Güneş enerjisi ile ısı pompası iki yoldan birlikte çalışır. Çatıdaki fotovoltaik (PV) paneller, ısı pompasının harcadığı elektriği üretir; güneş kolektörleri ise güneşin ısısını doğrudan sıcak su tankına aktarır. İkisi birlikte de kurulabilir, yalnız biri de. Isı pompası ısısının büyük bölümünü zaten dış havadan aldığı için güneşle birleştiğinde, binanın ısıtma ve sıcak su ihtiyacının önemli bir kısmı yenilenebilir kaynaklardan karşılanır.
Bu yazıda iki düzenin nasıl kurulduğunu, panelin ürettiği elektriğin hangi saatlerde kullanılmasının işe yaradığını ve AD iç ünitelerinin güneş kolektörüne nasıl bağlandığını anlatıyoruz.
Isı pompası zaten yenilenebilir ısı kullanır
Hava kaynaklı bir ısı pompası, harcadığı elektriğin birkaç katı kadar ısı verir. Aradaki fark dış havadan gelir ve havadaki bu ısı da sonuçta güneşin ısıttığı atmosferin ısısıdır. Avrupa Birliği'nin yenilenebilir enerji mevzuatı, ısı pompasının havadan aldığı bu ısıyı aerotermal enerji adıyla yenilenebilir kaynak olarak sayar.
Basit bir örnek: COP değeri 4 olan bir cihaz 1 kWh elektrikle 4 kWh ısı verir; bunun 3 kWh'i havadan alınmıştır. Geriye kalan 1 kWh'i de güneşten üretirseniz, o saatte binaya giren ısının tamamı yenilenebilir olur. Cihazın havadan nasıl ısı aldığını ısı pompası nedir, nasıl çalışır yazımızda anlattık.
Fotovoltaik panellerle: elektriği güneşten almak
En yaygın düzen budur ve ısı pompası tarafında özel bir donanım gerektirmez. Paneller ve inverter binanın elektrik tesisatına bağlanır; ısı pompası da diğer cihazlar gibi bu tesisattan beslenir. Panel gücünü belirlemek için önce ısı pompasının yıllık elektrik tüketimini bilmek gerekir.
Örnek bir hesap yapalım. Varsayımlarımız şunlar: binanın yıllık ısıtma ve sıcak su ihtiyacı 12.000 kWh, ısı pompasının mevsimlik verimi (SCOP) 3,5, bölgede 1 kWp panelin yılda 1.400 kWh elektrik ürettiği. Bu durumda ısı pompası yılda yaklaşık 3.430 kWh elektrik harcar ve bunu kâğıt üzerinde karşılamak için yaklaşık 2,5 kWp panel yeterlidir. Ancak bu bir yıllık toplamdır; asıl soru, üretimin ve tüketimin aynı saatlere düşüp düşmediğidir.
Panel gücünü seçerken cihazın anlık çekişini bilmek de işe yarar. Teknik tablomuza göre Poyraz 12'nin en yüksek güç girişi 3,7 kW, Poyraz 16'nınki 4,7 kW'tır; cihaz çoğu zaman kısmi yükte, bunun altında çalışır. Öğle saatlerinde panelin anlık üretimi bu değerlere yaklaştıkça, ısı pompasının çektiği elektriğin daha büyük kısmı doğrudan çatıdan gelir.
Tüketimi hangi etkenlerin belirlediğini ve hesabın nasıl kurulduğunu ısı pompası elektrik tüketimi yazımızda ayrıntılı ele aldık.
Zamanlama: güneşin ürettiğini ne zaman kullanmalı?
Paneller en çok yazın ve öğle saatlerinde üretir. Isıtma ihtiyacı ise en çok kışın, sabah ve akşam saatlerindedir. Bu uyumsuzluk iki yolla karşılanır: bölgenizdeki mevzuatın izin verdiği ölçüde şebekeyle mahsuplaşma ve öz tüketimi artırmak, yani ısı pompasını güneşin olduğu saatlerde daha çok çalıştırmak. İkincisi için tesisatta ısıyı depolayabilecek bir yer gerekir.
- Sıcak suyu öğlen hazırlayın: kullanım suyu tankını güneşli saatlerde ısıtmak en kolay kazançtır. Tank, akşam kullanılacak suyu saklar.
- Tankı ve döşemeyi depo olarak kullanın: buffer tank ya da yerden ısıtmalı bir şap, gündüz depolanan ısıyı akşama taşır. İç sıcaklık ayarını öğle saatlerinde bir derece kadar yükseltmek de aynı işi görür.
- Yazın soğutma kendiliğinden uyar: soğutma ihtiyacının en yüksek olduğu sıcak öğleden sonralar, panellerin en çok ürettiği saatlere denk gelir.
- Tüketimi izleyin: HİDRA ve HİDREM iç ünitelerin dokunmatik panelinde enerji tüketimi günlük, aylık ve yıllık olarak görülür. Bu verileri panel üretimiyle karşılaştırmak, hangi saatlerin işe yaradığını gösterir.
Mevsimler arasındaki fark da hesaba katılmalıdır. Isıtma ağırlıklı bir binada panelin yaz fazlası çoğu zaman şebekeye gider, kışın ise eksik kalan elektrik şebekeden alınır. Soğutmanın ısıtmadan ağır bastığı Akdeniz ve Ege kıyısında denge farklıdır: yükün büyük kısmı zaten güneşli aylara düşer. Bu bölgeler için tasarladığımız Vaha serisi, soğutması uzun ve sıcak yazlara göre ayarlandığı için bu düzene iyi uyar.
Isı pompası güneşe bağımlı değildir. Bulutlu bir kış gününde elektrik şebekeden gelir ve konfor değişmez; güneş yalnızca o gün harcanan elektriğin ne kadarının çatıdan geldiğini belirler.
Güneş kolektörü ve tanklı iç ünite
Güneş kolektörleri (düzlemsel ya da vakum tüplü) güneş ışığını doğrudan ısıya çevirir ve bu ısıyı bir sirkülasyon pompasıyla tanka taşır. Türkiye'de çatılarda sıkça görülen güneşli su ısıtıcılarının pompalı ve kontrollü bir hâli olarak düşünülebilir. Isı pompasıyla birlikte kullanıldığında kolektör tankı ısıtır, ısı pompası da yalnızca eksik kalan kısmı tamamlar.
AD iç üniteleri bu bağlantıya hazırdır:
- HİDRA tanklı iç ünite, kolektör devresini gövdedeki ikinci Grundfos sirkülasyon pompasıyla 80–140 litrelik dahili tanka bağlar. Güneşin yettiği saatlerde sıcak su kolektörden gelir, yetmediğinde ısı pompası devreye girer. Ayrı bir güneş tankına ve ona ait tesisata gerek kalmaz.
- HİDREM gazlı soğutmalı iç ünite aynı tanklı gövdeyi ve ikinci pompayı kullanır. Yazın klima iç üniteleriyle soğutma yaparken odalardan çektiği ısıyı da tanka aktarır; böylece yaz aylarında sıcak su hem kolektörden hem de soğutmanın ısısından gelir.
- HİD / HİT duvar tipi iç ünitede tank yoktur; sıcak su harici bir boylerde hazırlanır ve kolektör hattı yine ünitedeki ikinci Grundfos pompa üzerinden sisteme bağlanır.
Kolektörün en çok işe yaradığı dönem yazdır. Kış aylarında ürettiği ısı azalır ve yükün çoğu ısı pompasına kalır. Bu yüzden kolektörü, yaz boyunca sıcak su için ısı pompasının yükünü büyük ölçüde alan bir yardımcı olarak düşünmek doğru olur.
Panel mi, kolektör mü?
- Kolektör: yalnızca ısı üretir ama metrekare başına verdiği ısı yüksektir. Sıcak suyun ağırlıkta olduğu ihtiyaçlarda ve çatısı küçük binalarda verimlidir. Yazın üretilen ısı kullanılamazsa boşa gider.
- PV panel: elektrik üretir; bu elektrik ısıtmada, soğutmada, sıcak suda ve evdeki diğer cihazlarda kullanılabilir. Isı pompasıyla birlikte kullanıldığında panelin ürettiği her kWh, cihazın COP değeri kadar ısıya dönüşür.
Bir örnekle: panel veriminin %20, ısı pompasının COP değerinin 3 olduğunu varsayalım. Bu durumda panele düşen güneş enerjisinin yaklaşık %60'ı kadar ısı elde edilir. Bu oran, kolektörlerin sıcak su üretirken ulaştığı tipik verimlerle aynı mertebededir; üstelik panelin elektriği yılın her mevsiminde başka işlere de yarar.
Pratikte karar çatıya ve ihtiyaca göre verilir. Çatı alanı sınırlıysa ve sıcak su ihtiyacı büyükse kolektör, yazın soğutma da yapılacaksa ve evde başka elektrik tüketimi varsa panel öne çıkar. Yer varsa ikisi birlikte kurulabilir; tanklı iç üniteler kolektörü, elektrik tesisatı paneli karşılar.
Daha temiz bir dünya için
Evlerimizi nasıl ısıttığımız, çocuklarımızın soluyacağı havayı da belirliyor. Baca gazı çıkarmayan bir ısı pompası çatıdaki güneşle birleştiğinde bina kendi enerjisinin bir kısmını üretir ve ısınmak için hiçbir şey yakmaz. Büyük dönüşümler, bu tür küçük ve hesaplı kararlarla başlar. Isı pompalarının iklim üzerindeki etkisini ısı pompalarının çevresel etkileri yazımızda, yaklaşımımızı ise sürdürülebilirlik sayfamızda bulabilirsiniz.
Projeniz için
Mevcut ya da planlanan panel gücünü, kolektör alanını ve tesisat tipinizi (yerden ısıtma, radyatör, fancoil) teklif talebinizde belirtin; dış ünite ve iç ünite seçimini buna göre yapalım. Seriler ve iç üniteler ısı pompası ürünlerimiz sayfasında, teklif formu iletişim sayfamızda.