PV ve Toprak Kaynaklı Isı Pompasına Bağlı Seralar İçin Sistem Tasarımı
Nov 15, 2021
Türkiye'deki Yaşar Üniversitesi'ndeki bilim adamları, LED aydınlatma için elektrik kaynağı olarak PV'ye ve ısıtma ve soğutma için kullanılan bir ısı pompasına dayanan seralar için bir tasarım konsepti geliştirdiler.
“Sistemi ilk olarak 2017 yılında geliştirdik ve o sırada sistemin geri ödeme süresi 5,7 yıldı,” araştırmacı Levent Bilir pv dergisine anlattı.“Enerji fiyatları arttığı için bugün geri ödeme süresi 2017'den daha kısa mı emin değilim.”
Hibrit sistem, 150 m2'lik bir yüzeye sahip 5 x 30 m'lik bir seranın, her biri seranın' çatısının %50'sini kaplayan 200 W'lık bir çıkışa sahip 66 güney yönlü güneş panelinin kullanıldığı varsayılarak modellenmiştir. ve hem ısıtma hem de soğutma için kullanılabilen bir tür ısı pompası olan toprak kaynaklı ısı pompasının devreye alınması. Seçilen konum, referans sıcaklığın 25 santigrat derece ve güneş radyasyonunun 1.367 W/m2 olduğu Türkiye'nin batısındaki İzmir şehridir.
Bir yıldaki maksimum dizi verimlilik değerleri, çatı açısı 38,4 derece olmak üzere, %14,17 ile %16,14 arasında tahmin edilmiştir. Paneller, alüminyum çerçevelerden ve 13 mm hava tabakasına sahip çift camlı pencerelerden oluşan seranın iç kısmına daha homojen güneş ışınımının ulaşmasını sağlamak için modül sıraları arasında bir boşluk oluşturularak çatıya yerleştirildi. PV sistemi seranın ihtiyaç duyduğundan daha fazla güç ürettiğinde, fazlalık şebekeye enjekte edilir. Aynı şekilde çıkışı yeterli olmadığında da şebekeden elektrik alınır.
Araştırma ekibi, önerilen sera tasarımının genel performansını, sırasıyla 28, 36 ve 24 Santigrat derecelik farklı iç ortam sıcaklıkları gerektiren domates, salatalık ve marul yetiştiriciliğini dikkate alarak değerlendirdi. Sistemlerin soğutma yükleri son derece yüksek olduğundan Temmuz ve Ağustos aylarında ekime ara verilir. Sera, ısı pompası ile günde 24 saat ısıtılır veya soğutulur.
Bilim adamları, ısıtma ve soğutmadaki performans katsayısı (COP) değerlerini dikkate alarak ısıtma, soğutma ve aydınlatma yükünün yanı sıra aylık ve yıllık elektrik talebini hesapladılar. Ayrıca, her ürün için aylık ve yıllık kapsama oranı değerlerini ve PV sistemi ve ısı pompası maliyetlerini ve ayrıca sigorta ve işletme ve bakım maliyetlerini hesapladılar.
Analizleri, Mayıs, Haziran ve Eylül olan yaz işletim aylarında, PV sisteminin elektrik talebini %33,2 ila %67,2 kapsama oranı aralığı ile karşılayabildiğini gösterdi ve bunu soğutma yükünü karşılamak için gereken gücü açıklıyorlar. tüm mahsullerin ekimi için çok yüksektir.“Ancak kış işletim ayları için daha yüksek kapsama oranı değerleri ile karşılaşılmaktadır,” araştırma ekibi vurguladı.“Domates yetiştiriciliğinde karşılama oranı Aralık ayında minimum %67,4 ile Ekim ayında maksimum %522,3 arasında değişmektedir. Ekim.”
Toplanan verilerin ekonomik analizi, domates ekimi için geri ödeme süresinin 7,2 yıl olduğunu, salatalık ve marulun ise sırasıyla 7,4 ve 7,0 yıl olduğunu gösterdi.“Sistemin sera gazı geri ödeme süresi değeri, doğalgaz ve kömüre dayalı elektrik üretimi bazında sırasıyla 5,7 yıl ve 2,6 yıl olmuştur.”
İleriye dönük olarak Bilir, gelecekteki çalışmaların daha ayrıntılı analizler içermesi ve depolamayı ek bir seçenek olarak düşünmesi gerektiğini söyledi.“Belki farklı yenilenebilir enerji türleri dahil edilebilir,” diye sonuçlandırdı.
