GÜNEŞ ENERJİSİ VE TARIM
Güneşin yaymış olduğu enerjinin sadece 2.000.000 da 1’i yeryüzüne ulaşmaktadır. Buna rağmen dünya yüzeyine 1 saniyede ulaşan güneş enerjisi, dünyanın tüm ihtiyacından yüzlerce kat daha fazladır. Genellikle güneş enerjisi 2 ana formda kullanılmaktadır. Bunlar; Isıl uygulamalar ve elektrik enerjisi üretimidir.
a) Güneş enerjisinin ısıl uygulamalarda kullanımı aşağıdaki ana başlıklar altında toplanabilmektedir.
• Sıcak su üretimi,
• Buhar üretimi,
• Sera ısıtma,
• Kapalı hacimlerin ısıtılması,
• Kapalı hacimlerin soğutulması,
• Yüzme havuzlarının ısıtılması,
• Saf su üretimi,
• Buz üretimi,
• Tuz üretimi,
b) Güneş enerjisinin elektrik enerjisi üretiminde kullanımı da temelde iki ana grupta ele alınabilir;
• PV (foto voltaik) sistemleri kullanarak,
• Isıl yöntemlerle,
Güneş enerjisi ve tarım birbirinden ayrılamaz bir ikili olmak zorundadır. Çünkü tarım arazileri doğrudan güneş ile irtibatlı ve yüzey alanı itibari ile de güneş enerjisi sistemlerinin kurulumuna elverişli durumdadırlar. Tarım alanlarında güneş enerjisinin kullanımını farklı başlıklar halinde inceleyecek olursak;
A-) Sulama Sistemlerinde Güneş Enerjisi Kullanımı; Tarımsal faaliyetin masraf kalemlerinin önemli bir bölümünü sulama masrafları oluşturmaktadır. Bu masraf kalemi yer altı ya da yer üstü suyu olsun direkt enerjiye bağlıdır. Tarım arazileri de genellikle enerji nakil hatlarına uzak olduğu için depolama tipli (akülü) güneş enerji sistemleri bu uygulama için biçilmiş kaftandır. Hatta mikrodenetleyiciler kullanarak sistemler cep telefonundan da aktif hale getirilebilir. Bu uygulama için dikkate alınması gereken giriş parametreleri aşağıdaki gibidir.
- 1- Kuyu pompa derinliği kaç metre?
- 2- Günlük/saatlik su ihtiyacı kaç m3/ton
- 3- Arsada kot farkı var mı? Varsa değeri(depo yüksekliği için gerekli)
- 4- Sulanacak alan ile suyun kaynağı arasındaki mesafe
B-) Akıllı Tarla Sistemlerinde Güneş Enerjisi Kullanımı: Literatürde Smart Farm olarak adlandırılan akıllı tarla sistemleri 24 saat prensibine göre çalışan elektronik devrelerdir. Doğal olarak bu devrelerin 24 saat 365 günlük yıl periyodu boyunca kesintisiz enerji ihtiyacı bulunmaktadır. Bu ihtiyaç temelde iki ana grup içindir. İlk grup genellikle 5V ya da 24V DC ile çalışan ve halk arasında beyin olarak adlandırılan mikrodenetleyici ve sensörler grubunun çalıştığı devre kartı birimidir. Bu kısım için mini bir güneş enerjisi paneli ile şarj edilebilen daha küçük boyutlarda batarya kullanımı yeterlidir. İkinci grup ise, sensörler sayesinde algılanan verilerin işlenmesi ile elde edilen sonuçların tarla üzerindeki ürünlere yansıtılması bloğudur. Mesela yerin 1 metre altında (-1m de) ölçülen nem verilerine göre meyve tarlasının sulanma gereksinimi geldiği bilgisi ancak sulama sisteminin devreye alınması ile çözümlenebilecek bir sorundur. Bu işlem için de daha yüksek mertebelerde güçlere ihtiyaç vardır. Bunlar Şekil-2 de olduğu gibi dizayn edilmiş hareketli ya da şekil-1 de görülen sabit sistemli güneş panelleri vasıtası ile daha büyük pil blokları şarj edilerek mümkün olmaktadır. Aynı şekilde +30cm de ölçülen don bilgisi değeri de yine işlendikten sonra tarla içerisinde konuşlandırılmış ve hava akımı sağlayacak pervaneleri aktif ederek etkisiz hale getirilmeye çalışılır. Bu işlem de yine devre kartı tarafından kontrol edilen daha büyük güç gerektiren sistemlere bir örnek olarak verilebilir.
C-) Sera Uygulamalarında Güneş Enerjisi Kullanımı: Sera sistemleri belli bir sıcaklık bandında çalışan sistemlerdir. Bundan dolayıdır ki bu sistemlerde sıcaklık kontrolü olmazsa olmaz bir çıktıdır. Bu kontrol iki farklı metoda göre de güneş enerjisi sistemlerine uyumluluk göstermektedir. İlk yöntem güneş enerjisi sistemlerinin sıcak su elde etmede kullanıldığı güneş kollektörleri kullanımıdır. Bu sistemde kullanılan güneş kolektörlerinin sayısı seranın ihtiyacına binaen hesaplanır. Uygulaması şekil-5 de görülmektedir. İkinci yöntemde ise önce güneş enerjisi sistemi ile elektrik elde edilir daha sonra bu elektrik su ısıtma işleminde kullanılarak seranın ısıtılması işlemi gerçekleştirilir. Bu sistemler daha önce anlatılan sulama sistemlerinde kullanılan güneş enerji sistemlerinin benzerleridir. Sistemde güneş panelleri, aküler ve invertörler kullanılmaktadır.
