Aktif güneş enerjisi sistemi entegre edilmiş çok açılı cephelerde, cephe eğim açılarının optimizasyonu üzerine bir araştırma

Abstract

Bu çalışma kapsamında yapı cephesine farklı açılarda verilen eğimlerle kullanılabilir yüzey alanı arttırılarak fotovoltaik panelin entegrasyonu için alan oluşturulmuştur. Bu alandan elde edilecek enerjinin optimizasyonunun araştırılması için 7 farklı cephe alternatifi oluşturulmuştur. Bir ofis yapısı için tasarlanan yapı kabuğunun kesit düzleminde oluşturulan çok açılı cephe kurgusu sayesinde yapı kendini gölgeleyen bir forma sahip olmaktadır. Oluşturulan 7 alternatif modelin Türkiye'deki iklim tiplerini temsil eden Antalya (sıcak nemli), Diyarbakır (sıcak kuru), İstanbul ( ılımlı nemli), Ankara (ılımlı kuru), Erzurum (soğuk iklim) illeri için enerji verimliliği incelenmiştir. Yapı tasarım parametreleri belirlenmiş 7 alternatif yapı modelinin güney, güneydoğu ve güneybatı yönelimleri için enerji analizleri ve fotovoltaik panel yerleşimleri için güneş radyasyon kazanımları Revit (2022) programı ile hesaplanmıştır. Elde edilen radyasyon kazanımları üzerinden belirlenen verimlilik değerine göre potansiyel elektrik enerjisi miktarları her bir modelde 3 yönelim için belirlenmiştir. Farklı iklim tipleri için alternatif cepheler enerji yükleri ve potansiyel elektrik enerjisi kazanımlarının farkı üzerinden kıyaslanarak enerji verimliliğini sağlayan optimum model belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar belirlenen pilot iller için grafikler ve tablolar yardımıyla ifade edilmiştir. 5 pilot ilde de cephenin kırılma noktası döşeme hizasından uzaklaştıkça ısıtma yükü artmakta soğutma yükü azalmaktadır. Isıtma soğutma toplam enerji yüküne göre enerji verimliliği değerlendirildiğinde her ilde verimli sonucu veren model değişkenlik göstermektedir. Ancak cephenin fotovoltaik panel yerleştirilen spandrel bölümünün kırılma noktası yapıdan uzaklaştıkça güneş ışınlarının dik ve dike yakın açılarda gelmesi sebebiyle elektrik enerjisi üretimi artmaktadır. Bu nedenle 5 pilot ilde de en verimli sonucu cepheden 120 cm mesafede kırılma noktasının bulunduğu M-07 modelinin sağladığı çalışma sonucunda görülmüştür.