Termal Güneş Enerjisi Sistemlerinde “Optimum Katkı” Kavramı
Bartu Bugatur
Sunstrip Genel Müdürü
Sevgili Temiz ve Yenilenebilir Enerji Dostları,
Öncelikle bu ve bundan sonraki yazılarımızda, “termal güneş enerjisi” sınıflandırmasını kullandığımızda bunun gerçek anlamda süreç ve sonuçlarının termik yani ısıl enerji ihtiva eden teknolojiler olacağını vurgulamak isteriz. Maalesef sektörümüzdeki birçok yayında, bloglarda, web sitelerinde bu kavramın konsantre güneş enerjisi teknolojilerinin termik çıktılarının elektrik enerjisine dönüştürülmesi süreçlerini ifade etmekte kullanıldığını gözlemliyoruz. Yanlış olmamakla birlikte eksik ve yanılgıya yol açacak bir terim olacağını vurgulayarak, bu vesile ile termal güneş enerjisi sistem tasarımlarında sıklıkla göz ardı edilen ve sistemin ekonomik boyutu ile direkt olarak ilişkili bir kavram olan “Optimum Katkı” kavramından söz etmek isteriz.
Termal güneş enerjisi sistemleri, özellikle kesintiye uğrama riski minimize edilmesi gereken endüstriyel proseslere katkı sağlayacak biçimde tasarlanmakta ise genellikle ikinci bir enerji kaynağı ile akuple ve dengeleyici biçimde çalışmak üzere kurgulanırlar. Bu stratejik yaklaşım yerleşkeniz ekvator kuşağında olsa bile geçerlidir, çünkü güneş tüm verimliliğine rağmen kontrol edemediğiniz ve maalesef ancak geçmişteki istatistiki ışınım şiddeti verilerinin geleceğe projeksiyonu ile ölçeklendirilebilen bir kaynaktır. Dolayısı ile pragmatik yaklaşım sisteminizi güneşten olabildiğince yüksek katkı oranı ile yararlanır biçimde tasarlayıp ölçeklendirirken, daha yüksek oranda kontrol edilebilen bir kaynak ile de desteklemek ve bir sinerjiye ulaşmak olmalıdır.
Sistem tasarımında bulunulan bölgenin ışınım şiddeti, kullanım alışkanlıkları, tüketim miktarları, dönemsellik, hijyen koşulları gibi birincil parametrelerin yanında sistemin ekonomisi açısından gözardı edilmemesi gereken çok önemli bir parametre daha vardır; seçilen veya mevcut ikincil enerji kaynağı. Profesyonelce tasarlanan güneş enerjisi sistemleri termodinamik enerji üretimlerinin yanında toplam sahip olma maliyetlerinin de ortaya konulduğu sistemler olarak tasarlanmalı, yani katkının yanında, mevcut ikincil enerji kaynağına kıyasla nasıl bir ekonomi yaratacakları da belirlenmelidir. Ülkemizde çok az sayıda firma, sistemin yıllık güneş enerjisi katkısının yanında, yatırım geri dönüş süreleri, dahili proje getirisi gibi finansal parametreleri de bir proje çıktısı olarak ortaya koyabilecek bilgi ve tasarım yaklaşımına sahiptirler.
Güneş enerjisi sistemleri, sistemin ikincil enerji kaynağı tüketen bileşenlerinin de hesaba katılarak katkı eğrisinin maksimum olduğu noktaya kadar ölçeklendirilmelidirler. Bu noktaya “Optimum Katkı” noktası adı verilir. Bu noktadan sonra eklenen her kollektörün bir önceki kollektöre göre marjinal katkısı daha düşük olacak ve ikincil enerji kaynağı yakan sistemler ile eşitlenme eğilimine gireceklerdir. Amaç sistemin güneş enerjisi katkısını, ekonomik olmaya devam edeceği noktaya kadar ölçeklendirmek ve bu noktadan sonra ikincil enerji kaynağı ile dengeleyecek otomasyon düzeneğini kurmak ve maksimum IRR (Dahili Proje Getirisi) seviyesini yakalamaktır. Yani “paramız var, tüm çatıyı kollektörler ile kaplayalım” yaklaşımı doğru değildir. Çünkü ikincil enerji kaynağına kıyasla gerekenin üzerindeki sisteme eklenen kaynağın dahili IRR oranı düşük olacaktır.
Yurdumuzda bilinçli kurumsal kullanıcılar, özellikle merkezi proses sıcak su temini projelerinin güneş enerjisi ile sağlanmasında artık karar veririci ekiplerine mühendislerinin yanında finans ekiplerini de katmakta ve nihai kararlarını buna göre vermektedirler. Kurumsal güneş enerjisi firmalarının da sistem tasarımlarını bu perspektiften geliştirebilecek bilgi birikimine oluşturmaları gerekmektedir.
