Solar soğutma, soğutma işlemi için gerekli enerjinin doğrudan veya dolaylı olarak güneş enerjisiyle sağlandığı sistem modelidir. Halihazırda enerji girdisi büyük ölçüde fosil kaynakların yakılmasıyla sağlanan soğutma sistemleri, solar enerjiyle geçişle birlikte karbon ayak izinin azalmasına yardımcı olabilmektedir. Günümüzde ticari ve endüstriyel ölçekli birçok farklı soğutma sisteminde güneş enerjisinin kullanıldığı görmekteyiz. Gıda ürünlerinin soğuk muhafazasında, binaların iklimlendirme sistemlerinde, derin dondurucularda, buz yapımında vs solar soğutma sistemleri kullanılmaktadır.
Soğutma prosesi, ısı enerjisini düşük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa aktarmak için kullanılan kullanılmaktadır. Belirli bir alanın sıcaklığını çevreden daha düşük bir sıcaklıkta tutmak için yapılır. Soğutma cihazları soğutma etkisini elde etmek için daha düşük bir sıcaklıkta tutulan soğutulmuş mahalden ısıyı çeker ve onu görece daha yüksek sıcaklıktaki çevreye verir. Geleneksel
Soğutma sistemleri, gıda ürünlerinin saklanması ve ilaçların korunması için uygun koşulları sağlamak amacıyla kullanılır. Ayrıca sıcak ve nemli ortamlarda iklimlendirme işlemi ile konfor sağlamak amacıyla da kullanılmaktadır. Güneş enerjili soğutma sistemleri, fotovoltaik hücre kullanılarak doğrudan güneş radyasyonundan üretilen elektrik veya güneşten gelen ve güneş kollektörleri tarafından toplanan ısı kullanılarak çalıştırılır. Konvansiyonel enerji kaynaklarının azalması ve çevre kirliliğinin artması ile bu tip soğutma sistemlerine olan taleplerin arttığını söyleyebiliriz.
Günümüzde solar soğutma işlemi için farklı sistemler kullanılmaktadır. Bunları şöyle özetleyebiliriz:
– PV destekli soğutma sistemleri
Bu sistemlerde fotovoltaik paneller kullanılır ve güneş ışınları yarı iletken malzemeler kullanılarak doğru akım elektriğine dönüştürülür. Güneş panelleri, buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin kompresörüne bağlı DC motorunu çalıştırmak için gerekli olan elektriği üretir. Bu sayede sistem kompresörü, soğutucu akışkanının yalıtımlı ortamdan ısı çeken buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi boyunca dolaşmasını sağlar.
– Solar mekanik soğutma
Bu sistemlerde, soğutma çevriminde kompresörü çalıştırmak için gereken kompresör gücü solar Rankine çevrimi tarafından sağlanır. Güneş ışığı, Rankine çevrimini çalıştıran ve türbinde iş üreten güneş paneline çarpar. Burada üretilen enerji daha sonra buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin kompresörünü çalıştırmak için kullanılır.
– Absorpsiyonlu soğutma sistemleri
Bu sistemler geleneksel buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinden farklıdır. Sistemin temel bileşenleri; soğurucu, jeneratör, güneş paneli, kondenser, genleşme valfi, evaporatör, DC batarya ve fandır. Buhar sıkıştırma sistemindeki kompresörün yerini bir jeneratör, absorber ve pompa alır. Evaporatördeki soğutucu akışkan (NH3), soğutulan alandan ısıyı emer ve buharlaşır. Daha sonra su ile çözüldüğü ve jeneratöre pompalandığı absorbere aktarılır. Güneş panelinden elde edilen elektrik enerjisi jeneratörde ısıtma için kullanılır ve soğutucu akışkan kondensere girer. Soğutucu akışkan kondenserde sıvı hale dönüştürülür ve sıvı haldeki soğutucu akışkanın basıncı bir genleşme cihazı yardımıyla evaporatör basıncına düşürülür. Absorpsiyon sisteminin en önemli avantajı, girdi olarak daha az mekanik iş gereksinimi sayesinde buhar yerine sıvının sıkıştırılmasıdır.
Güneş enerjili soğutma sistemleri, elektrik maliyetlerini çok daha düşük seviyelere düşürdüğü ve sera gazı emisyonlarını azalttığı için önemli avantajlar sunmaktadır. Fakat güneş enerjisinden sadece gündüz vakitlerinde yararlanıldığı için sistem için ihtiyaç duyulan enerji özellikle gece saatlerinde kesintiye uğrayabilmektedir. Bu durumlarda gündüz vakitlerinde üretilen enerjinin depolanması ile farklı çözümler üretilebilir. Fakat güneş enerjisinin depolanması sistemin kurulum ve işletim maliyetlerini artıracağından fizibilite çalışmasının oldukça kapsamlı bir şekilde yapılması gerekmektedir. Bu bağlamda, kullanılacak sistem ve fotovoltaik panel türü, bölgenin iklim koşulları, enerji talebi vb gibi parametrelerin doğru belirlenmesi son derece önemlidir.
Dilek AŞAN – Taksim Danışmanlık / dilek@taksimdanismanlik.com – www.dilekasan.com