Makale •Article Güneş Enerjisi Destekli Kombine Sıcak Su Üretim Sistemlerinin Konvansiyonel Uygulamalarla Teknik ve Ekonomik Açıdan Karşılaştırılması Technical And Economical Comparison Of Solar Assisted Hot Water Production Systems With Conventional Ones Levent ÇOLAK Özet Bu çalışmada teknik ve ekonomik yönden konvansiyonel sistemlerle karşılaştırılan kombine güneş enerjili sıcak su üretimi sistemi, 12 ay boyunca her gün 24 saat, sürekli, 50-60°C sıcaklık ve istenen kapasitede sıcak su üretebilen konforlu bir uygulamadır. Bu sistemde kullanma sıcak suyu, çift serpantinli boylerle ile üretilmekte olup, boylerin birincil devresinde güneş enerjisiyle ısıtılan, ikincil devresinde ise doğalgaz veya LPG yakıtlı kazanlardan sağlanan ısıtma suyu kullanılmaktadır. Bu tür sistemler özellikle yüzey özellikleri geliştirilmiş düz güneş kolektörlerinin doğalgaz yakıtlı yakma sistemleriyle ortak olarak kullanılması ve ısıl depolama yapılması durumunda, ülkemizin Akdeniz ve Ege bölgelerine ek olarak İç Anadolu ve Marmara bölgesi de dâhil olmak üzere birçok bölgesinde ekonomik olarak uygulanabilir. Özellikle çok katlı site türü konutlarda ekonomik olarak uygulanabilir nitelikte olan kombine sistemler, fosil yakıt tüketimini azaltması yönüyle, hem enerji kaynaklarının tükenmesini engellemekte, hem de çevreyi kirletmemektedirler. Sonuç olarak metrekareye düşen güneş enerjisi miktarının Avrupa ortalamasının ortalama iki katı olduğu ülkemizde, yakıt emisyonlarını azaltması sebebiyle çevre dostu da olan güneş enerjili kombine sıcak su üretim sistemlerin yaygınlaştırılması gerekmektedir. Bu amaçla güneş enerjisinin kullanımı, yasal düzenlemelerle, yeni yapılan kamu binaları, hastaneler, okullar, toplu konut ve sitelerde zorunlu hale getirilmeli, eski yapılarda ve endüstriyel tesislerde ise devlet tarafından sağlanacak teşvikler ve vergi indirimleriyle özendirilmelidir. Abstract In this study solar assisted combined domestic hot water production systems are compared with conventional fossil fuel systems. Solar assisted combined systems are comfortable applications which can be produce continuously domestic hot water in desired capacity between 50-60°C for 12 months and 24 hours. In this system, hot water is produced in a double serpentine heat exchanger, where primary heating is done by solar energy, while fossil fuel combustion systems are used for secondary heating line. Such systems can be used also in Central Anatolia and Marmara regions besides the Mediterranean and Aegean regions by combined use of flat plate solar collectors with natural gas combustion systems and by the heat storage applications. Solar assisted combined domestic hot water production systems, which can be economically applied to multiple storey apartment buildings, either impede the energy resources to be exhausted or decrease the environmental pollution by reducing fossil fuel consumption. As a result in Turkey, where solar energy quantity per unit area is twice the European average, environmental friendly solar energy assisted systems have to become widespread. For this reason, by legal arrangements, the usage of solar energy in new constructions such as public buildings, hospitals, schools and housing development, have to be compulsory. On the other hand for older constructions government has to cause people to try to use solar energy by incentives and reduction in tax rates. - HMD Ocak §ubat 2010 Makale •Article 1. Giriş Güneş ışıma enerjisi dünyanın ekolojik dengesinin sürekliliğini sağlayan güneşsel ısı, fotosentez, hidrolik, rüzgâr, dalga, biokütle vb. yenilenebilen temiz enerji türlerini oluşturur. Güneş ışıma enerjisi gece gündüz nedeniyle kesikli, ışın açısal ve atmosferik koşullar nedeniyle de çok düşük ekserjilidir. Bu nedenle güneş enerjisi doğal biçimiyle, fosil yakıtlar esas alınarak geliştirilen günümüz enerji dönüşüm teknolojilerinde, sınırlı düz kolektör uygulamaları dışında yaygın olarak kullanılamamaktadır. Güneş enerjisinin önem kazanması daha çok 1973’deki dünya enerji kriziyle olmuştur. Günümüzde, güneş enerjisinden birçok alanda yararlanılmakta ve her geçen gün faydalanma alanı artmaktadır. Türkiye’nin önemli bir bölümünün güneş kuşağı adı verilen bölgede bulunması, petrol, doğalgaz ve elektrik fiyatlarının çok hızlı artması sebebiyle, 1975 yılından sonra özellikle güneş enerjisi ile sıcak su temin edilen sistemler Akdeniz ve Ege bölgesinde yaygınlaşmış olmasına karşın, Türkiye’de imal edilen düz güneş toplayıcılarının birçoğunun özellikleri dünya standartlarının altındadır. 48 Günümüzde binalarda sıcak su üretimi; merkezi kazan ve boyler uygulamaları, LPG ve doğalgaz şofbeni uygulamaları, elektrikli termosifon uygulamaları, depolu düz güneş kolektörleri ile bireysel uygulamalar gibi çeşitli biçimlerde yapılmaktadır. Bunlardan düz güneş kolektörü uygulamaları haricinde olanlar, fosil yakıtların yakılması sonucu çevreyi kirletmelerinin yanısıra, enerji kaynaklarının tükenmesine yol açmakta ve güneş enerjili sistemlere kıyasla yüksek işletme maliyetlerine sahip olmaktadırlar. Diğer yandan depolu düz güneş kolektörleri ile yapılan bireysel sıcak su üretim uygulamaları ise sürekli olmayıp, bölgelerin ışınım değerlerine ve kolektör yüzey özelliklerine bağlı olarak senenin 4-6 ayı sıcak su ihtiyacını karşılayabilmektedirler. Özellikle de kış ayları olmak üzere geri kalan aylarda sıcak su üretimi için başka enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır. TTMD Ocak •Şubat 2010 Güneş enerjili bireysel depolu sıcak su üretim sistemleri işletme giderleri düşük olmasına karşın yüksek yatırım maliyetli ve özellikle de mimari görüntü kirliliği yaratan sistemlerdir. Sıcak su üretiminde sürekliliğin sağlanması, güneş enerjisinin kesintili olması nedeniyle, bu tür sistemlerin diğer enerji kaynaklarıyla desteklenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu nedenle ülkemizde 12 ay boyunca kullanılabilir nitelikte (yüksek ekserjili) güneş enerjisi destekli kombine sıcak su üretim sistemlerinin yaygınlaştırılması gerekmektedir. 2. Türkiye’de Güneş Enerjisi Potansiyeli ve Uygulamaları Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre şanslı durumdadır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğünde (DMİ) mevcut bulunan 1966-1982 yıllarında ölçülen güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat (günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1311 kWh/m2-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m2) olduğu tespit edilmiştir. Aylara göre Türkiye güneş enerji potansiyeli ve güneşlenme süresi değerleri ise Tablo-l'de verilmiştir. Tablo 1. Türkiye'nin aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli [1], AYLAR AYLIK TOPLAM GÜNEŞ ENERJİSİ (Kcal/cm2-ay) (kWh/m2-ay) (Saat/ay) OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ 4,45 103 115 165 197 AĞUSTOS EYLÜL EKİM KASIM ARALIK TOPLAM ORTALAMA GÜNEŞLENME SÜRESİ 5,44 51,75 63,27 8.31 96.65 10,51 122,23 153,86 168,75 175,38 13,23 14,51 15,08 13,62 10,60 7,73 5,23 4,03 112,74 158,40 123,28 89,90 60,82 46,87 1311,00 308 cal/cm2-gün 3,6 kWh/m2-gün 273 325 365 343 280 214 157 103 2640 7.2 saat/gün Türkiye'nin en fazla güneş enerjisi alan bölgesi Güney Doğu Anadolu Bölgesi olup, bunu Akdeniz Bölgesi izlemektedir. Güneş enerjisi potansiyeli ve güneşlenme süresi değerlerinin bölgelere göre dağılımı da Tablo2' de verilmiştir. Makale •Article Tablo 2. Türkiye'nin yıllık toplam güneş enerjisi potansiyelinin bölgelere göre dağılımı [1], BÖLGE G.DOGU ANADOLU AKDENİZ DOĞU ANADOLU İÇ ANADOLU EGE MARMARA KARADENİZ TOPLAM GÜNEŞ ENERJİSİ GÜNEŞLENME SÜRESİ (kWh/m2-yıl) (Saat/yıl) 1460 1390 1365 1314 1304 1168 1120 2993 2956 2664 2628 2738 2409 1971 Türkiye’de güneş enerjisinin en yaygın kullanımı sıcak su ısıtma sistemleridir. Ülkemizde kurulu olan güneş kolektörü miktarı 2001 yılı için 7,5 milyon m2 civarındadır. Çoğu Akdeniz ve Ege Bölgelerinde kullanılmakta olan bu sistemlerden yılda yaklaşık 290 bin TEP ısı enerjisi üretilmektedir. Sektörde 100'den fazla üretici firmanın bulunduğu ve 2000 kişinin istihdam edildiği tahmin edilmektedir. Yıllık üretim hacmi 750 bin m2 olup bu üretimin bir miktarı da ihraç edilmektedir. Bu haliyle ülkemiz dünyada kayda değer bir güneş kolektörü üreticisi ve kullanıcısı durumundadır. Güneş kolektörlerinin ürettiği ısıl enerjinin birincil enerji tüketimimize katkısı yıllara göre aşağıdaki tabloda yer almaktadır. Tablo 3. Türkiye'de güneş kolektörleriyle üretilen ısıl enerjinin birincil enerji tüketimimize katkısı [1]. Yıl 1998 1999 2000 2001 Güneş Enerjisi Üretimi (bin TEP ) 210 236 262 290 Ülkemizde yılın on ayı boyunca teknik ve ekonomik olarak toplam ülke yüzölçümünün % 63’ünde, tüm yıl boyunca da % 17’sinde güneş enerjisinden yararlanılabilir [2]. Sıcak su sağlamak amacıyla, ülkemizdeki konutların % 42,5’smda şofben, % 33,6’sında soba, % 10,1’inde güneş kolektörü, % 7,1’inde elektrikli termosifon, % 4,7’sind kombi ve % 1,3’ünde de apartman ortak sıcak su sistemi kullanılmaktadır [3], Konutlarda yaygın olarak bireysel güneş enerjili su ısıtma sistemleri uygulanmakta, sadece otel, hastane, askeri kışlalar vb tesislerde çoklu kombine sistemler görülmektedir. 3. Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemleri Güneş enerjisinin düşük sıcaklık uygulamalarından olan sıcak su üretim sistemleri, yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyulmaması yönünden güneş takibine gerek olmaması, kolay uygulanabilirliği, parabolik oluk tipi veya heliostat gibi pahalı güneş kolektörleri yerine düz kolektörlerin kullanılabilirliği sayesinde ekonomik olmasından dolayı tüm dünyada olduğu gibi güneş kuşağı üzerinde bulunan ülkemizde de en sık görülen güneş enerjisi uygulamalarıdır. Güneş kolektörlü sıcak su sistemleri, güneş enerjisini toplayan düzlemsel kolektörler, ısınan suyun toplandığı depo, bu iki kısım arasında bağlantıyı sağlayan ısı yalıtımlı borular, pompa ve otomatik kontrol cihazları gibi sistemi tamamlayan elemanlardan oluşmaktadır. Güneş enerjili sıcak su sistemleri, dolaşım şekline göre, tabii dolaşımlı (pompasız) ve zorlanmış dolaşımlı (pompalı) veya tesisat bağlantı biçimine göre açık devreli (atmosferik basınçta) ve kapalı devreli (basınçlandırılmış) olarak gruplandırılabilir. 1. Tabii dolaşımlı sistemler: Tabii dolaşımlı sistemler ısı transfer akışkanının kendiliğinden dolaştığı sistemlerdir. Kolektörlerde ısınan suyun yoğunluğunun azalması ve yükselmesi özelliğine dayanmaktadır. Bu tür sistemlerde depo kolektörün üst seviyesinden en az 30 cm yukarıda olması gerekmektedir. Deponun alt seviyesinden alman soğuk (ağır) su kolektörlerde ısınarak hafifler ve deponun üst seviyesine yükselir. Gün boyu devam eden bu olay sonunda depodaki su ısınmış olur. Tabii dolaşımlı sistemler daha çok küçük miktarda su ihtiyaçları için uygulanır. Deponun yukarıda bulunması zorunluluğu nedeniyle büyük sistemlerde uygulanamazlar. Pompa ve otomatik kontrol devresi gerektirmediği için pompalı sistemlere göre biraz daha ucuzdur. 2. Zorlanmış dolaşımlı (pompalı) sistemler: Isı transfer akışkanının sistemde pompa ile dolaştırıldığı sistemlerdir. Deposunun yukarıda olma zorunluluğu yoktur. Büyük sistemlerde su hatlarındaki direncin artması sonucu tabii dolaşımın olmaması ve büyük HMD Ocak •Şubat 2010 49 Makale •Article bir deponun yukarıda tutulmasının zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuştur. Pompalı sistemler otomatik kontrol devresi yardımı ile çalışırlar. Depo tabanına ve kolektör çıkışına yerleştirilen diferansiyel termostatın duyar elemanları, kolektörlerdeki suyun depodaki sudan 10 °C daha sıcak olması durumunda pompayı çalıştırarak sıcak suyu depoya alır, bu fark 3 °C olduğunda ise pompayı durdurur. Pompa ve otomatik kontrol devresinin zaman zaman arızalanması nedeniyle işletilmesi tabii dolaşımlı sistemlere göre daha zordur. Tabii dolaşımlı sistemlerde akışkan hareketi küçük yoğunluk farkları (depo ile toplayıcıdaki akışkanın) sebebiyle meydana geldiğinden, borular ve bağlantı parçalarındaki sürtünme kayıpları az olmalı, bunun için de toplayıcı ile depo arasındaki boru çaplan büyük seçilmelidir. Bu tür sistemler ucuz fakat düşük verimlidir. Diğer yandan pompalı sistemlerde boru çapları küçültülebilmekte ve depo ile kolektörler ayrı yerlere konularak çatılardaki görüntü kirliliği önlenebilmektedir. Tabii dolaşımlı ve zorlanmış dolaşımlı sistemlerin her ikisi de açık ve kapalı sistem olarak tasanmlanabiliıier. 1. Açık sistemler: Açık sistemler kullanım suyu ile kolektörlerde dolaşan suyun aynı olduğu sistemlerdir. Kapalı sistemlere göre verimleri yüksek ve maliyeti ucuzdur. Suyu kireçsiz ve donma problemlerinin E olmadığı bölgelerde kullanılırlar. 2. Kapalı sistemler: Kullanım suyu ile ısıtma suyunun farklı olduğu sistemlerdir. Kolektörlerde ısınan su bir ısı değiştirici aracılığıyla ısısını kullanım suyuna aktarır. Donma, kireçlenme ve korozyona karşı çözüm olarak kullanılırlar. Maliyeti açık sistemlere göre daha yüksek, verimleri ise ısı değiştirici kullanımı nedeniyle daha düşüktür. Kolektör devresi ile kullanma suyu devresinin ortak bir depoda toplandığı açık devreli sistemler ucuz olmasına karşın donma ve korozyona karşı korumasız olduğundan fiziksel ömürleri kısa olmaktadır. Kapalı TTMD Ocak •Şubat 2010 devre sistemlerde ise kolektör devresi belli bir basınç altında kapalı olarak imal edilmekte ve güneşten alınan ısıl enerji bir serpantin ile depoda bulunan kullanma suyuna aktarılmaktadır. Bu tür sistemlerde iki devredeki akışkanlar birbirine karışmadığından kolektör devresinde antifriz ve korozyon önleyici kimyasallar eklenmiş su veya diğer akışkanlar kullanılabilir. Dolayısıyla bu tür sistemler donma problemi olan bölgelerde de rahatlıkla yaz ve kış kullanılabilmektedir. Güneş enerjili su ısıtma sistemleri, uygulamanın özellikleri maliyet ve çevre şartları dikkate alınarak kurulmalıdır. Uygulamada kullanılan altı temel güneş enerjili su ısıtma sistemi aşağıda verilmiştir [4]. 1. Doğal dolaşımlı güneş enerjili su ısıtma sistemleri 2. Ters dolaşımlı güneş enerjili su ısıtma sistemleri 3. Aşağıya doğru boşaltmalı güneş enerjili su ısıtma sistemleri 4. Geriye doğru boşaltmak güneş enerjili su ısıtma sistemleri 5. Donmayan güneş enerjili su ısıtma sistemleri 6. Havalı ve güneş enerjili su ısıtma sistemleri Yukarıda belirtilen ilk dört sistem atmosfere açık, direkt olarak güneş kolektörlerinde ısıtılan suyun kullanıldığı su ısıtma sistemleri olup, ek ısı değiştiricisine ve otomatik kontrol sistemlerine ihtiyaç olmaması yönüyle ekonomik sistemler olmakla birlikte, düşük taşınım ısı transferi katsayıları nedeniyle düşük performanslı olup, donma riskleri nedeniyle de her iklimde rahatlıkla kullanılamamaktadır. Ayrıca bu sistemler yüksek basınçta kullanılamaması sebebiyle çoklu kombine su ısıtma uygulamalarında için uygun değildir. Diğer yandan beşinci ve altıncı sistemler endirekt sistemler olup, bu sistemlerde güneş enerjisi ile ısıtılan akışkanın ısısı bir ısı değiştiricisi yardımıyla kullanma suyuna aktarılmakta ve kullanma suyu ile güneş devresinde dolaşan ısıtıcı akışkan birbirlerine karışmamaktadır. Bu yönüyle bu tür sistemlere kapalı sistemler de denilmektedir. Kapalı sistemlerde ısıtıcı akışkan, devre üzerinde bulunan bir kapalı genleşme tankı ile yüksek basınçta tutulup, antifriz ve diğer Makale •Article kimyasallarla donmaya ve korozyona karşı korunabilmektedir. Bu sistemler güneşsel radyasyon değeri yüksek ancak gece sıcaklıkları sıfırın altında olan Ankara, İstanbul vb illerimizde rahatlıkla ve yüksek verimde kullanılabilmektedir. Günümüzde havalı sistemler, sızıntıları tespit etme zorluğu, fan kullanım zomnluluğu ve fazla bakım istemesi nedeniyle daha az kullanılmakta olup, genellikle su-glikol karışımlı veya yağlı kapalı su ısıtma sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. 3.1 Düzlemsel Güneş Kolektörleri Düzlemsel güneş kolektörleri, güneş enerjisinin toplandığı ve herhangi bir akışkana aktarıldığı çeşitli tür ve biçimlerdeki aygıtlardır. Düzlemsel güneş kolektörleri, üstten alta doğru, camdan yapılan üst örtü, cam ile absorban plaka arasında yeterince boşluk, kolektörün en önemli parçası olan absorban plaka, arka ve yan yalıtım ve yukarıdaki bölümleri içine alan bir kasadan oluşmuştur (Bkz. Şekil 1). oran % 10’un altında da olmamalıdır. Genel olarak Mayıs ayında ihtiyacın %70’inin karşılanacağını düşünerek projelendirmekte yarar vardır. Projelendirmede kişi başına tüketim, konutlarda 50 litre/gün, otel, motel, tatil köyü gibi turistik tesislerde 75 litre/gün, hastanelerde ise 100 litre/gün olarak alınır. Projelendirme konusunda en geçerli yöntem f-chart yöntemidir [5], 4. Güneş Enerjili Sistemlerin Teknik Yönden İncelenmesi Güneş enerjili sistemlerde sıcak su elde edilmesinde, güneşten gelen güneş ışınları ısı enerjisine dönüştürülerek doğrudan veya dolaylı olarak bir ara akışkan yardımıyla kullanma suyuna aktarılmakta ve bir sıcak su deposunda depolanmaktadır. Güneş ışınlarının ısı enerjisine dönüştürüldüğü kolektörlerden sağlanabilecek enerji, kolektör verimine bağlıdır. Yerim özellikleri; güneş enerjisi miktarı, dış ortam sıcaklığı, rüzgâr hızı gibi meteorolojik parametrelerle, yutucu yüzey, cam özellikleri, yalıtım cinsi ve kalınlığı, kullanılan akışkan özelliği vb. kolektör tasarım parametrelerine bağlıdır [6]. 5 1- Cam Örtü 2- Cam Bağlantısı 3- Cam fitili 4- Akışkan Borusu 5- Absorban Plaka 6- Manifold 7- Yalıtım 8- Kasa Arka Levha 9- Kasa 6 Güneşten elde edilen enerjinin kullanma suyuna aktarılması, direkt sistemlerde doğrudan suya, endirekt (dolaylı) sistemlerde ise bir ara akışkan yardımıyla yapılmaktadır. Ara akışkan olarak su, antifrizli su, inhibitörlü su, madeni yağlar, hidrokarbonlar, silikon yağlan ve değişik kimyasallar kullanılmaktadır [7], Şekil 1. Diiz güneş kolektörii ve elemanları [1], Kolektörlerde ısı taşıyıcı akışkanda toplanan güneş enerjisinin, kolektöre gelen güneş enerjisine oranına kolektör verimi denir. Kolektör giriş suyu sıcaklığı arttıkça verim düşme eğiliminde olacağından genel bir verim yerine anlık verimden yani verim eğrisinden bahsetmek daha doğru olacaktır. 3.2. Sistem Projelendirme Esasları: Güneş kolektörlü sıcak su sistemlerini projelendirmede farklı yöntemler izlenebilir. Projelendirmede ihtiyacın güneşten karşılanma oranı %100 olmayacağı gibi bu Kolektör devresinde kolektör giriş sıcaklığı arttıkça kolektör verimi düşmektedir. Bu nedenle kolektörden çıkan yüksek sıcaklıktaki akışkanın ısısı verimli bir şekilde kullanma suyuna transfer edilebilmeli ve kolektöre geri dönen akışkan sıcaklığı mümkün olan en düşük derecelere çekilebilmelidir. Bu amaçla destek ısıtma sistemi elemanları ile kullanma suyunun ek ısıtılması sağlanırken, kolektöre dönen akışkanın da ısınmasından kaçınılmalı bunun için de çift depolu veya plakalı ısı değiştirici ve boylerin birlikte kullanıldığı sistemlerin yaygınlaştırılması gereklidir. HMD Ocak •Şubat 2010 Makale •Article Diğer bir bakış açısıyla güneş enerjili su ısıtma sistemleri, optik ve ısıl verimlerle de doğrudan ilişkilidir. Buna göre kolektör yüzeylerinden ısı kaybı az olan ve kollektör yüzeyi emicilik değeri yüksek malzemeyle kaplı, düşük demir içerikli cam kaplamalı güneş kolektörleri ilk yatırım maliyetleri fazla olmasına karşın, diğer konvansiyonel güneş kollektörlerine göre yüksek verimli olup, tüm yıl boyunca kullanılabilmektedirler. Genellikle siyah boyalı toplayıcısı olan konvansiyonel kolektörler ise güneşsel radyasyonun yüksek olduğu Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında verimli biçimde çalışabilmesine karşın, ara dönemler olarak adlandırılan ilkbahar ve sonbahar aylarında aynı oranda verimli çalışamamaktadırlar. Dolayısıyla da bu dönemlerde su ısıtma için elektrik, doğalgaz, LPG vb ek enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulmakta, bu da işletme giderlerinin artmasına yol açmaktadır. Yüksek kalitede bir güneş kolektörü tek başına optimum bir işletme için yeterli değildir. Burada önemli olan tam bir sistem çözümüdür. Bu nedenle güneş enerjisi sistemine uyumlu bir şekilde tasarlanmış otomatik kontrol paneli, boyler ve pompa grubu ile hava kesici, purjör vb diğer sistem elemanları büyük önem taşımaktadır. Ayrıca tasarlanan sistemdeki boruların çaplan ile dolaşım pompasının seçimi, yalıtım malzemeleri ve kolektörlerin gruplandırılması da problemsiz bir işletme için çok önemlidir. Otomatik kontrol cihazları, güneş enerjisi sistemindeki değişken debili frekans kontrollü dolaşım pompasının debisini ayarlayarak ışınım miktarına bağlı olarak yüksek/düşük debili çalışma imkânı sağlar. Bu uygulama elektrik giderlerinin düşmesini sağlarken, güneş enerjisi sistemi ile kazan kumandasının akıllı birleşimi sayesinde de güneş enerjisinden maksimum oranda faydalanılarak enerji tasarrufu sağlanılabilir. Güneş enerjili su ısıtma sistemlerinde otomatik kontrol uygulamalarının parasal maliyeti, toplam sistem maliyeti içindeki payı, sistemin kapasitesi ve boyutları küçüldükçe artmakta, büyüdükçe azalmaktadır. Bu TTMD Ocak •Şubat 2010 sebeple, büyük ölçekli güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemlerinde otomatik kontrol uygulamaları genel olarak uygulanmakta, küçük boyutlu sistemlerde ise, toplam maliyet içindeki payının artması sebebiyle nadir olarak uygulamaktadır [8]. 5. Güneş Enerjili Sistemlerin Ekonomik Yönden İncelenmesi Enerji dönüşüm sistemlerinin tasarımı öncesi, öngörülen bir işletme ömrü (10-15 yıl) esas alınarak ekonomik analizler yapılmalıdır. Bu ömür boyunca sistemin öngörülen tasarım işletme kriterlerini sağlaması gerekli olup, aşağıda verilen bu kriterler sürdürülebilirliğin göstergesidir [8]. 1. Emniyet (Security) 2. Güvenilirlik (Reliability) 3. İşlerlik (Availability) 4. Verimlilik (Efficiency) 5. Çevresel uyum (Environmental acceptability) Sürdürülebilir üretim, teknik yönden sürdürülebilir sistem (emniyet, güvenilirlik, işlerlik), müşteri tarafından satın alınabilir maliyet (verim) ve çevre yönetmeliklerince [10] şart koşulan sınır değerler altındaki emisyonlu çalışma (çevresel uyum) ile sağlanır. Maliyeti düşürmek uygun sistem konfigürasyonunun belirlenmesi ile olur. Güneş enerjisi uygulamalarında sabit ve sürekli yükler güneş enerjisi sistemi, değişken yükler ise destek sistemi ile karşılanacak şekilde konfigürasyonlar belirlenmelidir. Böylece birim sistem yükünü karşılayan enerjinin ilk yatırım maliyeti azalır. Tüm sistem yükü güneş enerjisi ile karşılanacak şekilde yapılan sistem tasarımı, birim yükü karşılayacak enerji başına düşen ilk yatırım maliyetini arttırdığından ekonomik değildir. Bu nedenle sistem yüklerinin, güneş enerjisi ve destek enerji kaynakları ile ortak karşılanması en düşük maliyetli yaklaşımı oluşturur. Konvansiyonel sistemlerin ilk yatırım maliyeti düşük, yıllık işletme giderleri fazladır. Güneş enerjili Makale •Article sistemlerde ise, ilk yatırım maliyeti yüksek olmasına rağmen, işletme giderleri çok az olup, sadece destek sisteminin işletme maliyeti vardır. Güneş enerjisi amortisman maliyetini etkileyen parametrelerin en önemlileri: 1. İlk yatırım maliyeti (sistem maliyeti, nakliye, montaj, tasarımcı ücreti, bina düzenlemeleri, sistemin kurulduğu yerin maliyeti), 2. Geri ödeme süresi, kredi ve mevduat faizi oranları, 3. Onarım ve değiştirme maliyeti, 4. Bakım maliyeti, 5. Güneş enerjisine destek sağlayan diğer enerji maliyeti, 6. Destek enerji üretim birim fiyatlarındaki enflasyon artış oranı, 7. Genel enflasyon oranı, 8. Tüm vergiler. Bunlardan bakım ve onarım giderleri, güneş enerjisi sistemlerinde oldukça az olup, yatırımcılar için enflasyon ve vergi parametreleri çok önemlidir. Güneş enerjisi sistemlerinin kendilerini en kısa sürede amorte edebilmeleri, yük faktörlerinin arttırılmasının yanı sıra, kullanım faktörlerinin de arttırılmasına bağlıdır. Bu şekilde ilk yatırım maliyeti yüksek, fakat işletme giderleri çok düşük olan güneş enerjisi sistemleri, ilk yatırım maliyeti düşük ancak işletme giderleri yüksek olan konvansiyonel sistemlere karşı ekonomik ve avantajlı hale getirilebilir. Konutlarda sıcak su temini için tüketilen enerji, konut için gerekli enerjinin % 1 2’si oranında olup [11], bu oran sıcak su kullanımının fazla olduğu turistik otel vb tesislerde daha fazla olmaktadır. Sıcak su üretilmesi için genellikle doğalgaz, LPG, LNG, fuel-oil, kömür, odun veya elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Son yıllarda Amerika, İsrail, Avustralya, Japonya gibi güneş enerjisi potansiyeli fazla olan birçok ülkenin yanı sıra ülkemize oranla son derece düşük güneş ışınımı potansiyeli olan Almanya’da da sıcak su ihtiyacının büyük kısmı güneş enerjisi ile temin edilmektedir. Birçok ülkede sıcak suyun güneş enerjisinden yararlanılarak elde edilmesi amacıyla vergi indirimleri ve teşvik tedbirleri alınmaktadır. Güneş enerjili sistemlerin en ekonomik ve en yaygın olanlarının başında sıcak su üretim sistemleri gelmektedir. Genellikle çatıların güney yönüne konumlandırılan düz güneş kolektörleriyle, yıllık su ihtiyacının % 60 ile % 75’i güneş enerjisinden karşılanabilmektedir [11]. Sıcak su üretim sistemlerinde güneş enerjisinden faydalanılmasındaki artışın başlıca sebepleri; 1. Sıcak su ihtiyacı için gerekli enerjinin yıl içinde aylara göre değişiminin az olması sonucunda tüm yıl kullanılabilmesi, 2. Gerekli sıcaklığın düşük olması sonucu, ısıtma ve soğutma sistemlerine oranla eneıji ihtiyacının az olması nedeniyle küçük toplayıcı alanlarına ihtiyaç duyulması ve kolaylıkla yerleştirilmesi, 3. Sistemin montajı ve işletilmesinin diğer sistemlere oranla kolay olması, 4. Sıcak su ihtiyacının sürekli olmaması nedeniyle güneş ışmlannm kesikli olmasından kaynaklanan ısıtma problemlerin kullanım faktörü de dikkate alınarak sıcak su depolama ile kolaylıkla çözülebilmesidir. 6. Güneş Enerjisi Destekli Kombine Sıcak Su Üretim Sistemlerinin Avantajları Günümüzde binalarda sıcak su üretimi, merkezi kazan boyler uygulamaları, LPG veya doğalgaz şofbeni uygulamaları, elektrik termosifonu uygulamaları, içinde elektrikli ısıtıcılı bulunan depolu düz güneş kolektörleri ile bireysel uygulamalar ve depolu güneş kolektörü ile şofben veya elektrik termosifonlarının birlikte kullanıldığı uygulamalar biçiminde yapılmaktadır. Merkezi kazan boyler uygulamaları genelde büyük site ve apartmanlarda kullanılmakta olup, bireysel konvansiyonel sistemlere kıyasla daha konforlu ancak yüksek yatırım maliyetlidir. Diğer yandan kazan dairesinde ekstra yer ihtiyacı bulunması, fosil yakıt HMD Ocak •Şubat 2010 Makale •Article yakılması nedeniyle işletme giderlerinin fazla olması ve çevreye duyarlı olmaması en büyük dezavantajlarıdır. Elektrik termosifonu uygulamaları tek başına bireysel kullanıma uygun olmasına karşın, gerek elektrik sarfiyatının fazla olması, gerekse en fazla 2 kişinin aralıksız yıkanabildiği kısıtlı kapasitede ve konforsuz uygulamalardır. LPG ve doğalgaz şofbeni uygulamaları ise elektrik termosifonu gibi tek başına kullanılabilen, sürekli sıcak su üretmesi yönünden daha konforlu ancak işletme giderleri yönünden pahalı bir çözümdür. Ayrıca LPG şofbenlerinde risk faktörü yüksektir. Özellikle site vb yüksek bloklarda tehlike potansiyeli birkaç kat daha fazla olmaktadır. Herhangi bir katta çıkan yangının tüm katlan özellikle de üst katlan etkilediği ve binadan kaçışın zorlaştığı düşünüldüğünde, merkezi sistemin güvenilirliği ve emniyeti açık olarak ortaya çıkmaktadır. Ayrıca LPG şofbenlerindeki tüketimin fazla olması sebebiyle, her dairenin haftada 2 kere tüp değişimi yapması da binada oturan kişilerin yaşam konforunu bozacaktır. Tüm bu uygulamaların dışında temiz enerji kaynağı olan güneş enerjili bireysel sıcak su üretim sistemleri ülkemizde özellikle Akdeniz ve Ege bölgesinde yaygın olarak kullanılmakta olup, senenin 6 ayı sıcak su ihtiyacını rahatlıkla karşılayabilmektedir. Ancak özellikle kış aylan olmak üzere geri kalan 6 ay boyunca sıcak su üretimi için ek enerji kaynaklanna ihtiyaç duyulabilmektedir. Dolayısıyla yaz ve kış 12 ay boyunca kullanılan konutlarda, LPG şofben veya elektrikli termosifon ile güneş kolektörüne destek sağlanması gereklidir. Ancak bu tür uygulamalar hem yatırım, hem de işletme maliyetlerini ciddi şekilde artıracak, hem de yukarıda açıklanan LPG şofbenlerdeki patlama riski yönünden, binalarda oturan kişiler yönünden bir tehlike kaynağı olacaktır. Bu faktörlerin yanısıra her konuta iki ayn sistem için tesisat kurulacak ve sıcak su üretim sisteminin vanalarla güneş enerjisinin yeterliliğine - TTMD Ocak Şubat 2010 göre devamlı ayarlanması gerekecektir. Diğer bir bakış açısıyla, bireysel kullanımlarda genellikle tabii dolaşımlı ve açık sistemler kullanıldığından, sistemdeki suyun donma riski bulunan İç Anadolu Bölgesinde ve Marmara Bölgesinde, güneş kolektörlü sıcak su üretim sistemlerine az rastlanmaktadır. Yukarıda Tablo 2'de de görüleceği üzere özellikle İç Anadolu Bölgesi olmak üzere Marmara Bölgesinde de güneş enerjili sistemlerin kullanımı ışınım değerleri yönünden Akdeniz ve Ege Bölgelerinden geri kalmamaktadır. Son zamanlarda donma riskini azaltmak için modern, kapalı bireysel sistemlerin gelişmesiyle bu bölgelerimizde de güneş enerjisi kullanımı yaygınlaşmaktadır. Verimleri yüksek olan bu modem sistemlerin fiyatları pahalı olmasına rağmen, bu tür güneş kolektörlerinin kullanımında da destek enerji sistemlerine ihtiyaç olduğundan, bireysel güneş enerjili sıcak su sistemlerinin daha çok villa tarzındaki müstakil konutlarda uygulanması uygundur. Bireysel güneş kolektör sistemleri ile Nisan-Ekim aylan arasında % 100 güneş enerjisi ile sıcak su üretimi, diğer aylarda da sıcak su üretimine oransal destek hedeflenmekte olup, kolektör sayıları buna göre seçilmektedir. Dört kişilik bir ailenin oturduğu bir daire için en az 2 kolektörlü bir sistem ve her sistemin üstünde yatay olarak bulunan bir depo düşünüldüğünde, çok katlı örneğin 44 daireli bir sitede 88 kolektör ile 44 adet deponun çatıya yerleştirilmesi ve her daire için ayn ayrı tesisat çekilmesi zorunluluğu bulunmaktadır. 88 kolektör için çatıda çok geniş bir alan gerekeceğinden ve bazen de bulunamayacağından, fiziksel kısıtlamalar bu uygulamaları engellemektedir. Diğer yandan çatının uygun olması durumunda, binaların üzerinde mimari açıdan, özellikle depoların görüntüsü sebebiyle büyük bir görüntü kirliliği de oluşacaktır. Özellikle 10 daireden fazla konutların bulunduğu apartman veya çok katlı sitelerde merkezi kazan boyler sistemi ile destekli güneş enerjili kombine sıcak su sistemlerinin kullanımı ile 365 gün 24 saat verimli ve Makale •Article konforlu sıcak su temini mümkün olabilecektir. Bu tür sistemlerde tüm dairelerin aynı anda sıcak suya ihtiyacı olmayacağı kabulünden hareketle eş zaman faktörü de göz önüne alınarak, çatıya konulacak kolektör sayısında % 40 oranında azalma olacaktır. Aynca kazan dairesine konulacak çift serpantinli boyler (Bkz. Şekil 2) veya ısı depolama tankı ve plakalı ısı değiştirgecinin birlikte kullanıldığı (Bkz. Şekil 3) kombine sistem uygulamalarıyla çatıya depo montaj edilmesine gerek kalmayacaktır. m i «Vk â Şekil 4. Güneş enerjisi destekli kombine sıcak su üretim sistemlerinde örnek kolektör yerleşimi [1], *, ÎZ NO "NC 'C t.--| ", T, n Vui »o** «i < Şekil 2. Çift serpantinli tek boylerli güneş enerjili kombine sıcak su üretim sistem şeması Va* V Hava tahliye musluğu Ön Musluk Yardımc ısıtma dcpoiam \ın. Bu tür sistemlerde çatıdan kazan dairesine bir gidiş bir dönüş olmak üzere sadece 2 adet boru çekilecek bireysel uygulamadaki gibi 44 çift borunun dairelere dağıtılmasına ihtiyaç olmayacaktır. Ayrıca her daire için bireysel destek sıcak su üretim sistemi ihtiyacı da ortadan kalkacağından, yatırım maliyetinde ciddi oranda tasarruf sağlanacaktır. Diğer taraftan 12 ay boyunca değişen oranlarda güneş enerjisinden yararlanılması sonucunda, destek sisteminin kullandığı yakıt miktarındaki azalma sonucunda da işletme giderleri büyük oranda azalacaktır. Su Su girişi Kollcktör-depo ısı değiştiricisi Şekil 3. Isı değiştiricin ve ısı akiimülasyon tanklı güneş enerjili kombine sıcak su üretim sistem şeması Böylelikle yukarıdaki örnek için 88 yerine 54 kolektör kullanılırken, 44 adet depo yerine sadece kazan dairesine tek bir boyler yerleştirilecektir. Bu uygulama sonucunda kolektörler seri veya paralel olarak Şekil 4 'de görüldüğü üzere bir bütün içinde monte edilecek ve mimari görüntü kirliliğinin de önüne geçilmiş olacaktır. Sonuç olarak güneş enerjili kombine ısıtma sistemlerinde destek yakıtı olarak doğalgaz kullanımı en ekonomik çözüm olmakla birlikte, doğalgazın olmadığı bölgelerde LPG veya fuel-oil kullanımıyla dahi etkin, verimli, ekonomik, çevreye zarar vermeyen ve mimari görüntü kirliliği yaratmayan temiz enerjili sıcak su üretim sistemi kurulmuş olacaktır. 7. Sonuç Dünyadaki enerji krizi ve diğer enerji hammaddelerinin artan maliyetleri nedeniyle ucuz, temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerjisi uygulamalarının artması, gerek Türkiye, gerekse dünya açısından önemli ekonomik sonuçlar doğurabilecektir. Güneş enerjili bir yatırımının ekonomik olabilmesi için güneş kolektörlerinin; HMD Ocak •Şubat 2010 Makale •Article 1. Verimi arttırılmalıdır. Soğurucu yüzey ve cam malzemelerinin geliştirilmesi verimi arttıracaktır. 2. Stabilitesi arttırılmalıdır. Kollektörler rüzgâr gibi dış etkilere karşın dayanıklı ve dengeli olmalıdır. 3. Amortisman maliyeti düşürülmelidir. Amortisman maliyeti, yük faktörü, faiz oranı ve yatırım giderlerinin fonksiyonu olup, faiz oram ve yatırım giderlerinin azalması, amortisman maliyetini düşürürken, yük faktörünün (güneş enerjisinden faydalanılan uygulama alanlarının) arttırılması ise amortisman maliyetini düşürür. 4. Kolay kullanılabilir olması gerekmektedir. Uygulayıcılara işletme yönünden uygulama kolaylıklan sağlamalıdır. Fosil yakıtlı konvansiyonel sistemlerin ilk yatırım maliyeti düşük, yıllık işletme (yakıt) giderleri fazladır. Fosil yakıt enerjileri ile güneş enerjisinin birlikte kullanıldığı güneş enerjisi destekli kombine sıcak su üretim sistemlerinde ise, ilk yatırım maliyeti yüksek olmasına rağmen, işletme giderleri çok az olup, sadece fosil yakıtlı sistemin işletme maliyeti vardır. Günümüz teknoloji düzeyinde ve üretim koşullarında, karın maksimizasyonunu sağlayacak sürdürülebilir enerji dönüşümlü kombine bir sistem geliştirilmesinin amaç edinildiği bu çalışmada, ekonomik optimizasyon, teknik optimizasyonun önüne geçmektedir. Güneş enerjisi dönüşüm sistemlerinde, işletme (yakıt) maliyeti sıfıra, yatırım maliyeti ise maksimuma gitme özelliğindedir. Optimum birim ürün üretim maliyeti, işletme ve amortisman maliyetlerince belirlenen toplam birim ürün maliyetinin en aza indirilmesi ile sağlanır. İşletme gideri, işletme veriminin arttırılmasıyla, yatırım veya amortisman gideri ise sistem yük ve işlerlik faktörlerinin yükseltilmesi sayesinde azaltılabilir. Güneş enerjisi uygulamalarında yük faktörünün arttırılması, ilk yatırım maliyeti yüksek, fakat işletme giderleri çok düşük olan bu tip sistemlerin kullanım sürelerini arttırarak, ilk yatırım maliyeti düşük ancak işletme giderleri yüksek olan konvansiyonel sistemlere karşı, güneş enerjisi uygulamalarını ekonomik ve - TTMD Ocak Şubat 2010 avantajlı hale getirmektedir. Maliyeti düşürmek uygun sistem konfigürasyonunun belirlenmesi ile olur. Kombine güneş enerjili sıcak su üretimi uygulamalarında sabit ve sürekli yükler güneş enerjisi sistemi, değişken yükler ise destek sistemi ile karşılanacak şekilde konfigürasyonlar belirlenmelidir. Böylece birim sistem yükünü karşılayan enerjinin ilk yatırım maliyeti azalır. Tüm sistem yükü güneş enerjisi ile karşılanacak şekilde yapılan sistem tasarımı, birim yükü karşılayacak enerji başına düşen ilk yatırım maliyetini arttırdığından ekonomik değildir. Bu nedenle sistem yüklerinin, güneş enerjisi ve fosil yakıt yakma sistemleri ile ortak karşılanması en düşük maliyetli sıcak su üretim metodudur. Sonuç olarak, hem estetik ve homojen bir görünüm sağlaması açısından, hem de bireysel sistemlere nazaran yaklaşık olarak % 40’lara varan ekonominin sağlanması bakımından, güneş enerjisi destekli kombine sistemlere kısa zaman içerisinde geçilmelidir [12], Bu sistemlerde dolaşım tek kolondan yapıldığı için, en alt katlarda bile sıcak su bulunabilecek ve büyük ölçüde su kayıplarının da önüne geçilebilecektir. Yine çok katlı blokların ve binaların teraslarında, tekil sistemlerin konulabileceği yeterli alanların bulunamaması çözümsüzlüğünü, kombine sistemler ortadan kaldırabilecektir. Kapalı devre kombine sistemlerin kullanımıyla, güneş enerjili sıcak su üretim sistemlerinin verimliliğini artırabilmek, uzun ömürlü olabilmelerini sağlamak da mümkün olabilecektir. Ayrıca güneş enerjili sistem yatırımlarının, yapılan analizlerde genellikle ekonomik çıkmamalarının en önemli nedeni, ilk yatırım maliyetinin alternatif sistemlere göre çok yüksek olmasıdır. Burada ilk yatırım maliyetini etkileyen en büyük gider kalemini güneş kolektörleri oluşturmaktadır. Kombine sistemlerde ortak kullanım ve eş zaman faktörlerinin göz önüne alınması sonucu sistemde kullanılacak düz kolektör sayısında azalma olmaktadır. Bunların yanında güneş enerjisi destekli kombine sıcak su üretim sistemlerinin, büyük oranda elektrik fiyatına ve az da Makale •Article olsa yakıt fiyatına duyarlı olması nedeniyle, işletme giderleri diğer sistemler göre daha azdır. Bu nedenle yakıt ve elektrik tüketiminin fazla olduğu uygulamalarda, güneş enerjisinin kullanımı yaygınlaştırıldığı, yani yük faktörü arttırıldığı takdirde, işletme maliyetleri çok az olan güneş enerjili sistemler ekonomik olabilecek ve bunun sonucunda da tüm ülke genelinde yaygınlaşabilecektir. Önümüzdeki yıllarda, ilk yatırımda en büyük gider kalemini oluşturan güneş kolektörlerinin ülkemizde maliyeti ucuzladığı müddetçe ve özellikle yoğunlaştırıcı güneş kolektörlerinin uygulamaları ve kolektör verimleri teknik gelişmelerle arttırıldığı ölçüde, güneş enerjili sistemlerde ekonomik olma yolunda daha hızlı ilerlemeler kaydedilebilecektir. Çünkü işletme giderleri bakımından diğer sistemlere göre çok daha avantajlı olan bu sistemler, alternatiflerine nazaran hava kirliliğini de büyük oranda azaltmaktadır. 8. Kaynaklar [ 1 ]. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü Web Sitesi, www.eie.gov.tr, 2007. [2], ESKİN, N., Türkiye'de Güneş Enerjisi Araştırma ve Geliştirme, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Sayı.9 1 , s.74-82, 2006. [3], ÖZSOY, A., Güneş Enerjili Sıcak Su Hazırlama Sistemlerinde Isı Transfer Yağının Kullanılabilirliği, TMMOB Güneş Enerjisi Sistemleri Sempozyumu ve Sergisi Bildiriler Kitabı, Mersin, 2003. [4], TIRIS, M„ TIRIS, Ç„ ERDALLI Y, “Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemleri”, TÜBİTAK MAM, Gebze, 1997. [5], DUFFIE, J.A., BECKMAN, W.A., “Solar Engineering of Thermal Processes”, Wiley, 3rd ed., 2006. [6]. TIRIS, Ç„ SÖHMEN, M., Türkiye’de Üretilen Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Güneş Kolektörleri, Güneş Günü Sempozyumu, s.3036, Kayseri, 1999. [7]. TSE, “TSE 3817 Güneş Enerjili Su Isıtma Sistemlerinin Yapım, Tesis ve işletme Kuralları”, Ankara, 1994. [8], ALTUNTOP, N., TEKİN, Y., Güneşli Sıcak Su Üretim Sistemlerinde Otomatik Kontrol Uygulamaları, TMMOB Güneş Enerjisi Sistemleri Sempozyumu ve Sergisi Bildiriler Kitabı, Mersin, 2003. [9], ÇOLAK, L„ DURMAZ, A., Güneş Kolektörü ile ilgili Ekonomik Analizler, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Sayı.94, s.17-23, 2006. [10]. “Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği”, T.C. Başbakanlık Çevre Genel Müdürlüğü, Ankara, 1986. [11], KILIÇ, A., ÖZTÜRK, A., “Güneş Enerjisi”, Kipaş Dağıtımcılık, 1983. [12], EVCİLMEN, S., Doğal Enerji Kaynağı Güneş Enerjisi ve Güneş Enerji Sistemleri, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Temmuz 1993, s.26-29, 1993. Yazar Levent ÇOLAK 1965 Ankara doğumludur. 1986 yılında ODTÜ Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümünü bitirmiştir. Aynı Üniversiteden 1989 yılında Yüksek Mühendis ve Gazi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünden 2003 yılında Doktor unvanını almıştır. 1986-1989 yılları arasında ODTÜ Makine Mühendisliği Bölümünde Araştırma Görevlisi olarak çalışmış, 1989-2001 yılları arasında tesisat ve taahhüt sektöründe Makine Mühendisi, Teknik Müdür ve Satınalma Müdürlüğü görevlerinde bulunmuştur. 2001-2004 yılları arasında güneş enerjisi sektöründe faaliyet gösteren bir firmada ARGE Mühendisi olarak, “Parabolik Güneş Kolektörleri Kullanılarak Güneş Enerjisi ile Soğutma” konulu TÜBİTAK TİDEB ve KOSGEB projelerinin yürütülmesinde görev yapmıştır. 2004-2005 akademik yılından itibaren Başkent Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümünde enerji, enerji ekonomisi, güneş enerjisi, ısıtma soğutma iklimlendirme sistemleri tasarımı, ısı transferi ve termodinamik konularında öğretim görevlisi olarak çalışmaktadır. HMD Ocak -§ubat 2010