Aktif Güneş Sistemlerinin Bina Enerji Verimliliği Üzerindeki Katkısının İncelemesi

Öz

Yapı sektörü doğal kaynakları kullanmakta ve sera gazı salınımıyla doğal dengenin bozulmasında rol oynamaktadır. Binaların neden olduğu olumsuz çevresel etkiler, enerji tüketiminin azaltılması ve yenilenebilir temiz enerji (güneş, rüzgâr vb.) kaynaklarının kullanımıyla azaltılabilmektedir. Bu çalışmada Kırklareli’nden seçilen farklı özelliklere sahip binaların renovasyonla iyileştirilip aktif güneş sistemlerinin entegre edilmesiyle enerji tüketimi ve çevresel etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada yapım sistemi ve imar durumu özelliklerine göre farklılık gösteren binalar Graphisoft Archicad Programı Eco Designer Star modülüyle analiz edilmektedir. Binaların yalıtımsız durumu (Senaryo 1), binaların yalıtımsız durumlarına renovasyonla iyileştirilme yapıldığı düşünülerek yalıtımlı durumu (Senaryo 2) ve yalıtımlı duruma ek olarak yenilenebilir aktif güneş enerji sistemlerinin binalara entegre edildiği durumları (Senaryo 3) incelenmiştir. Senaryo 1 ve Senaryo 2 değerlendirildiğinde binaların yıllık birincil enerji tüketiminde ve CO₂ emisyonunda %32 ile %67, yıllık toplam enerji tüketimleri değerlendirildiğinde ise %29 ile %64 oranında iyileşme sağlandığı görülmektedir. Senaryo 2 ve Senaryo 3 değerlendirildiğinde ise binaların yıllık birincil enerji tüketiminde ve yıllık CO₂ emisyonunda %17 ile %32, yıllık toplam enerji tüketimleri değerlendirildiğinde ise %16 ile %30 oranında iyileşme sağlandığı görülmektedir. Kırklareli, güneş potansiyeli açısından düşük bir bölgede yer almasına rağmen, bina kabuğunun doğru tasarımı ve yenilenebilir güneş enerjisi sistemlerinin de entegre edilmesiyle binalarda karbon ayak izini azaltmanın mümkün olacağı görülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Aktif güneş sistemleri,enerji verimliliği,çevresel etkiler,enerji simülasyonu,Kırklareli

Investigation of the Contribution of Active Solar Systems to Building Energy Efficiency

Öz

Construction sector uses natural resources and plays role in the deterioration of the natural balance with greenhouse gas emissions. The negative environmental impacts of buildings can be reduced by reducing energy consumption and the use of renewable clean energy (solar, wind, etc.) sources. This study, it is aimed to evaluate the energy consumption and environmental impacts of buildings with different characteristics selected from Kırklareli by renovating and integrating active solar systems. Buildings that differ according to construction system and zoning status are analyzed with Graphisoft Archicad Program Eco-Designer Star module. The uninsulated state of the buildings(Scenario 1), the insulated state of the buildings(Scenario 2) and the insulated state in addition to the renewable active solar energy systems integrated into the buildings are evaluated(Scenario 3). When Scenario 1 and Scenario 2 are evaluated, it is seen that the annual primary energy consumption and CO2 emission of buildings improved by 32%-67%, and the total annual energy consumption is 29%- 64%. When Scenario 2 and Scenario 3 are evaluated, it is seen that the annual primary energy consumption and annual CO2 emission of buildings improved by 17%- 32%, and the total annual energy consumption is improved by 16%-30%. Although Kırklareli is located in a region with low solar potential, it is possible to reduce the carbon footprint in buildings with the correct design of the building shell and integration of renewable solar energy systems.

Anahtar Kelimeler

• Active solar systems,energy efficiency,environmental effects,energy simulation,Kırklareli

Kaynakça

1. Alparslan, Bengü, “Ekoloji Tasarım Ölçütleri Kapsamında Ankara’da Örnek Bir Yapı Tasarımı ve Değerlendirmesi”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2010, Türkiye
2. Altınöz, Meryem, Binaların Çevresel Etkilerinin Enerji Verimliliği ve Karbon Ayak İzi Açısından İncelenmesi: Kırklareli Örneği, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tamamlanmış Yüksek lisans tezi, s:3, 55, 56, 60-79, 80. 2019, Edirne.
3. Bellido Montesinos, Pablo; Lozano Galant, Fidel; Castilla, Francisco Javier and Lozano Galant, Jose Antonio, “Experiences learned from an international BIM contest: Software use and information workflow analysis to be published in: Journal of Building Engineering”, Journal of Building Engineering 21, 2019, p.149-157. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.10.012
4. Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, Türk standarları Enstitüsü, (2008), Ankara Türkiye.
5. International Energy Agency (IEA), “Turkey”, 2016a. Erişim Linki: https://euagenda.eu/upload/publications/untitled-69960-ea.pdf (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
6. İlhan, Bahriye ve Yaman, Hakan, “Green building assessment tool (GBAT) for integrated BIM-based design desicions”, Automation in Construction 70, 2016, p. 26-37. http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2016.05.001
7. Karaca, Ülger Bulut ve Uçar, Setenay, “Konut çatı ve cephelerinde farklı fotovoltaik sistem uygulamalarının değerlendirilmesi”, Trakya Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 19(2), 2018, s.65-76 ISSN 2147–0308
8. Kardinal Jusuf, Steve; Mousseau, Benjamin; Godfroid, Gaelle and Soh Jin Hui, Vincent, “Integrated modeling of CityGML and IFC for city/neigborhood develepment for urban microclimates analysis”, Energy Procedia 122, 2017, p.145-150. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.329

9. Mahdi Tahmasebi, Mohammed; Banihashemi Saeed and Shakouri Hassanabadi, Mahmoud, “Assessment of the variation impacts of window on energy consumption and carbon footprint”, Procedia Engineering 21, 2011, p.820-828. doi:10.1016/j.proeng.2011.11.2083
10. Mohajeri, Nahid; Assouline, Dan; Guiboud, Berenice; Bill, Andreas; Gudmundsson, Agust and Scartezzini, Jean-Louis, “A city scale roof shape classification using machine learning for solar energy applications”, Renewable Energy 121, 2018, p.81-93 https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.12.096
11. Movahhed, Yasin; Safari Amir; Motamedi, Sina and Haghighi Khoshkhoo, Ramin, “Simultaneous use of PV system and green roof: A techno-economic study on power generation and energy consumption”, Energy Procedia 159, 2019, p.478-483. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.12.037
12. Popa, Larisa- Georgiana and Brumaru, Mariana, “Optimizing buildings energy performance though photovoltaic panel integration within a mobile shading system”, Procedia Manufacturing 22, 2018, p.765-772 https://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.03.109
13. Poulek, Vladislav; Matuska, Tomas; Libra, Martin; Kachalouski, E. And Sedlacek, Jan, “Influence of increased temperature on energy production of roof integrated PV panels”, Energy&Building 166, 2018, p.418-425. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.01.063
14. Saretta, Erika; Caputo, Paola and Frontini Francesco, “A rewiew study about energy renovation of building facades with BIPV in urban environment”, Sustainable Cities and Society 44, 2019, p.343-355. https://doi.org/10.1016/j.scs.2018.10.002
15. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), “Climate Change Synthesis Report”, 2014. Erişim Linki: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/05/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
16. TÜİK, 2019 Erişim Linki: https://biruni.tuik.gov.tr/yapiizin/giris.zul (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
17. Zuhur, Sadık; Ceylan İlhan and Ergün, Alper, “Energy, exergy and environmental impact analysis of concentrated PV/cooling system in Turkey”, Solar Energy 180, 2019, p.567-574. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.01.060
18. URL 1: https://www.solaranlagen-portal.com/solarthermie/kollektoren/flachkollektor (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
19. URL 2: https://saveenergysolar.com/producto/calnetador-solar-save-energy/ (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
20. URL 3: http://www1.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/ba5492f3bc2f401_ek.pdf?tipi (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
21. URL 4: https://www.solarreviews.com/blog/pros-and-cons-of-monocrystalline-vs-polycrystalline-solar-panels (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
22. URL 5: https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/gun-derece.aspx?g=yillik&m=06-00&y=2018&a=10# (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
23. URL 6: https://mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler istatistik.aspx?k=A&m=KIRKLARELI (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11:20)
24. URL 7: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#MR (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
25. URL 8: https://mgm.gov.tr/kurumici/turkiye-guneslenme-suresi.aspx (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
26. URL 9: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#MR (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
27. URL 10: http://www.yegm.gov.tr/MyCalculator/pages/39.aspx (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
28. URL 11: https://tr.wikipedia.org/wiki/K%C4%B1rklareli_(il) (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
29. URL 12: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#PVP (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)
30. URL 13: http://www.csun-solar.com/index.html (Erişim Tarihi: 26.09.2019 Erişim Saati: 11: 20)