Evsel Sıcak Su Sistemlerinde Güneş Enerjisi Kullanımı: Dinamik Talebe Uygun Optimizasyon Çalışması


Gök O., Cergibozan Ç., Alptekin E., Ezan M. A., Erek A.

Tesisat Mühendisliği, sa.208, ss.49-58, 2025 (Hakemli Dergi)

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Basım Tarihi: 2025
  • Dergi Adı: Tesisat Mühendisliği
  • Sayfa Sayıları: ss.49-58
  • Dokuz Eylül Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Enerji kaynaklarının verimli kullanımı konusu gün geçtikçe önem kazanırken, evsel sıcak su gibi temel ihtiyaçların sürdürülebilir yollarla sağlanması da kritik bir konu haline gelmiştir. Güneş enerjisiyle sıcak su üretimi, enerji verimliliğini artırmak ve maliyetleri düşürmek için ideal bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışmada, İzmir ilinde bulunan 60 kişinin yaşadığı bir apartman için yıl boyunca 45°C sıcaklıktaki dinamik evsel su ihtiyacını karşılayacak bir güneş enerjisi destekli sıcak su ısıtma sistemi tasarımı için simülasyon çalışmaları yürütülmüştür. Çalışma kapsamında önerilen bütünleşik sistemin evsel sıcak su temini için gereken termal enerji ihtiyacını minimum geri ödeme süresi ve maksimum sistem termal verimiyle karşılayacak şekilde optimize edilmesi amaçlanmaktadır.Sistem simülasyonları TRNSYS v18 programında, optimizasyon ise genetik algoritma yöntemiyle MATLAB 2024b programında gerçekleştirilmiştir. Her iki program etkileşimli çalışarak, TRNSYS v18 programında oluşturulan sistem simülasyonunun tasarım parametreleri, MATLAB 2024b programındaki çok amaçlı genetik algoritma optimizasyonu ile dinamik bir şekilde güncellenmiştir.Yapılan optimizasyon sonucunda, maksimum sistem verimliliği (%35,12) için 14 adet güneş kolektörü ve 4 m³ hacimli sıcak su depolama tankı gerektiği; minimum geri ödeme süresi (5,62 yıl) için ise 11 adet güneş kolektörü ve 1 m³ hacimli sıcak su depolama tankının tercih edilmesi gerektiği belirlenmiştir. Bu çalışma doğrultusunda, optimize edilmiş parametrelerle sıcak su talebini verimli bir şekilde karşılayarak maliyet-etkin ve çevre dostu bir çözüm sunulması hedeflenmektedir.