Gün geçtikçe teknolojinin nimetlerinden daha çok faydalanmaya, günlük yaşantımız içinde onlara daha çok yer verildiğine şahit oluyoruz. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneşten de her sektörde faydalanılmaya ve daha temiz bir dünya için ön plana çıkarılmaya başlandı. Sizlere bu yazımda güneş enerjisinden faydalanmak adına hayata geçirilmiş çok güzel bir uygulama olan “solar sunroof” uygulamasından bahsedeceğim.
Otomobil severlerin araçlarında olmasını istedikleri donanımların en başında belki de sunroof gelir. Çünkü sunroof, sportif ve şık görüntüsünün yanı sıra; araç içerisinde daha ferah bir ortam sağlar. Diğer önemli bir özelliği de açık pozisyona alınıp yolculuk yapıldığı esnada araç içerisinde negatif bir hava basıncı (vakum) oluşumu sağlayarak içerideki havanın sağlıklı bir şekilde sirkülasyonunu sağlamaktır. Bu özelliği sayesinde kullanıcılar için özellikle uzun yol seyahatlerinde temiz hava ihtiyacını en ideal şekilde temin eder. Ayrıca bizlere ilkokuldan beri öğretilen ufak bir fizik bilgisi de burada yine karşımıza çıkıyor. “Isınan havanın yükselmesi” ilkesi araç içerisinde de aynı şekilde geçerliliğini korur. Isı farkı oluştuğunda, ısınan havanın derhal araç tavanının iç kısmına toplandığı gerçeğiyle karşılaşırız. İşte sunroof sistemi tam da bu üst noktada konumlandırıldığı için en verimli şekilde aracın içerisini sağlıklı bir şekilde havalandırır. Kullanıcıların özellikle uzun yolda araçlarının camını açarak temiz hava ihtiyacı karşılamaya çalışması araç üzerinde paraşüt etkisi yaratarak aracın aerodinamik karakteristiğini olumsuz yönde etkiler ve yakıt sarfiyatını önemli ölçüde artırır (%10 – %20). Diğer bir yöntem de klima ile serinleme-havalanma ihtiyacını karşılamaya çalışmaktır fakat bu yöntem de sunroof kadar doğal değildir. Bir süre boyunca bu yöntemi tercih ederek seyahat eden kişilerde, içerdeki oksijenin azalması ve diğer zararlı gazların artması nedeniyle reflekslerinde zayıflama ve uykularının gelmesine neden olduğu araştırmalarla tesbit edilmiştir. Tüm bu anlattıklarımız sayesinde sizler de sunroof sisteminin verimli bir şekilde kullanıldığında epey yararlı bir donanım olduğuna kanaat getirmiş olmalısınız.
Yukardaki fotoğraflarda iki farklı araç modelinde uygulanmış olan solar sunroof örneklerini görmektesiniz. Her ne kadar araç üreticileri bu uygulamaların şekil, boyut ve görüntüsünde kendilerine has değişiklikler yaparak bunu araç modellerine dahil etseler de aslında hepsinin amacı ve çalışma prensibi aynıdır. Sıcak yaz günlerinde güneş altına park edilerek motoru stop edilen solar sunroofa sahip bir aracın iç havalandırma fanlarına bu güneş panellerden elektrik enerjisi sağlanarak havalandırma yapılır ve bu hava sirkülasyonu sayesinde araç içerisinde kimi zaman 80°C gibi değerleri bulabilen ısı 35-40°C değerlerinde kalması sağlanabilir. Bu sayede konfor şartları açısından daha makul değerler elde edilebilirken aynı zamanda aracın iç kısmındaki aksamların daha uzun ömürlü olması da sağlanmış olur. Ayrıca bu yöntemle bir ön soğutma sağlandığı için, klimanın yolculuk esnasında içeriyi soğutması için gereken süre düşürülkerek yakıt sarfiyatı azaltılır ve tasarruf sağlanmış olur. İsterseniz solar sunroofu oluşturan fotovaltaik hücre dediğimiz bütünleşik sistemi biraz daha ayrıntılı inceleyelim:
Fotovaltaik Hücre
Güneş ışınlarından elektrik enerjisi elde edebilmek için kullanılan küçük hücrelere “fotovaltaik hücre” ismi verilir. Yan taraftaki fotoğrafta bir PV (Fotovaltaik Hücre) görülmektedir. Bu hücreler sayesinde absorbe edilen (soğurulan) güneş ışınları, hücrelerin kendisine has özel kimyasal yapıları sayesinde doğrudan elektirik enerjisine çevrilirler. Bu enerjinin türü de tıpkı araçlarımızdaki akümülatörler gibi doğrusal akımdır (DC=Direct Current).
İşin en ince ayrıntılarına ve formüllerine girerek sizleri kavramlara boğmak istemem fakat en basit şekilde açıklamam gereken birşey daha kaldı. Anlatmış olduğumuz fotovaltaik hücrelerin her birinin belirli bir akım ve gerilim üretebilme kapasitesi vardır ve elde etmek istediğimiz toplam güç ihtiyacına göre bunları seri veya paralel bağlarız. Her ne kadar bu hücreleri iki tip devre oluşturma yöntemiyle bir araya getirecek olsak da; aracın üzerindeki akümülatör kadar akımı yüksek bir devre oluşturmaya gerek yoktur. Çünkü aküler bir araca yerleştirilirken o araçta aynı anda birçok ekipmanın çalıştırılabileceğini varsayarak seçim yapılır(en basitinden bir araçta aynı anda farlar, müzik sistemi, klima vb çalışabilir). Ancak solar sunroof özelliği olan araçlarda çalıştırılacak tek şey aracın hava sirkülasyon fanıdır. Bu sirkülasyon fanını çeviren elektrik motorunun çekebileceği azami akım miktarı bellidir ve araç üreticileri solar sunroof uygulaması yapmadan önce bu değeri dikkate alarak hesaplamalarını yaparlar. Oluşturulacak seri / paralel solar sunroof hücre devresinin saatte üreteceği güç, havalandırma fanın saatte harcayacağı güç miktarından biraz daha fazla seçilir(depolama, hat kayıpları vb. enerji kayıplarından ötürü).
Otomobil severlerin araçlarında olmasını istedikleri donanımların en başında belki de sunroof gelir. Çünkü sunroof, sportif ve şık görüntüsünün yanı sıra; araç içerisinde daha ferah bir ortam sağlar. Diğer önemli bir özelliği de açık pozisyona alınıp yolculuk yapıldığı esnada araç içerisinde negatif bir hava basıncı (vakum) oluşumu sağlayarak içerideki havanın sağlıklı bir şekilde sirkülasyonunu sağlamaktır. Bu özelliği sayesinde kullanıcılar için özellikle uzun yol seyahatlerinde temiz hava ihtiyacını en ideal şekilde temin eder. Ayrıca bizlere ilkokuldan beri öğretilen ufak bir fizik bilgisi de burada yine karşımıza çıkıyor. “Isınan havanın yükselmesi” ilkesi araç içerisinde de aynı şekilde geçerliliğini korur. Isı farkı oluştuğunda, ısınan havanın derhal araç tavanının iç kısmına toplandığı gerçeğiyle karşılaşırız. İşte sunroof sistemi tam da bu üst noktada konumlandırıldığı için en verimli şekilde aracın içerisini sağlıklı bir şekilde havalandırır. Kullanıcıların özellikle uzun yolda araçlarının camını açarak temiz hava ihtiyacı karşılamaya çalışması araç üzerinde paraşüt etkisi yaratarak aracın aerodinamik karakteristiğini olumsuz yönde etkiler ve yakıt sarfiyatını önemli ölçüde artırır (%10 – %20). Diğer bir yöntem de klima ile serinleme-havalanma ihtiyacını karşılamaya çalışmaktır fakat bu yöntem de sunroof kadar doğal değildir. Bir süre boyunca bu yöntemi tercih ederek seyahat eden kişilerde, içerdeki oksijenin azalması ve diğer zararlı gazların artması nedeniyle reflekslerinde zayıflama ve uykularının gelmesine neden olduğu araştırmalarla tesbit edilmiştir. Tüm bu anlattıklarımız sayesinde sizler de sunroof sisteminin verimli bir şekilde kullanıldığında epey yararlı bir donanım olduğuna kanaat getirmiş olmalısınız.
Yukardaki fotoğraflarda iki farklı araç modelinde uygulanmış olan solar sunroof örneklerini görmektesiniz. Her ne kadar araç üreticileri bu uygulamaların şekil, boyut ve görüntüsünde kendilerine has değişiklikler yaparak bunu araç modellerine dahil etseler de aslında hepsinin amacı ve çalışma prensibi aynıdır. Sıcak yaz günlerinde güneş altına park edilerek motoru stop edilen solar sunroofa sahip bir aracın iç havalandırma fanlarına bu güneş panellerden elektrik enerjisi sağlanarak havalandırma yapılır ve bu hava sirkülasyonu sayesinde araç içerisinde kimi zaman 80°C gibi değerleri bulabilen ısı 35-40°C değerlerinde kalması sağlanabilir. Bu sayede konfor şartları açısından daha makul değerler elde edilebilirken aynı zamanda aracın iç kısmındaki aksamların daha uzun ömürlü olması da sağlanmış olur. Ayrıca bu yöntemle bir ön soğutma sağlandığı için, klimanın yolculuk esnasında içeriyi soğutması için gereken süre düşürülkerek yakıt sarfiyatı azaltılır ve tasarruf sağlanmış olur. İsterseniz solar sunroofu oluşturan fotovaltaik hücre dediğimiz bütünleşik sistemi biraz daha ayrıntılı inceleyelim:
Fotovaltaik Hücre
Güneş ışınlarından elektrik enerjisi elde edebilmek için kullanılan küçük hücrelere “fotovaltaik hücre” ismi verilir. Yan taraftaki fotoğrafta bir PV (Fotovaltaik Hücre) görülmektedir. Bu hücreler sayesinde absorbe edilen (soğurulan) güneş ışınları, hücrelerin kendisine has özel kimyasal yapıları sayesinde doğrudan elektirik enerjisine çevrilirler. Bu enerjinin türü de tıpkı araçlarımızdaki akümülatörler gibi doğrusal akımdır (DC=Direct Current).
İşin en ince ayrıntılarına ve formüllerine girerek sizleri kavramlara boğmak istemem fakat en basit şekilde açıklamam gereken birşey daha kaldı. Anlatmış olduğumuz fotovaltaik hücrelerin her birinin belirli bir akım ve gerilim üretebilme kapasitesi vardır ve elde etmek istediğimiz toplam güç ihtiyacına göre bunları seri veya paralel bağlarız. Her ne kadar bu hücreleri iki tip devre oluşturma yöntemiyle bir araya getirecek olsak da; aracın üzerindeki akümülatör kadar akımı yüksek bir devre oluşturmaya gerek yoktur. Çünkü aküler bir araca yerleştirilirken o araçta aynı anda birçok ekipmanın çalıştırılabileceğini varsayarak seçim yapılır(en basitinden bir araçta aynı anda farlar, müzik sistemi, klima vb çalışabilir). Ancak solar sunroof özelliği olan araçlarda çalıştırılacak tek şey aracın hava sirkülasyon fanıdır. Bu sirkülasyon fanını çeviren elektrik motorunun çekebileceği azami akım miktarı bellidir ve araç üreticileri solar sunroof uygulaması yapmadan önce bu değeri dikkate alarak hesaplamalarını yaparlar. Oluşturulacak seri / paralel solar sunroof hücre devresinin saatte üreteceği güç, havalandırma fanın saatte harcayacağı güç miktarından biraz daha fazla seçilir(depolama, hat kayıpları vb. enerji kayıplarından ötürü).
