Güneş enerjisi ile su ısıtma sistemlerinin verimlilikleri

Su ısıtma sistemlerinde bulunan kollektörlerin verimliliklerini bulabilmek için değişik kriterleri bilmemiz gerekir. Burada kollektörün verimlilik eğirisi, kollektörün verimlilik açısı, giriş sıcaklığı, çıkış sıcaklığı ve bölgede ki güneş ışınlarının gücü önemlidir.

 

Gerekli olan sıcak su miktarı;

 

Qsu = msu * cp * (Tsu - Tşebeke) [kJ]

 

Kollektörün verimi: Firmaların bize sunmuş oldukları seçeneklere göre değişiklik göstermesine karşın %49-55 arasındadır (Tek camlı, bakır borulu, seçici geçirgen yüzeyli). Kollektör sıcaklığı ve çevre sıcaklığı arasında ki fark arttıkça verim de düşmektedir (Örneğin: Hava sıcaklığı: 21 oC ve kollektör sıcaklığı: 30 oC olduğunda kollektör verimi %63 fakat hava sıcaklığı 30 oC ve kollektör sıcaklığ: 80 oC olduğunda kollektör verimi %49'e düşmektedir. 
Biz kollektör verimini %55, tesisat verimini de %70 olarak alalım.

Not: Hava sıcaklığı ile kollektör sıcaklığı arasında ki sıcaklık farkı artıkça kollektör verimi azalır.
Tesisat verimi ise sistemin karmaşıklığı artıkça artar, zorlanmış dolaşımlı sistemlerde verim düşüktür.

 

Basit bir örnek: Güneş enerji sistemimizde 170lt depo, 3 m2 kollektör alanı bulunmaktadır. Yaz aylarında bu kollektörler suyumuzu ne kadar ısıtır? (qİzmir-yazın = 25,4 MJ/m2*gün, kollektör verimi: 0,55, tesisat verimi: 0,70, çevre sıcaklığı 25 oC ve şebeke suyunun sıcaklığı 24 oC alınsın)

 

qüretilen = qİzmir-yazın * kollektör verimi * tesisat verimi 
qüretilen = 25,4 * 0,55 * 0,70 
qüretilen = 9,779 MJ/m2*gün 

(m2'de kollektörümüz gün boyunca 9779 kj enerji üretmiştir.)

 

msu * cp * (Tsu - Tşebeke) = qüretilen * kollektör alanı 

(Şimdi kollektörün gün boyunca üretmiş olduğu enerji ile suyumuzu ne kadar ısıtmıştır onu bulalım.)

170 * 4,18 * (Tsu - 24) = 9779 * 3 
Tsu = 65 oC olur. 

Gün boyunca çatımızda duran sistem suyumuzu 40 oC ısıttı, elektrik ile ısıtmış olsaydık 8,2 kWh elektrik harcamış olacaktık ve 21 kuruştan 1,8 TL masrafımız olacaktır. 
Yaz aylarında günlük 1,8 TL cebimizde kalmakla birlikte ve çevre dostu bir sisteme sahip olabiliriz.
Genelde bu tip sistemleri kendilerini 4-7 yıl içerisinde amorti ederler.