Carbon Footprint Reduction Potential of Solar Thermal Heating Technologies for Antalya Province

Öz

The world has begun a transition from fossil fuels to renewable energy sources due to global climate change and the energy crisis. Renewable primary energy has gained great momentum in recent years and has surpassed other energy sources with a growth rate of 15%. The International Energy Agency (IEA), of which Turkey is a founding member, has reported that the transition to sustainable and manageable clean energy should be accelerated. Turkey has increased its share of clean energy resources to 54% and is ranked fifth in Europe with the strategies it has developed to ensure national energy supply security. When we look at the global final energy consumption, heat accounts for about half of the consumption, and since almost half of this heat energy is used for buildings, heating in buildings is very important. In line with the net zero carbon emission target, carbon emissions in buildings should at least double by 2030. Within the scope of net zero emissions, solar thermal energy systems will have an important place in line with climate targets. In this study, in line with the global "Net Zero Emission" targets set by the United Nations, the potential of zero-emission solar thermal systems for Antalya province was investigated. Monthly and annual heat losses for a building with an area of 90 m2 were calculated for Antalya province, which is located in the first-degree day zone. The solar thermal collector system requirements that can meet these heat losses have been determined. As a result, it is seen that the space heating of a house in the winter months can be met with solar energy as an alternative to fossil fuels.

Anahtar Kelimeler

• Net Zero Emissions, Clean Energy, Solar Thermal Energy, Building Heating, Domestic Solar Water Heaters

ANTALYA İLi İÇiN SOLAR TERMAL ISITMA TEKNOLOJiLERiNiN KARBON AYAK iZiNi AZALTMA POTANSIYELi

Öz

Küresel iklim değişiklikleri ve enerji krizinden dolayı dünya fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına geçiş sürecine başlamıştır. Yenilenebilir birincil enerji son yıllarda büyük bir ivme kazanmış ve %15’lik büyüme oranı ile diğer enerji kaynaklarının önüne geçmiştir. Türkiye’nin de kurucu üyesi olduğu Uluslararası Enerji Ajansı (IEA-International Energy Agency) sürdürülebilir ve yönetilebilir temiz enerjiye geçiş sürecinin hızlandırılmasa gerektiğini raporlamıştır. Ülkemiz ulusal enerji arz güvenliğini sağlama doğrultusunda geliştirdiği stratejiler ile temiz enerji kaynaklarındaki payını %54’e çıkararak Avrupa’da beşinci sıraya yükselmiştir. Küresel nihai enerji tüketimine bakıldığında ısı tüketimin yaklaşık yarısına tekabül etmektedir ve bu ısı enerjisinin de neredeyse yarısı binalar için kullanıldığından dolayı binalarda ısıtma oldukça önemlidir. Net sıfır karbon emisyonu hedefi doğrultusunda 2030 yılına kadar binalarda karbon emisyonlarının en az iki kat düşmesi gerekmektedir. Net sıfır emisyonu kapsamında, güneş termal enerji sistemleri iklim hedefleri doğrultusunda önemli bir yere sahip olacaktır. Bu çalışmada, Birleşmiş Milletlerce belirlenen küresel “Net Sıfır Emisyon” hedefleri doğrultusunda Sıfır Emisyonlu güneş enerjisi destekli gün ısı sistemlerinin Antalya ili için potansiyeli araştırılmıştır. Birinci derece gün bölgesinde yer alan Antalya ili için 90 m2 alana sahip bir binanın aylık ve yıllık ısı kayıpları hesaplanmıştır. Bu ısı kayıplarını karşılayabilecek solar termal kolektör sistemi gereklilikleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, kış aylarında bir evin alan ısıtılmasının fosil yakıtlara alternatif güneş enerjisi ile karşılanabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Net Sıfır Emisyon
• Temiz Enerji
• Solar Termal Enerji
• Bina Isıtması
• Gün Isı

Kaynakça

1. Baqaee, D., Moll, B., Landais, C., ve Martin, P. (2022). The economic consequences of a stop of energy imports from Russia. Conseil d’Analyse Economique Focus, 84.
2. Dale, S. (2022). BP statistical review of world energy. BP Plc: London, UK, 14-16.
3. Erdem, A. D., ve Bilgili, A. (2023). Türkiye’de İklim Değişikliğiyle Mücadele Araçları: Ulusal Akıllı Şehirler Stratejisi ve Eylem Planı. Çağdaş Yerel Yönetimler Dergisi, 32(1), 51-78.
4. Halser, C., ve Paraschiv, F. (2022). Pathways to Overcoming Natural Gas Dependency on Russiavemdash;The German Case. Energies, 15(14), 4939. https://www.mdpi.com/1996-1073/15/14/4939
5. Güngör, A., Koçer, A., ve Demirci, E., Güneş Enerjisinin Kullanımında Optimum Tilt Açısının Önemi . 6. Güneş Enerjisi Sistemleri Sempozyumu ve Sergisi, Mersin, Türkiye
6. IEA. (2021). Renewable. https://www.iea.org/reports/renewables-2021
7. IEA. (2022a). Buildings. https://www.iea.org/reports/buildings
8. IEA. (2022b). Buildings-related energy demand for heating and share by fuel in the Net Zero Scenario, 2021-2030. IEA. https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/buildings-related-energy-demand-for-heating-and-share-by-fuel-in-the-net-zero-scenario-2021-2030

9. IEA. (2022c). Heating. https://www.iea.org/reports/heating
10. IEA. (2022d). Renewable heat consumption and share of total heat demand in buildings, 2014-2026. IEA. https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/renewable-heat-consumption-and-share-of-total-heat-demand-in-buildings-2014-2026
11. Keivani, B., ve Gungor, A. (2022). RETRACTED: Techno-economic assessment of coal and torrefied biomass co-combustion: A case study of oxy-combustion carbon capture power plants in Turkey. Journal of CO2 Utilization, 62, 102103. https://doi.org/10.1016/J.JCOU.2022.102103
12. Özcan, İ. , Özgür, A. E. ve Özsoy, A. (2022). Seri Bağlı U-Borulu Vakum Tüplü Güneş Kolektörünün Isıl Verimi Ve Basınç Düşümünün Deneysel İncelenmesi . Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi , 10 (4) , 1445-1454 . DOI: 10.21923/jesd.1036985
13. Rehman, A., Ma, H., Ozturk, I., ve Ulucak, R. (2022). Sustainable development and pollution: The effects of CO 2 emission on population growth, food production, economic development, and energy consumption in Pakistan. Environmental Science and Pollution Research, 1-12.
14. Rehman, A., Ma, H., Ozturk, I., ve Ulucak, R. (2022). Sustainable development and pollution: The effects of CO 2 emission on population growth, food production, economic development, and energy consumption in Pakistan. Environmental Science and Pollution Research, 1-12.
15. Sultana, F. (2022). Critical climate justice. The Geographical Journal, 188(1), 118-124.
16. Sumer, Y., ve Gungor, A. (2021). Storage of Hydrogen on Metals and Porous Systems. Içinde Novel Approaches to Engineering Sciences (ss. 75-89). Akademisyen Yayınevi. https://doi.org/10.37609/akya.934
17. T.C. Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı. (2019). On Birinci Kalkınma Planı (2019-2023) .
18. T.C. Dışişleri Bakanlığı. (2022). Türkiye’nin uluslararası enerji stratejisi (T. C. D. Bakanlığı, Ed.). https://www.mfa.gov.tr/turkiye_nin-enerji-stratejisi.tr.mfa
19. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı. (2018). Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planı.
20. T.C. Ticaret Bakanlığı. (2021). Yeşil Mutabakat Eylem Planı 2021.
21. TS-825. (2008). Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
22. Uçar, S. ve Kokulu, N., Antalya bölgesinde yeni tasarlanacak binalarda güneş panellerinin kullanım potansiyelinin incelenmesi, 4. Ulusal Yapı Kongresi Ve Sergisi Yapı Sektöründe Yenilikçi Yaklaşımlar 6-8 ARALIK 2018, ANTALYA
23. United Nations Environment Programme. (2021). 2021 Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. https://globalabc.org/sites/default/files/2021-10/GABC_Buildings-GSR-2021_BOOK.pdf
24. Yu, Z., Khan, S. A. R., Ponce, P., de Sousa Jabbour, A. B. L., ve Jabbour, C. J. C. (2022). Factors affecting carbon emissions in emerging economies in the context of a green recovery: implications for sustainable development goals. Technological Forecasting and Social Change, 176, 121417.
25. Yurtseven, B. (2006). Bilgisayar yardımı ile binalardan enerji kayıp ve kazançlarının hesabı. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi.