Bu çalışmada, Karabük ili şartlarında %25 tuz konsantrasyonuna sahip tuzlu sudan (Marmara denizi) güneş enerjili, bir damıtma cihazı tasarlanarak imal edilmesi ve denenmesi amaçlanmıştır. Tasarlanan damıtıcı vakum tüplü ve havuz tipi şeklindedir.
Damıtıcının her alanda kullanılabilmesi için taşınabilir olması düşünülmüştür.
Yüksek verim elde edebilmek için de yoğuşturma yüzeyinde ısı geri kazanım uygulamasına gidilmiştir.
3 BÖLÜM 2 GENEL BİLGİLER 2.1 GÜNEŞ ENERJİSİ
Güneş, dünyamıza ve diğer gezegenlere enerji veren sonsuz denilebilecek güce sahip tek enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi, doğrusal yönde hareket eden güneş ısınlarıyla iletilir. Bir cisim üzerine gelen güneş ışınları dört kısma ayrılır. Bunların bir kısmı cismin içine girerek arka tarafa geçer, bir kısmı yansır, bir kısmı dağılım (tifüse) yoluyla yansır, geriye kalan kısmı ise, cisim tarafından soğurulur (absorbe edilir).
Güneş enerjisinin tamamı, bu güneş ışınlarının toplamına eşittir. Bunların her birinin toplam enerjiye oranı o cismin geçirme, yansıtma, tifüs yansıtma ve soğurma özelliklerini gösterir.[3]
Güneşten gelen ısınlar atmosferin içine girdiği andan itibaren kırılıp yansıyıp yutulmakta, yön ve sekil değiştirmekte sonunda yine uzaya dönmektedir. Bulutlar ise ışık yönünü değiştirerek yansıtır. Bu olaya kırılma–yansıma refleks iyon denir. Yer yüzeyine kadar gelen ısınlarda yere çarptığı zaman yön değiştirerek yansımaya uğrarlar. Bu olaya ise albino adı verilir. Güneş ısınları bir cisme çarptığı zaman dalga uzunluklarına göre farklı açılarda kırılır ve yansır, bu olaya ışık dağılması difüzyon denir .[4]
Güneş ısınımı atmosferi geçerken bir kısmı yansıtılır, bir kısmı yutulur. Yeryüzüne ulasan güneş ısınımı miktarı, dünyanın, güneş etrafındaki yörüngesine (senenin günlerine) , kendi etrafında dönmesine (günün saatine), atmosferik Sartlara (bulutluluk, nem oranı, görünürlük vs.), coğrafik faktörlere (enlem, yükseklik) göre değişir. Yeryüzündeki birim yatay düzleme gelen güneş ısınımı ortalama 400 ile 800 W/m2 mertebesindedir. Bütün yeryüzüne, bir senede gelen güneş ısınımı, dünya enerjisi ihtiyacının yaklaşık 15000 katıdır.[5]
4
2.2 TÜRKİYE’DE GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ
Coğrafi konumu itibariyle, dünyanın güneş kuşağı içerisinde yer alan ülkemizin güneş enerjisi potansiyeli oldukça yeterli düzeydedir. Özellikle güney bölgelerimizde oldukça büyük bir güneş enerjisi potansiyelimiz mevcuttur [3].
Kuzey yarımküre üzerinde 36-42° paralelleri arasında bulunan ülkemiz güneş enerjisi açısından uygun konumda bulunmaktadır. Yıllık güneşlenme süresinin 2640 saat ve ortalama ısınım şiddetinin 3080 kcal/m2gün olduğu ülkemiz, güneşlenme bölgesi olarak dört farklı bölgeye ayrılabilir.
1. Güneydoğu Anadolu Bölgesi- 4000 -4400 kcal/m2gün ısınım şiddeti
2. Akdeniz ve Ege Bölgesi’nin İzmir’e kadar uzanan bölümü- 3700 -4000 kcal/m2 gün 3. Çanakkale’den başlayıp Orta Anadolu ve Doğu Anadolu’ya uzanan bölge 3100 -3700 kcal/m2 gün
4. Marmara ve Karadeniz Bölgesi- 2800 -3100 kcal/m2 gün [6]
2.3 DENİZ SUYU ÖZELLİKLERİ VE İÇME SUYU KALİTESİ BAKIMINDAN TUZLU SU
Deniz sularnın tuzluluk oranlarını büyük ölçüde o bölgedeki yağış oranları ve denizlere giren tatlı su kaynakları (dere, nehir vb.) belirlemektedir.
Dünya üzerindeki denizlerin tuzluluk içerikleri Çizelge 2.3.1’de verilmiştir. Akdeniz, kavurucu yaz günlerinde buharlaşma ile yitirdiği suyun pek azını akarsu ve yağışlarla geri alabildiği için denizin tuzluluğu giderek artmaktadır[2].
5
Tablo 2.3.1Dünya üzerindeki çeşitli denizlerin tuzluluk oranları (Janisch, 1994) .[7]
Denizler Tuz konsantrasyonu ( % )
Standart deniz suyu 35
Baltık denizi 7
Hazar denizi 13
Pasifik okyanusu 34
Atlantik okyanusu 36
Kızıldeniz 43
Basra körfezi 43
Karadeniz 18
Marmara denizi 22
Ege denizi 38
Akdeniz 43
Deniz suyunun bileşenleri Şekil 2.3.1’de açık olarak ifade edilmektedir.
Şekil 2.3.1 Deniz suyunun kimyasal bileşenleri (Künzel, 1989)
Deniz suyu normalde doğada mevcut bulunan bütün elementleri içermektedir.
Denizlerde organik ve inorganik olarak bulunan bu bileşenler, deniz suyunun tuzunu gideren sistemlerde birçok probleme sebebiyet vermektedir (Janisch, 1994). Bu sistemlerde zamanla oluşan yosun tabakalarının yanı sıra, yine bu sistemlerin iç çeperlerinde meydana gelen tortu halindeki kabuklaşma başlıca problemlerdir. Sistem
6
içinde artan sıcaklık, tuzun çözünme kabiliyetini azaltır ve bu durum çökelmeye yol açar (Künzel, 1989). Çökelme oluşumunun yüksek sıcaklıklarda meydana gelmesi sebebiyle çalışma sıcaklığının en fazla 120 °C’da tutulması çökelme oluşumunu engelleme açısından faydalıdır.[8]
2.3.1 Deniz Suyunun Tuzluluğu
Deniz suyunun tuzluluğunu oluşturan belli başlı erimiş tuzlar sırasıyla klor, sodyum, sülfatlar, magnezyum, kalsiyum, potasyum bikarbonat ve bromdur. Bilinen tüm elementler deniz suyunda mevcuttur.
2.3.2 Deniz Suyunun Sıcaklığı
Deniz yüzeyinde ve yüzeye yakın bölgelerde su sıcaklığı hem mevsimlik hem de günlük değişim gösterir. Su derinliğinin az olduğu kıyı kesimleri dışında, deniz tabanına yakın bölgelerde su sıcaklığı önemli bir değişiklik göstermez. Suyun yüzeyi ile deniz tabanı arasında sıcaklığın derinliğe göre diğer kısımlara nazaran çok daha hızlı değiştiği bölgeye termalin tabaka denir.
2.3.3 Deniz Suyunun Yoğunluğu
Yoğunluk, deniz suyunda tabakalamaya ve akıntıların oluşmasına etki eden önemli bir faktördür. Denize genellikle dipten deşarj edilen atık suların yoğunluğu deniz suyuna göre daha düşük olduğundan yüzeye doğru yükselir ve deniz suyu ile karışarak seyrelirler. Bu arada mevcut tabakalamaya göre yüzeye çıkarlar ya da belli bir derinlikte kalırlar. Deniz suyunun yoğunluğu; basınca, derinliğe, tuzluluğa ve su sıcaklığına bağlı olarak değişiklik gösterir ve 4 °C’deki yoğunluğu 1000 kg/m3 olan saf sudan fazladır. Yoğunluk, tuzluluk ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak derinlikle değişir. Genellikle az yoğun bir üst tabaka ve tabanda yoğun bir alt tabaka mevcuttur.
Bu iki tabaka arasında yoğunluğun derinliğe göre hızla değiştiği pikniklin tabaka yer alır. [2]
7 BÖLÜM 3
GÜNEŞ ENERJİSİYLE SU DAMITILMASI
3.1 DAMITMA NEDİR?
Damıtma bir sıvı karışımdaki bileşenlerin önce buharlaştırılması ve sonrada soğutulması sonucunda birbirinden ayrıştırılması işlemidir. Bu yöntemde esas olay buhar basıncına dayanmaktadır. Bir sıvının buhar basıncı, sıvı ile dengedeki buharın basıncı anlamına gelmektedir. Her sıvı ve katının bir buhar basıncı vardır. Sıvı sabit sıcaklıkta ısıtılırsa, sıvının buhar basıncı verilen ısı ile orantılı olarak artar. Sıvının buhar basıncının dış atmosfer basıncına eşit olduğu noktaya ise kaynama noktası denir.
Kaynama noktasındaki bir sıvıya daha fazla sıcaklık verildiği zaman sıvının sıcaklığı artmaz sadece fazla ısı sıvının buharlaşmasına neden olur.[9]
3.2 SU DAMITMA İŞLEMİNDE KULLANILAN ENERJİ KAYNAKLARI
Şekil 3.2.1 Su Damıtma işleminde Kullanılan Enerji Kaynakları [10]
3.2.1 Nükleer Enerji Kaynakları
Nükleer enerji, uranyum gibi ağır radyoaktif atomların bir nötron çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi (fisyon) veya hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomlar meydan gelmesi(füzyon) sonucu ortaya çıkan enerjidir. Bu enerji kaynağı elektrik enerjisinin üretilmesinde kullanılmaktadır. Klasik yöntemlerde kullanılan iki
8
enerji kaynağı da önemli düzeyde çevre kirliliğine neden olmaktadır. Ayrıca bu enerji kaynaklarının pahalı olması da arıtma prosesinin işletme maliyetini artırmaktadır.[10]
3.2.2 Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Bu enerji kaynakları başta güneş olmak üzere rüzgar, jeotermal ve su gücüdür. Bu kaynaklardan elde edilen enerji, klasik kaynaklardan elde edilen enerjiye göre işletme maliye çok düşüktür. Bu enerji kaynakları aynı zamanda çevre kirliliği üzerinde de çok önemli bir etkiye sahip değildir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte büyük bir enerji talebi olmuştur. Günümüzde bu enerjinin büyük bir kısmı fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Bu şekilde elde edilen enerji hem pahalı hem de çevre kirliliğine neden olduğundan yenilebilir enerji kaynaklarına olan talep artırmıştır. Yenilebilir enerji kaynaklarından en fazla kullanılanı güneş enerjisi olup, onu su rüzgâr ve jeotermal enerji takip etmektedir. [10]
3.2.2.1 Rüzgâr gücü
Rüzgârın kinetik enerjisi basınç üretiminde ve elektrik üretiminde kullanılır. Rüzgâr gücünden elde edilen enerji elektrik ve mekanik enerji olmak üzere iki şekilde kullanılmaktadır. Rüzgâr tribünlerinden aracılığıyla elde edilen elektrik enerjisi, elektrodiyaliz ve ters osmoz proseslerinde kullanılabilir. Rüzgârdan elde edilen mekanik enerji direk olarak ters osmoz yönteminde kullanılabilir. Rüzgâr tribünlerinden elde edilen mekanik enerji aynı zamanda yeraltından yer üstüne suyu taşımak için de kullanılır.[10]
3.2.2.2 Jeotermal Enerji
Jeotermal enerji yer kürenin derinliklerine var olan ısı enerjisinin açığa çıkarılması ile elde edilir. Çekirdekte 4200 °C sıcaklığına sahiptir.. Jeotermal kaynaklar çok eski tarihlerden beri bilinmektedir. Burada elde edilen sıcak su birçok alanda kullanılmaktadır. Günümüzde kullanım alanı ve kullanım da artmaktadır. Buhar/buhar su karışımı (150-350 °C) arasında 300-3000 metreden elde edilir. Elde edilen bu buhar elektrik ve ısı enerjisi olarak damıtma proseslerinde kullanılır. Elektrik enerjisi olarak ters osmoz ve elektrodiyaliz yöntemlerinde, ısı enerjisi olarak ısıl proseslerde kullanılabilir [11].
9 3.2.2.3 Su Gücü
Sudan elde edilen enerji su tribünleri aracılığıyla direk mekanik enerji veya elektrik enerjisi olarak kullanılmaktadır. Direk mekanik enerji olarak su değirmenleri şeklinde eski zamanlardan beri kullanılmaktadır. Günümüzde elektrik enerjisinin elde edilmesinde çok önemli bir yere sahiptir. Türkiye’de elde edilen elektrik enerjisinin % 29’u hidroelektrik santrallerinden elde edilmektedir. Hidroelektrik santrallerini % 90–
95 civarı nehirlerin önüne setler çekilerek barajlardan elde edilir ve geri kalan kısım ise direk nehirlerdeki akışlardan eldeedilir [12].
Su gücünden elde edilen mekanik enerji damıtma proseslerinde basıncın sağlanmasında kullanılır. Bu sistem ters osmoz yönteminde kullanılabilir. Elde edilen elektrik enerjisi ise elektrodiyaliz ve ters osmoz proseslerinde kullanılabilir.
3.2.2.4 Güneş Enerjisi
Güneşin dünyadan uzaklığı yaklaşık olarak 150x106 km civarında olup dış yüzeyi 6000 K sıcaklığındadır.Güneşin yaydığı elektromanyetik dalgaların boyu 3,0 Mm dan 0,25Mm arasında olup hız 2,9979x108 m/sn dır. [12].
Su damıtma işlemlerinde kullanılan termal ve mebran yöntemlerde enerji olarak fosil yakıtlarından elde edilen enerji kullanıldığı gibi bu proseslerin ya direk kendisinde ya da ara işlemlerde yenilebilir enerji kaynakları kullanılabilmektedir. Mesela buhar sıkıştırmalı damıtma işleminde güneş enerjisinden faydalanarak suyun ısıtılması için kullanılacağı gibi güneş enerjisinin elektrik enerjisine çevrilerek kompresörün buharı sıkıştırması amacıyla kullanılabilir. Aynı şekilde güneş enerjisi direk olarak suyun buharlaştırma ve yoğuşturma prensibi ile çalışan damıtma proseslerinde de kullanılabilir [12].
Güneş enerjisi damıtma proseslerinde 3 temel enerji şekliyle kullanılır. Elektrik ısı ve mekanik şekillerinde kullanılır. Güneş enerjisi yardımıyla elde edilen ısı enerjisi direk olarak MED ve MSF sistemlerinde suyun ısıtılarak buhar elde edilmesi işlemlerinde kullanılır.
10
Güneş enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülerek ters osmoz ve elektrodiyaliz yöntemlerinde sıkıştırma ve hareketli bölümlerinde kullanılır.
Güneş enerjisinden elektrik enerjisi iki şekilde elde edilmektedir. Bunlardan ilki güneş pili ile dönüşümdür. Diğer yöntem ise Güneş enerjisinin ısı enerjisine dönüşümü daha sonra da bu ısının elektrik enerjisine dönüşümüyle elde edilir. Her iki şekilde elde edilen elektrik enerjisi de ters osmoz ve elektrodiyalizde kullanılabilir. Burada elektrik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülerek bu sistemlerdeki mekanik kısımların harekete dönüşümünde kullanılır.[14]
3.3 GÜNEŞ ENERJİSİNDEN YARARLANILARAK SUYUN DAMITILMASI TARİHİ
Bilinen ilk güneş enerjili damıtmanın 1551 yılında (Adam Lonicer’in yazılarından) yapıldığı anlaşılmaktadır. [13]
Güneş enerjili damıtıcılarda modern çağ 1872’de Kuzey Sili’de Las Salinas (Şekil 3.3.0.1) yakınlarında İsveçli Mühendis Charles Wilson tarafından büyük bir havuz tipi damıtıcının inşasıyla başlamıştır. Geniş ölçekli bu havuz, Şili’ deki maden çalışanlarına içecek su üretmek için kurulmuştur. Dizayn edilmiş 4700 m2’lik cam kapaklı damıtıcı, uzun seneler boyunca nitrat isleme tesisi olarak hizmet vermiştir.
Harding tarafından tarif edilen orijinal havuz tipi damıtıcı, 61 m uzunluğunda ve 1,4 m genişliğinde ahşap bölmelerden inşa edilmiştir. Bu damıtıcı ile günde 1 m2 buharlaşma yüzeyinden 5 kg su elde edildiği bilinmektedir. Bu da bir günde toplam 23 000 litre suya karşılık gelmektedir [14]
11
Şekil 3.3.3.3.1 Şili deki Damıtıcılar
1958’de dikey şekilde imal edilen damıtma havuzu, ılıman bölgelerde uygulanmak üzere tasarlanmıştır. Bu damıtma havuzu, dikey dört adet havuzun birbiri üzerine konulmasıyla bir cam serada inşa edilmiştir. Bu damıtma havuzunun toplam alanı 1 m2 dir ve zeminin alanı havuza kadar 0,3 m2 dir. Damıtma havuzunun tabanı, havuzu çevreleyen hava dolayısıyla termal bir izolasyona ihtiyaç duymamaktadır. Test süresince güneş ısınlarının az olduğu zamanlarda bile yeterli miktarda damıtılmış su elde etmek mümkün olmuştur. Elde edilen deney sonuçları 1958’deki Teheran Konferansı’nda, çalışmanın bir özeti de 1961’de Birleşmiş Milletlerin Yeni Enerji Kaynakları ile ilgili birimi tarafından Roma’da sunulmuştur .[15]
1962 yılında yeni bir damıtma havuzu tasarlanmıştır. Bu havuz basamaklı biçimde yapılmıştır. Havuz, siyah anotlarmış alüminyumdan yapılmış ve tuzlu suyu toplamak için kullanılmıştır. Üst cam örtü yaklaşık 20 °’lik bir eğime sahiptir ve tabanında tuzlu su bulunmaktadır. Bu damıtma havuzu 5 cm’lik polystyrene plastik ile izole edilmiştir.
Damıtma havuzları 1,5 ile 3 m2 arasında alanlara sahiptir. Bu modelle çok miktarda su üretimi yapılmıştır. Tuzlu su, geceleyin havuza verilmektedir. İlk üst havuzdan, en alttaki havuzlar dolana kadar boşaltım işlemi devam etmektedir. Fazla tuzlu su, en alttaki havuzdan tüpler kullanılarak gün boyunca boşaltılmaktadır. Cam örtü, havuzların temizlenmesi için kolaylıkla kaldırılabilecek şekilde yapılmıştır. Bu
12
havuzlardan düzinelerce inşa edilmiştir. Özellikle kurak adalarda Pantelleria (Akdeniz’de Sicilya ile Tunus’un arasında) ve Tremiti (Apulia) ve diğer sahil alanlarında kurulup, test edilmiştir [15]
3.4 GÜNEŞ ENERJİLİ DAMITMA SİSTEMLERİ
Damıtma ile temiz su üretimi basit ve etkili bir yöntemdir ve aynı zamanda güvenlidir.
Bu işlem enerji gerektirir ve güneş enerjisi ısı kaynağı olarak kullanılabilir. Bu işlem sırasında su buharlaşır, böylece içindeki maddelerden ayrılır ve saf su olarak yoğunlaşır. Güneş enerjili damıtma havuzları sudaki tuzu, ağır metalleri ve sudan kaynaklanan hastalıkları yok etmektedir. Güneş enerjisiyle damıtma elde edilen saf su pek çok şişelenmiş sudan çokta iyidir. [4]
Şekil 3.4.1 Güneş Enerjili Damıtma Yöntemleri[4]
Güneş enerjili damıtma sistemleri genelde aktif ve pasif olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Bu sistemlerin sınıflandırlması Şekil 3.4.1’ de gösterilmektedir.
Pasif damıtma sistemlerinde pompalı dolaşım yoktur. Genelde havuz tipli tasarlanmış sistemlerdir(Şekil 3.4.2).
13
Şekil 3.4.2 Tek havuzlu cam çatılı güneş damıtma sistemi.
Aktif çalışma yönteminde, ilave enerjinin çanağa girmesi doğal dolasım ve zorlanmış dolaşım ile olur. Doğal dolaşımda, sıcak su, havuz suyu ve sıcak besleme suyu arasındaki basınç farkından dolayı kendiliğinden hareket eder. Zorlanmış dolaşımda ise, pompası kullanılarak dolasım sağlanır.
Deniz suyunun aktif ve pasif yollarla ısıtılması sonucunda, deniz suyu buharlaşır ve su yüzeyinin hemen üzerinde havayla karışarak havayı nemlendirir. Bunun sonucunda, havanın yoğunluğunda farklılıklar ortaya çıkar. Bu farklılıklar sayesinde de hava-su buharı karışımı hareket ederek, çanak içinde dolaşır. Hareketli karışım, daha düşük sıcaklıktaki saydam örtüye ulaşıp temasa geçtiğinde, su buharı yüzey üzerinde yoğuşur. Oluşan taze su, saydam örtünün eğiminden dolayı alt kısımlara akar. Buradan da damlalar halinde yoğuşma oluğuna dökülür ve oradan da çanak dışındaki depoya iletilir. Isısını kaybetmiş çanak içerisindeki hava, nemlendirme olayının tekrarı için sıcak deniz suyunun yüzeyine geri döner. [14]
3.4.1 Güneş Enerjili Damıtıcı Tipleri
Güneş enerjisi ile yapılan damıtma sistemleri başlıca 2 kısımda incelenebilir. Sisteme su akışının sürekli olmadığı “pasif” , akışın sürekli olduğu sisteme ise “aktif” sistemler denir.
3.4.1.1 Aktif Sistemler
Bu tür sistemlerdeki temel amaçlardan birisi damıtıcı içerisinde bulunan tuzlu suyun sıcaklığının düşüşünü engellemektir. Bu sistemde tüm sistemin günlük damıtmadaki
14
etkisi, yoğuşmadan dolayı oluşan atık ısının kullanılması ve su derinliğinin azalmasıyla artırılabilir. Bir başka deyişle yoğuşturucu ve buharlaştırıcı yüzey arasındaki artan sıcaklık farkı pasif güneşin günlük damıtma miktarını artırır [16].
Bu durum yoğuşturucu yüzeyin sıcaklığındaki azalış ya da buharlaştırıcı yüzeyin sıcaklığındaki artış ya da her iki durumun kombinasyonundan elde edilir. Dış kaynaktan havuza aktarılan termo-enerji buharlaştırıcı yüzeyin sıcaklığını artırır. Dış kaynaktan termal enerji ile beslenme düzenlenmesi iki şekilde olur [16].
3.4.1.1.1 Gece Üretimi
Konvensiyonel tip güneş enerjili damıtıcıda gün içerisinde havuzdaki su kütlesinde depolanmış olan ısı enerjisinin, güneş ışığının olmadığı gece saatlerinde buharlaşma için kullanılması olur. Bu durumun gerçekleşmesi için su derinliğinin mümkün olduğu kadar fazla olması gerekir. Çünkü su miktarı ile depolanan ısı enerjisi miktarı arasında bir doğru orantı mevcuttur [16].
3.4.1.1.2 Ön Isıtmalı Su Uygulaması
Ön ısıtmalı su uygulamasında havuzun içerisine sabit akışlı sıcak su ile beslenmesi söz konusudur. Bu sistemlerde bir damıtıcı ve sistemi sıcak su ile besleyen kolelktörler vardır. Havuz suyu sabit miktarlarda kolektöre gider, burada sıcaklığı artarak tekrar havuza geri döner. Bu döngü sırasında damıtıcıdan elde edilen damıtılmış suyun sistemden ayrılması ile birlikte meydana gelecek su seviyesindeki azalma sisteme dışarıdan soğuk su takviyesiyle sağlanmaktadır. Bu durumda havuz suyunun sıcaklığında bir azalma olacaktır. Bu sıcaklık düşüşünün önüne geçileceği gibi havuz suyunun sıcaklığının da artması sağlanacaktır. Bu işlem güneş ışığının olduğu zaman içersinde sürekli devam etmektedir (Şekil 3.4.3) [16].
15 3.4.1.2 Pasif Solar Damıtıcı
3.4.1.2.1 Konvansiyonel Tek Eğilimli Damıtıcı
Bu damıtıcılar Şekil (3.4.5.a) da görüldüğü gibi tek eğime sahiptirler. Bu sistemlerde eğilim olduğundan yoğuşma yüzey alanı daha azdır ve toplama kanalı tek taraflı olup, yoğuşan akış da eğim yönünde olacaktır. [10]
3.4.1.2.2 Konvensiyonel Çok Eğilimli Damıtıcı
Bu damıtıcılarda yoğuşturucu yüzeyinde yani üst kapakta 2–4 tane eğim bulunmaktadır. Yoğuşan buharın akış yönü eğim yönünde olmakta ve eğim sayısı kadar toplama kanalı bulunmaktadır. Bu sistemlerde yoğuşan buhar miktarı tek eğilimliye göre daha fazladır. Bu sistemler simetrik ve simetrik olmayan olmak üzere 2 kısma ayrılır (Şekil 3.4.5.e). Simetrik olanlarda eğim doğu batı hizasında yerleştirilmekte ve yönlendirme şartları serbesttir. Sistem maksimum ışınım alacak şekilde konumlandırılır ve büyük bir üretim sağlarlar. [10]
Şekil 3.4.3 Aktif sistem (Ön Isıtmalı) [16]
16
Şekil 3.4.4 Tek Havuzlu ayrı kondenserli damıtıcı[17]
17
Şekil 3.4.5 Farklı Tip Damıtıcılar
a)Simetrik Çift Eğimli Damıtıcı b)Simetrik Plastik Örtü c) Simetrik V tipi Plastik Örtülü d) Tek Eğimli e) Çift eğiimli f) Simetrik olmayan Çift Eğimli g) Simetrik olmayan çift Eğimli[18]
18 3.4.1.2.3 Havuz Tipi Damıtıcılar
Genellikle güneş enerjili damıtma sistemlerinin kurulması ve çalıştırılması çok pahalı değildir. Fakat en önemli dezavantajı ısıl etkilerinin çok düşük olmasıdır. Bu yüzden iyi bir sonuç almak için büyük alanlara ihtiyaç vardır. Bu da ilk yatırım maliyetini çok artırmaktadır.[19]
3.4.1.2.3.1 Havuz Tipi Damıtıcıların Çalışma Prensibi
Havuz her sabah veya her akşam doldurulur, birikmiş su havuzdan alınır. Havuz güneş battıktan sonra da ısısını kaybedene kadar su üretir. Her gün su ilave edilmelidir. İlave edilen su tuz birikmesine de engel olur. Yazın en iyisi geceleyin, kışın ise sabahleyin.
Ayrıca havuza su yavaş bir hızla eklenmelidir(Şekil 3.4.6).
Güneş ışığı (A) cam veya plastik örtüden geçerek (D) absorban edilir. Burada absorban, çanak ya da pis suyla doldurulmuş ve siyaha boyanmış tabandır (B). Aynen düzlem kolektör abstrelerindeki gibi bu absorber tabanı siyah olursa çok iyi çalısır. Bu tabanın siyah, mat boyalı olması istenilir. Mat, siyah olmasının nedeni daha iyi absorbe edici olması ve geriye yansımayı önlemesidir. Bu durum, özellikle su berraksa daha çok önem kazanır. Absorbe edilen güneş ışığı, tabanı ve kademeli olarak suyu ısıtır ve su buhar haline geçer. Bu işlemde güneş ışığı ısıya dönüşür ve bu ısı suya transfer edilir. Isı kaybını minimuma indirmek gerekmektedir. Bunun için damıtıcı tabanın ve saydam örtünün iyi izole edilmesi çok önemlidir. Eğer taban kuru bir yüzeye yerleştirilirse bu iyi bir izolasyon olarak düşünülebilir.
19
Şekil 3.4.6:Tek havuzlu cam çatılı güneş damıtma sistemi [25]
Su, havuzun tabanında ısınır, buharlaşır ve atıkları geride bırakır. Bu buhar cam örtüde (C) düşük ısıda yoğudur ve çıkış yeri olarak gösterilen (D) su toplama kanallarından dışarıya alınır. Cam örtünün ısısı düşüktür; çünkü hava ile temas halindedir. Tabi ki bu durumda ısının sudan ve buhardan az olması gerekir. Bu olay, rüzgâr soğutması ile de yapılabilir. Gece ısı düştüğünde de bu olay gerçekleşebilir. Eğer havuza konulmuş olan su tuzlu ise; tuz ve diğer atıklar buharlaşmaz ve tabanda kalır. Yoğunlaşmış sıvının tuzlusuyla karışmasını önlemek için havuza en az 10 ° yatay eğimle doldurma işlemi yapılmalıdır. Tüm damıtma işleminde hava koşulları dikkate alınmalıdır. En iyi
Su, havuzun tabanında ısınır, buharlaşır ve atıkları geride bırakır. Bu buhar cam örtüde (C) düşük ısıda yoğudur ve çıkış yeri olarak gösterilen (D) su toplama kanallarından dışarıya alınır. Cam örtünün ısısı düşüktür; çünkü hava ile temas halindedir. Tabi ki bu durumda ısının sudan ve buhardan az olması gerekir. Bu olay, rüzgâr soğutması ile de yapılabilir. Gece ısı düştüğünde de bu olay gerçekleşebilir. Eğer havuza konulmuş olan su tuzlu ise; tuz ve diğer atıklar buharlaşmaz ve tabanda kalır. Yoğunlaşmış sıvının tuzlusuyla karışmasını önlemek için havuza en az 10 ° yatay eğimle doldurma işlemi yapılmalıdır. Tüm damıtma işleminde hava koşulları dikkate alınmalıdır. En iyi