmandan oluşan su geçirmez ve dayanıklı bir yüzer yalıtım ile kaplanarak sıcak su deposu oluşturulur. Alt ve yan taraflara ısı yalıtımı yapılmaması, toprağın doğal bir yalıtkan olarak görev görmesindendir. İlk yılda, sıcak su sayesinde toprak ısıtılır ve ısı kayıpları minimize edilir. Zamanla, kayıplar daha da düşmektedir.
Isı Pompası Teknolojisi
Fosil yakıtlardan uzaklaşmayı hedefleyen Alman Bracht kasabası, güneşten gelen ısıyı düz plakalı kolektörler ile toplayacak. Isı yakalama alanı, toplamda 11.638 m² büyüklüğünde 5.060 adet Vitosol 100-F XF13 model panel kullanılarak inşa edilecek. Bu paneller, suyu 90°C’ye kadar ısıtarak sezonluk depolama çukuruna aktarmaktadır.
Danimarka’da Dronninglund 60.000 m³’lük yüzer kaplamalı sezonluk ısı enerjisi depolama çukuru
Kar altında kalan sistem, yazın güneşten elde edilen ısıyı kullanarak çalışmaktadır. Sistemi diğerlerinden ayıran en önemli özellik, her biri 624 kW ısı enerjisi üretebilen iki adet ısı pompasının bulunmasıdır. Şebekeye 45 °C’nin altında sıcak su vermek mümkün olmadığından, ısı pompaları kritik sıcaklık seviyesinin altına düştüğünde devreye girmektedir. Bu pompalar, çukurdaki suyu ısı kaynağı olarak kullanarak sıcaklığı 30 °C’ye kadar yükseltmektedir. Böylece çukur, %35 daha küçük tasarlanabilmektedir.
Yüzer yalıtım malzemesinin örnek kesiti
Aşırı Hava Koşullarında Ek Çözümler
Kapalı devre sistemlerde aşırı hava koşullarına karşı anlık ciddi ısı ihtiyacı doğabilmektedir. Örneğin, kışın 5-10 gün boyunca sıcaklıkların -15 °C’ye düşmesi durumunda, ek bir sistem olarak 700 kW ısı üretimi sağlayan bir biyokütle yakım sistemi devreye girecektir. Merkezî ısıtma sistemi, yıl boyunca kullandığı enerjinin %70’ini güneşten, %20’sini biyokütleden ve %10’unu ısı pompalarından sağlamayı hedeflemektedir.
Kasabaya gelen merkezi ısıtma şebeke boruları
Maliyet ve Yatırım Detayları
Merkezi ısıtma sisteminin toplam maliyeti yaklaşık 16,5 milyon Euro olarak öngörülmektedir. Bunun 10,5 milyon Euro’su enerji üretim ve dağıtımına giderken, geriye kalan kısım 1.7 GWh ısıyı depolayan Çukur Termal Enerji Depolama Sistemi (PTES) için kullanılacaktır.
Fransa’da bir güneş merkezi ısıtma sistemi panel tarlası