PV Sistemlerinin Bina Cephelerinde Kullanımı

Güneş çağı olarak tanımlanan, içinde bulunduğumuz 21. yüzyılda, yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisi ile ilgili sistemler ve uygulamalar yaygınlaşmıştır. Bu sistemlerden biri de fotovoltaik sistemlerdir. Fotovoltaik sistemler ilkesel olarak üzerlerine gelen güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren yarı iletken malzemelerden oluşan birimlerdir.

Günümüzde, enerjinin büyük bir bölümünün binalar tarafından kullanılması nedeni ile PV sistemlerin uygulandığı binalar giderek önemli hale gelmiştir. PV sistemler, çatılar ve cephelerde uygulanabilir. PV sistemleri en verimli şekilde kullanabilmek için, tasarım kriterlerine dikkat etmek, binaya en fazla verim sağlayacak şekilde konumlandırmak ve tasarıma entegre etmek gerekir.

Bina ile bütünleşik (BIPV) fotovoltaik sistemler temel işlevleri olan elektrik enerjisi üretmenin yanı sıra verimlilik, ekonomik, çevresel, estetik vb. açıdan da yararlar sağlamaktadır. Bu yararlar, kısaca aşağıdaki gibi açıklanabilir:

• Verimlilik: İletim sırasındaki enerji kayıplarının azaltılmasını, enerji niteliliğini artırılmasını ve gerilim kontrolü sağlarlar.
• Bina Ekonomisi: Yapı malzeme giderlerinde azalma, bina işletim maliyeti ve işçilik giderlerinde azalma, PV sistem kurulumu için gerekli alan ihtiyacının ortadan kalkması/azalmasını sağlarlar.
• Sosyo-ekonomi: Yeni bir pazar oluşturmak, yeni iş imkanı sağlamak, binalarda kullanılması ile yenilebilir enerji kaynakları hakkında toplum bilinci oluşturmak ve binaya prestij kazandırmak.
• Çevre: Çevre dostu yeşil bina tasarımına katkı sağlar, karbon bağımsız enerji üretimi sağlar, sera gazı miktarını düşürür.
• Estetik: Mimari tasarım ile uyum, mimariye artı değer katma, yenilikçi tasarıma olanak sağlama ve tasarım seçeneklerini artmasını sağlar.
• Mimari: Bir bina bileşeni olarak ilave bir konstrüksiyona ihtiyaç duymaması, ısı, su ve ses yalıtımı sağlaması, güneş kontrolü sağlaması.

Yapı kabuğundaki yaygın kullanım yerleri genelde, çatı ve cephelerdir. Ancak, binaların uygun koşulları sağlayan hemen hemen her yerinde kullanılabilen bu sistemler, yer aldıkları yapı bileşenine ve özelliklerine bağlı olarak çok değişik şekillerde uygulanabilir.

Cepheler, yapı kabuğunun düşey elemanı olup, burada cam, doğal taş, seramik, vb. cephe kaplama malzemeleri yerine PV paneller kullanılabilir. Cepheler, saydam ve/veya saydam olmayan bölümlerden oluşur. PV paneller gün ışığı geçirim istenilen bölgelerde (pencereler) kullanılabileceği gibi güneş kontrolü istenilen bölgelerde ya da saydam olmayan (duvarlar) bölümlerde yer alabilir. Bu bağlamda, giydirme cephe sistemlerine, vb. uygulamalara entegre edilebilirler.

Fotovoltaik hücre modelleri;
• Kristal Paneller (polikristal/monokristal),
• İnce Film ve
• Esnek Paneller olmak üzere 3 farklı şekilde üretilebilmektedir.

Fotovoltaik hücreler, her türlü proje ihtiyacına uygun olarak kombin edilerek çok geniş yelpazede seçenekler sunar. Cephe kaplamasında ince film teknolojisine sahip modüller kullanılmaktadır. İnce film teknolojisi hücreleri, cama ince tabakalar halinde basılarak yapılır ve istenilen şekilde modüller ortaya çıkartılır. Fotovoltaik hücrelerin boyutları ve formları üretim özelliklerine göre değişse de kalınlıkları mikronmetre ile ölçülecek kadar incedir. Kristalli hücrelerin yapım aşamalarından olan kesme işlemi burada uygulanmaz ve bu teknolojide daha az materyal kullanılır. Ayrıca, üretim aşamasında, zaten bir yüzey cam bir levhaya ‘yapışık’ olduğundan sadece diğer yüzeyin laminasyonuna ihtiyaç duyulur.

Üretim şekillerine göre güneş hücrelerinin verimlilikleri farklıdır. Mono kristal hücrelerde verim %15-24 arasında iken, Polikristal hücrenin verimi %14-19 arasındadır. İnce Film hücrelerde ise bu verim %7-14 arasında değişmektedir.

Bina cepheleri için kullanılan İnce Film hücreler 60×120 ebatlarında standart olarak üretilmektedir. Bu ebatlardaki bir panelin gücü ise ortalama 90 W’tır. Kristal panellerin ölçüleri ise 1,63×90 cm olup 250-300 W arasında güç üretirler.

Çatılarda kullanılan Kristal Panellerin geri dönüş süreleri minimum 7 yıl iken İnce Film Panellerin geri dönüş süreleri ise minimum 15 yıldır. Mevcut bina cephesinin İnce Film Panellerle değiştirilmesi yerine ilk yapım aşamasında uygulanması geri dönüş sürelerinin daha alt seviyelere inmesini sağlayacaktır.

Kristal paneller yerli olarak üretilebilmekte iken İnce Film Panellerin yerli üretimi şuanda bulunmamaktadır. İthal edilecek olmaları nedeniyle “Gözetim Belgesi” aranmakta olup bu da ithalatçı firmanın maliyetlerini yükseltmektedir. Bu nedenle İnce Film panellerin fiyatları kristal panellere göre çok daha yüksektir. İnce Film panellerin m2 başına uygulama fiyatı 250 Euro civarında iken kristal panellerin m2 fiyatı 170 Euro civarındadır.

YAZININ DEVAMI İÇİN TIKLAYIN