TARIFNAME EN AZ IKI PV PANEL ARASINA ENTEGRE EDILEN YAGMUR SUYU HASAT VE PERFORMANS ARTIRICI SISTEM TEKNIK ALAN Bulus, mevcut veya yeni kurulacak olan günes fotovoltaik (PV) santrallerinde ve küçük ebatlardaki tüm PV sistemlerinde arka arkaya bulunan en az iki PV panel arasina entegre edilerek, hem panel üzerinden hem de yagmur suyu toplama aparati üzerinden yagmur suyu toplama ve depolama yapabilen ve verim artirma amaçli PV panellerin pasif olarak sogutulmasini saglayan bir depolama birimine ve ayni zamanda PV panel bir yogunlastiriciya sahip ürün ile ilgilidir. ÖNCEKI TEKNIK Enerji ve su talebi artan nüfus ile birlikte her geçen gün daha fazla önem kazanmaktadir. Son zamanlarda hem enerji üretebilen hem de su talebini karsilayabilen uygulamalar hedeflenmektedir. Günes PV termal (PVT) sistemleri hem elektrik hem de isi enerjisi üretmesine ragmen PV panel sistemleri, sadece elektrik üretme gibi tek bir amaca hizmet etmektedir. PV paneller, bazen çati kaplamasi olarak, bazen pencere yerine kullanilsa da genel olarak elektrik üretiminden baska bir fayda beklenmeyen ürünlerdir. Benzer olarak, son zamanlarda tarim ve enerjiyi birlestiren agrivoltaik ve sera kaplamalari gibi ikili kullanimlar da söz konusudur ancak özellikle PV günes santrallerindeki PV paneller düsük verimlilikleri nedeniyle oldukça büyük alanlari kaplarlar ve sadece elektrik üretim görevini üstlenmektedirler. Iklim degisikligi ve beraberinde gelen kuraklik veya taskinlar, enerji maliyetleri, suya ulasmada yasanan sikintilar suyun planlanmasi ve yönetilmesi konularini gündeme getirmektedir. Dünya su kaynaklari genel olarak evsel, sanayii ve tarimsal olmak üzere üç alanda kullanimi gerçeklestirilmekle beraber su kaynaklarinin yaklasik üretim artisi olacagindan beraberinde tarimsal verim artisi ve daha fazla tarimsal ürünü daha az su kullanarak üretme zorunlulugu olusacaktir. Mevcut durumda, PV panelleri sadece elektrik üretme amaçli kullanilmaktadir ve PV panellerini yikama ve tarimsal sulama gibi diger islemler için gerekli olan su ihtiyaci ya su deposu kullanilarak ya da bir sekilde su beslemesi yapilarak giderilmektedir. Oysa bu bulusa konu olan sistem sayesinde hem tarimsal sulama hem de temizlik ve diger islemler için su eldesi ve depolanmasi saglanarak hem dogaya hem de tarimsal sulamaya katki saglanmaktadir. PV panel verimliligini artirmada, PV panellere ayna ekleme konusunda akademik laboratuvar çalismalari olsa da uygulama alani bulunmamaktadir. PV panel, üzerine gelen günes radyasyonunun sadece yaklasik %20'sini dogrudan elektrik enerjisine dönüstürür, geri kalanin çogu isiya dönüsür. Dolayisiyla, günes radyasyonuna maruz kalan bir PV panel, elektrik ürettigi gibi isi da üretir veya üzerinde isi hapseder. Mevcut PV panel sogutmasi aktif ve pasif sogutma olmak üzere iki sekilde yapilmakta ve genel olarak PV panel yüzeyindeki isiyi dagitmak için su veya hava gibi bir sogutucu akiskan kullanilir. Aktif sogutma esnasinda büyük miktarda suya ve enerjiye ihtiyaç duyulur buna karsin, pasif sogutma ya az enerji tüketir ya da tüketmez fakat düsük sogutma saglar. Ayrica, mevcut durumda aktif karbon, dogal bir NaCl tuzu olan halit, silikajel, hidrojeller, zeolit, kompozit absorbanlar, bentonitler, süper gözenekli jeller, metal-organik çerçeveler (MOF'ler), Cu-BTC (Bakir benzenetrikarboksilat) MOF gibi ürünler havadan su yakalama için tercih edilmekle birlikte, bu tarz ürünlerin PV sogutmasinda uygulamasi yapilmamaktadir. Bu tarz ürünler, havadan su yakalama için kullanilabilmektedir ancak bu ürünler enerji yogun islemlerle rejenerasyona tabi tutulmasi gerekmektedir. Oysa bu tarz ürünlerin PV sogutmasinda kullanilmasi halinde sarj-desarj islemi (adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü) dogal olarak gerçeklesebilir. PV panel altina yerlestirilen PCM veya hidrojeller genel olarak eridiginden veya erime noktasina ulastigindan sabah sicaklik yükselirken paneli sogutur fakat ögleden sonra doygunluga ulastigindan veya isi çekme performansi düstügünden dolayi PCM veya hidrojel tabakasi artik sogutma kabiliyetine sahip degildir. Oysa bulus, sürekli nem beslemesi yapildigi ve gün boyu sarj-desarj (adsorpsiyon-desorpsiyon döngüsü) oldugu için gün boyu yüksek performans sunabilir. Gelismis ülkelerde ortalama kisi basi günlük su tüketimi 500-800 m3 iken, m3 gibi çok düsük bir tüketim degerine sahiptir. Özellikle su kitligi çekilen bölgelerde günes enerjisinin bol olmasi buna karsin ulasilabilir suyun az olmasi nedeniyle hem elektrik üreten hem de su talebini karsilayan sistemlere daha fazla ihtiyaç duyulmaktadir. Ortaya konan bulus, PV santrallerin tarima elverissiz alanlarda kurulmasi nedeniyle ekosistemleri dolayisiyla küresel su döngüsünü de etkilemeyecektir aksine insan-ekosistem iliskilerini iyilestirecektir. Bulusun, çatilarda kullanilan PV panellerine uygulanmasi halinde drenaj hatlarinda bosaltma basincinin hafifletilmesi, yollarda su birikintisi olusma olasiliginin ortadan kaldirilmasi ve su kaynaklari kitligi baskisinin hafifletilmesinde etkin bir rol oynayabilir. PV panel yüzeyinden toplanan, mevsimsel ve konuma göre degisiklik gösterebilen fakat hafif kirlilige sahip nötr, tuz içerigi ve sertlik degerleri düsük olan yagmur suyu sulama, tuvaletler, araba yikama vb. amaçlarla kullanilabilir. Sonuç olarak; teknigin bilinen durumundaki PV sistemleri sadece elektrik üretimi yapmaktadir. Teknigin bilinen durumundaki yagmur suyu hasat sistemleri, çati veya zemine oluklar yerlestirmek suretiyle yagmur suyunu toplama, depolama, aritma ve iletme islemleri üzerinedir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Sunulan çalismanin amaci, ayni anda birkaç yönü ele alan ayrintili tasarim problemlerini yerine getirebilen yüksek verimli güçlendirme stratejileri olarak yenilikçi günes entegreli yagmur suyu hasadi çözümleri gelistirmektir. Böylece daha verimli enerji üretirken kullanicilarin yasam konforunu arttirmaktir. Arzu edilen enerji üretim ve su toplama islemlerini özellestirmek, böylece daha çok enerji üretirken ayni zamanda da kullanicilarinin yasam kalitesini arttirmak için düsünülmüs olmasi da dikkate Bulus, hem yagmur toplama islemi yapabilen hem de PV panel verimliligini artiran bir yogunlastiriciya, yagmur suyunu hem depolayan hem de PV panellerin pasif olarak sogutulmasini saglayan bir depolama birimine sahip olan PV panel kullanan tüm sistemlere özellikle de günes santrallerindeki PV dizilerine eklenebilen bir ürün ile ilgilidir. Bulus, temel olarak PV paneller üzerinden yagmur suyu toplamaya odaklansa da geleneksel kullanilan PV panellerinin, gölgeleme sistemlerinin, çati uygulama sistemlerinin tasarimini optimize etmeye ve pratik olarak tasarlanmis yagmur suyu hasat sistemiyle açili olarak monte edilmis panelleri entegre ederek etkin bir sekilde kullanimi ile performans artisi için tasarlanmistir. Bulus, bagimsiz enerji üretimi ve bagimsiz su eldesi yapabilen bir sistemdir. Bir yandan enerji üretirken öte yandan hasat edilen yagmur suyunu farkli amaçlar için kullanilabilir. Böylece musluk suyu kullanim miktarini azaltabilir. Hem ekolojik çevreyi korur hem de yagmur suyu drenajini yormayacak bir durum olusturma gibi pek çok sorunu ortadan kaldirabilir. SEKIL LISTESI Sekil 1. PV panellere entegre yagmur suyu hasat sisteminin üstten perspektif görünüsü Sekil 2. PV panellere entegre yagmur suyu hasat sisteminin önden perspektif görünüsü Sekil 3. PV panellere entegre yagmur suyu hasat sisteminin yandan görünüsü Sekil 4a. Yagmur suyu toplama aparati birinci düzenleme Sekil 4b. Yagmur suyu toplama aparati ikinci düzenleme Sekil 5. Yagmur suyu toplama kanali Sekil 6. Yagmur suyu depolama havzasi Sekil 7. Gözenekli absorban Ievhanin PV panel altina yerlesimi Sekil 8a. Gözenekli absorban levha yandan görünüsü Sekil 8b. Gözenekli absorban levha detay görünüsü Sekillerde ve metinde kullanilan numaralandirmalarin karsiliklari: 100. PV panellere entegre yagmur suyu hasat sistemi 110. PV panel 111. PV panel kasasi 112. Hizli baglanti aparati 120. Yagmur suyu toplama aparati 121. Hava akim açikligi 122. Hizli baglanti aparati 130. Yagmur suyu toplama kanali 131. Yagmur suyu tahliye açikligi 132. Tirnaklar 133. Degisken sekilli kanal üstü delikli ag (filtre) 134. Kanal kenari mafsal konumlandirici 140. Yagmur suyu depolama havzasi 141. Delikli bölme plakalar 142. Degisken sekilli depo üstü delikli ag (filtre) 143. Yagmur suyu çikis hatti 144. Yagmur suyu bosaltma (tahliye) vanasi 145. Yagmur suyu seviye kontrol mekanizmasi 150. Gözenekli absorban levha 151. Destek elemani 152. Gözenekli yapi BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bulus, PV panel (110) dizileri arasina hem yagmur suyu toplayan hem de PV panel (110) verimliligini artiran ve istege göre kolayca sökülüp takilabilen bir yagmur suyu toplama aparati (120), PV panel (110) yüzeyinden yagmur suyunu toplayan bir yagmur suyu toplama kanali (130), yagmur suyunu depolayarak hem filtreleme hem de PV panel (110) sogutmasina yardimci olmak için PV panellerin (110) altina yerlestirilmis ve bölümlere ayrilmis olan bir yagmur suyu depolama havzasi (140), PV panellerin (110) altina panel sogutmasinda kullanilmak üzere yerlestirilen bir gözenekli absorban levha (150) içermektedir. Bulus, elektrik üretebilen, yagmur suyu hasat edebilen, havanin nemini etkili bir sekilde emerek sogutma yapabilen, günes radyasyonunu verim artirma amaçli kullanabilen ve bunlari tek bir çati altinda gerçeklestirebilen bir özellige sahiptir. Bulus ile elde edilen teknik etkiler su sekildedir: - Yagmur suyunu toplar, - Yagmur suyunu depolar, - Yagmur suyunu filtreler, - Bir yansitici vasitasiyla PV panel (110) verimliligini artirir, - PV paneli (110) sogutur, - PV panel (110) temizligi için su temin eder, - Belediye su giderlerinin yükünü azaltir, - Su kullanma kisitlamalarinin etkisini azaltir, - Dogayi korur, - Tüm bu islemleri yaparken enerji harcamaz. Havadan (atmosferden) su hasat sistemi, yagmur suyu hasat sistemi gibi bir su yakalama sistemidir. Yüksek enerji talebi nedeniyle yaygin olarak uygulanamayan havadan su hasat teknolojisi de bulusa adapte edilerek, bulusta havadan su da yakalanabilmektedir. Bu yeni özellik mevcut tesislere mevcut dizayni degistirmeden kurulum imkâni verir. Ancak, buhar odasi veya su çikarma için ek aparatlara gereksinim duyulur. Havadan su yakalama modu kullanildiginda, amaç suyu gözenekli absorban levhadan (150) çikarmak oldugundan, sistemin sogutma verimliliginde bir miktar düsüs gözlemlenebilir. PV panellere entegre yagmur suyu hasat sisteminde (100), elektrik teçhizatinin neme maruz kalmasi düsük olasilik olmasina ragmen bu sebeple bakim, onarim ihtiyacinin artmasi ve izolasyon direnci gibi hatalarin ortaya çikmasi muhtemeldir bu nedenle PV panel (110) altindaki baglanti kutusu ve kablo baglantilari suya karsi izole edilmistir. Bulus dahilinde yagmur suyu toplamanin yaninda, bir PV panele (1 10) gözenekli absorban levha (150) ve yansitma özelligine sahip yagmur suyu toplama aparati (120) uygulanmasi ile PV panel (110) verimliliginde sirasiyla %10 ve %10 olmak üzere toplamda %20 veya daha yüksek bir verim artisi saglanabilmektedir. Ayrica, PV panel (110) sicakligindaki her 10°C'lik artista bozulma oranlarinin yaklasik iki kat arttigi ve sicakliktaki bu artislar PV panellerin çesitli ariza veya bozulmalarina sebebiyet verdigi dikkate alindiginda bulus, PV panelin (110) ömrünü uzatabilir ve bozulmayi önleyebilir. Yagmur suyu toplama aparati (120); Arka arkaya yerlestirilmis PV panel (1 10) dizileri arasindaki bosluga, bir PV panel (110) dizisine en alt noktasina baglanirken diger bir PV panel (110) dizisinin en üst kismina baglanarak yerlestirilmektedir. Sekil 1, yagmur suyu toplama aparatini (120) göstermektedir. Yagmur suyu toplama aparatinin (120) olasi üç yapilanmasi asagida özetlenmistir. Sekil 4, yagmur suyu toplama aparatinin (120) olasi yapilanmalarini göstermektedir. Her bir yapilanma, tasima ve montaj kolayligi saglamak için tutma-tasima kollarina sahip olabilir. PV panel (110) dizileri arasi mesafe, basit olarak PV panel (110) dizisinin yükseklik (h= sin (egim açisi) X panelin egim dogrultusundaki genisligi) degerinin üç kati (yani 3h veya 3Lsin0) olarak hesaplanir ki bu da PV panel (110) dizisinin yüksekligine bagli olarak yagmur suyu toplama aparatinin (120) uzunlugunu degistirmekle beraber yagmur suyu toplama aparatinin (120) güney yönündeki uzunlugunun 3h civarinda olacagi anlamina gelir. Genisligi ise hem tasima, söküp takma ve hasar gördügünde degistirme kolayligi saglamak hem de kar yükünün yapiya zarar vermemesi için en az 1m en fazla da 3m olacak sekilde olabilir. Yagmur suyu toplama aparatlari (120), yana dogru sirali PV paneller üzerinde kullanilacaginda, arasinda kar yükünün hafifletilmesi ve termal genlesme için birkaç cm bosluklar birakilir. Yagmur suyu toplama aparatinin (120) üst bölümünde, dogal hava akimi olusmasi için PV panel (110) dizisi boyunca zemine paralel olarak uzanan bir hava akim açikligi (121) birakilmistir. Hava akim açikligi (121), PV panel (110) dizilerindeki PV panel (110) altindan hava akisina izin vermek, PV panelin (110) alt yüzeyi boyunca akan havanin sinir tabakasini azaltmak ve PV panelleri (110) sogutmak maksadiyla olusturulur. Bu hava akim açikligindan (121), dogal hava akisi gerçeklesir ve böylece PV panel (110) altinda isi birikmesi engellenir. Yagmur suyu toplama aparatinin (120) olasi üç yapilanmasi asagidaki gibidir. Birinci yapilanma (a); yagmur suyu toplayan ve istege göre kolayca sökülüp takilabilen su geçirmeyen esnek (rulo yapilabilir) bir yapidadir. Yagmur suyu toplama kanali (130) bu yapiya dâhil degildir. Bu yapilanmadaki yagmur suyu toplama aparatinin (120) yansitma özelligi yoktur. Yagmur suyu toplama aparati (120), herhangi bir sebep ile veya yagmur mevsimi disinda kolayca sökülüp rulo halinde muhafaza edilebilir. Yagmur toplama kanali (130), PV dizisine bagli olarak kalabilir bu durumda sadece PV panel (110) dizileri üzerinden yagmur suyu toplamaya devam eder. Bulusun birinci yapilanmasinin bir diger alt yapilanmasinda, esnek yapidaki yagmur suyu toplama aparatinin (120) otomatik olarak açilma ve kapanmasi seklinde sistem otomatiklestirilebilir. Böyle bir düzenlemede, sistemin içerdigi bir yagmur sensörü, bir yagmurfirtinasinin baslangicini algilayabilir ve mekanizmayi çalistirabilir. Yagmur suyu toplama aparatinin (120) montajinda hizli baglanti aparatlari (122) kullanilir veya baska mekanizmalar ile donatilabilir. Diger düzenlemelerde, yagmur suyu toplama aparatini (120) tutturmak için pimler veya mandallar kullanilabilir. Hizli baglanti aparatlari (122), yagmur suyu toplama aparatinin (120) alt baglantisi ve üst baglantisi olmak üzere en az dört farkli noktada kullanilir. Her iki konumda (alt ve üst baglanti bölümlerde) en az ikiser adet kullanilir. Üst baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, iki parçadan olusan bu hizli baglanti aparatinin (122) bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise öndeki PV panel (110) dizisindeki PV panel kasasinin (111) en üst kismina baglanir. Alt baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, iki parçadan olusan bu hizli baglanti aparatinin (122) bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise PV panel (110) dizisindeki yagmur toplama kanalina (130) sabitlenir. Böylece, yagmur suyu toplama aparati (120) iki PV panel (110) dizisi arasina en az dört hizli baglanti aparati (122) ile monte edilebilir. Ikinci yapilanma (b); hem yagmur suyu toplayan hem de günes radyasyonunu yansitarak PV panel (110) verimliligini artiran ve istege göre kolayca sökülüp takilabilen yari esnek (veya esnek olamayan) bir yapidadir. Bu yapilanmadaki yagmur suyu toplama aparati (120), günes radyasyonunu PV panel (110) dizisi üzerine yansitma özelligine sahip olup, verim artirici bir etkiye de sahiptir. Yagmur suyu toplama aparati (120), düz veya hafif içbükey olabilir. Ayrica, kendinden yansitmali ayna sac levha veya kendinden yapiskanli ayna film seklinde olabilir. Yagmur suyu toplama kanali (130) bu yapiya dâhil degildir. Yagmur suyu toplama aparati (120), herhangi bir sebep ile veya yagmur mevsimi disinda kolayca sökülüp muhafaza edilebilir. Yagmur toplama kanali (130), PV panel (110) dizisine bagli olarak kalabilir bu durumda sadece PV panel (110) dizileri üzerinden yagmur suyu toplamaya devam Ikinci yapilanmadaki yagmur suyu toplama aparatinin (120) montajinda da hizli baglanti aparatlari (122) kullanilir veya baska mekanizmalar ile donatilabilir. Hizli baglanti aparatlari (122), yagmur suyu toplama aparatinin alt baglantisi ve üst baglantisi olmak üzere en az dört farkli noktada kullanilir. Her iki konumda (alt ve üst baglanti bölümlerde) en az ikiser adet kullanilir. Üst baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, iki parçadan olusan bu hizli baglanti aparatinin (122) bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise öndeki PV panel (110) dizisindeki PV panel kasasinin (111) en üst kismina baglanir. Alt baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, hizli baglanti aparatinin (122) bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise PV panel (110) dizisindeki yagmurtoplama kanalina (130) sabitlenir. Böylece, yagmur suyu toplama aparati (120) iki PV panel (110) dizisi arasina en az dört hizli baglanti aparati (122) ile monte edilebilir. Üçüncü yapilanma (c); hem yagmur suyu toplayan hem de günes radyasyonunu yansitarak PV panel (110) verimliligini artiran ve istege göre kolayca sökülüp takilabilen yari esnek (veya esnek olamayan) bir yapidadir. Yagmur suyu toplama aparati (120), günes radyasyonunu PV panel (110) dizisi üzerine yansitma özelligine sahip oldugundan verim artirici bir etkiye de sahiptir. Yagmur suyu toplama kanali (130) bu yapiya dâhildir. Yagmur suyu toplama aparati (120), yagmur toplama kanali (130) ile bir bütün halindedir böylece herhangi bir sebep ile veya yagmur mevsimi disinda kolayca birlikte sökülüp takilabilir ancak bu durumda yagmur suyu toplama islemi gerçeklesmez. Avantaji, kanal ile birlikte kolayca sökülüp takilabilir. Dezavantaji bütünlesik (tek) bir parça olmasi sebebiyle bir parçanin zarar görmesi halinde yagmur suyu toplama aparati (120) ve yagmur suyu toplama kanalinin (130) birlikte sökülebilecegi anlamina gelir. Yine bu düzenlemede, yagmur suyu toplama aparatinin (120) montajinda hizli baglanti aparatlari (122) kullanilir veya baska mekanizmalar ile donatilabilir. Hizli baglanti aparatlari (122), yagmur suyu toplama aparatinin (120) alt baglantisi ve üst baglantisi olmak üzere en az dört farkli noktada kullanilir. Her iki konumda (alt ve üst baglanti bölümlerde) en az ikiser adet kullanilir. Üst baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, iki parçadan olusan bu hizli baglanti aparatinin bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise öndeki PV panel (110) dizisindeki PV panel kasasinin (111) en üst kismina baglanir. Alt baglanti bölümünde kullanilmasi durumunda, iki parçadan olusan bu hizli baglanti aparatinin (122) bir parçasi yagmur suyu toplama aparatina (120) sabitlenirken diger parçasi ise PV panel (110) dizisindeki PV panel kasasinin (111) en alt bölümüne sabitlenir. Böylece, yagmur suyu toplama aparati (120) iki PV panel (1 10) dizisi arasina en az dört hizli baglanti aparati (122) ile monte edilebilir. Yagmur suyu toplama aparati (120), gölgeleme yaptigindan kemirgenlere ortam olusturabilecek ve yangina sebebiyet verebilecek olan yabani otlarin büyümesini engelleme yönünde de ekstra bir katki saglamaktadir. Yagmur suyu toplama kanali (130); açili bir sekilde yerlestirilen PV panelin (110) alt kismina yerlestirilmistir. Sekil 5, yagmur suyu toplama kanalini (130) göstermektedir. Yagmur suyu toplama kanali (130); PV panelden (110) yer çekimi yoluyla yakalanan yagmur suyunun depolama ünitesine kadar gerekli akis hizini koruyan ve kanal boyunca uzanan tahliye açikligini (131) içerir. Ayrica, montaj kolayligi saglamak için her iki tarafinda tirnaklar (132) içerir. Yagmur suyu toplama kanalinda (130) biriken yagmur suyu, yagmur suyu depolama havzasina (140) birden fazla noktadan verilmektedir. Yagmur suyu toplama kanali (130) boyunca uzanan yagmur suyu tahliye açikligi (131) kanalin tasiyacagi yagmur suyu miktarini düsürmekte ve yagmur suyu toplama kanalinin (130) boyutunun daha küçük olarak tasarlanmasina imkân vermektedir. Böylece malzemeden de tasarruf edilmektedir. Yagmur suyu toplama kanali (130), mutlaka kanal boyunca uzanan tahliye açikligina sahip olmasi gerekmez. Yagmur suyu toplama kanali (130), yagmur suyu toplama kanalina (130) gelen suyu, yagmur suyu depolama havzasina (140) dogru tasiyabilme amaciyla bir veya her iki yönde egimli olabilir. Tek veya daha çok noktadan gönderebilecek sekilde de donatilabilir. Yagmur suyu toplama kanali ( ve/veya uygun sac malzemesi gibi herhangi bir uygun malzemeden yapilabilir. Yagmur suyu toplama kanali (130); suyun yagmur suyu depolama havzasina (140) aktigi bir yagmur suyu tahliye açikligi (131), degisken sekilli kanal üstü delikli ag (filtre) (133), kanali tutturmak için tirnaklar (132) ve kanal kenari mafsal konumlandiricidan (134) olusur. Degisken sekilli kanal üstü delikli ag (filtre) (133), PV panel (110) ve yagmur suyu toplama aparati (120) üzerinden toplanan yagmur suyu içerisindeki kati madde ve kir parçaciklarini gidermek, yapraklarin, dallarin, diger zararli maddelerin vb. girmesini ve su çikis hattini potansiyel olarak tikamasini veya akisa karsi bloke etmesini önlemek için kullanilmaktadir. Yagmur suyu toplama kanali (130) iki farkli yapida olabilir. Birincisi (x); yagmur suyu toplama aparatinin (120) esnek olmasi durumudur. Bu durumda, PV panel (110) ve yagmur suyu toplama aparati (120) üzerinden gelen yagmur suyunu toplamak üzere konumlandirilan yagmur suyu toplama kanali (130), PV panel (110) dizisinin üzerinden akan yagmur suyunun toplandigi alt bölgeye monte edilir. Bu yapilanmada, yagmur suyu toplama aparati (120) ile yagmur suyu toplama kanali (130) ayri ayri parçalar halindedir. Ikincisi (y); yagmur suyu toplama kanali (130), yari esnek (veya esnek olmayan) yagmur suyu toplama aparati (120) ile bir bütün yapidadir ve yine PV panel (110) dizisinin üzerinden akan yagmur suyunun toplandigi alt bölgeye monte edilir. Kar birikmesi olmamasi ve kar birikintilerini suya dönüstürmek için yagmur suyu toplama kanali (130) içerisine "heat-trace" benzeri bir isitici dösenir. PV panelin (110) bu esnada enerji üretemeyebilecegi ihtimaline karsi isitici, bir akü ile desteklenir. Bu yapi sayesinde, yagmur suyu toplama kanalina (130) biriken kar, PV panel (110) ile üretilen enerji ile eritilerek toplamaya dahil edilir. PV panelin (110) enerji üretemedigi durumlarda ise, akü araciligiyla beslenerek, yine yagmur suyu toplama kanalinda (130) biriken karin eritilmesi saglanir. Yagmur suyu depolama havzasi (140); PV panel (110) ve yagmur suyu toplama aparati (120) üzerinden gelerek yagmur suyu toplama kanalinda (130) hasat edilen yagmur suyunun en son toplandigi, PV panel (110) altina konumlandirilan bir rezervuardir. Sekil 6, yagmur suyu depolama havzasini (140) göstermektedir. Yagmur suyu depolama havzasina (140) ait bölümler arasinda suyun geçisini saglayan delikli bölme plakalar (141 ), degisken sekilli depo üstü delikli ag (tiltre) (142), suyun tüketimde kullanilabilmesi için yagmur suyu depolama havzasi (140) tabanindan en az 10 cm yüksekliginde bir yagmur suyu çikis hatti (143), suyun depodan bosaltilabilmesi için bir yagmur suyu bosaltma (tahliye) vanasi (144), su seviyesini kontrol eden bir yagmur suyu seviye kontrol mekanizmasi (145) ve yagmur suyu taskin borusu (146) içerir. Yagmur suyu çikis hatti (143), arazinin yapisina, suyun kullanim sekline ve istege bagli olarak yagmur suyu depolama havzasinin (140) herhangi bir yan duvarda en az 10 cm yükseklikte konumlandirabilir. Yagmur suyu taskin borusu (146), arazinin yapisina, suyun kullanim sekline ve istege bagli olarak yagmur suyu depolama havzasinin (140) herhangi bir yan duvarda tavandan tercihen 10 cm altinda konumlandirabilir. Delikli bölme plakalar (141), farkli ebatlarda veya ayni ebatlarda ve suyun kolayca geçisine imkân veren boyutlardaki delik çaplarinda ve yagmur suyu depolama havzasini (140) esit bölecek sekilde konumlandirilir. Delikli bölme plakalari (141), ayni zamanda degisken sekilli depo üstü delikli aga (filtreye) (142) destek elemani vazifesi görür. Delikli bölme plakasi (141) suya dayanikli, bakim vb. nedenlerle üzerine bir personelin çikmasi ihtimali dikkate alinarak en az 2 mm kalinliginda herhangi bir uygun malzemeden yapilabilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) boyutu, sistemin kurulacagi cografi konumun yillik yagis miktari baz alinarak belirlenen kapasiteye göre karar verilir ancak PV panel (110) dizisinin düseyde kapladigi uzunluk ve genisligi geçmeyecek sekilde dizayn edilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) boyutunun ve sayisinin seçiminde, hasat edilen suyun kullanim seklinin veya miktarinin da dikkate alinmasi gerekebilir. Yagmur suyu depolama havzasi (140), PV panel (110) dizisi boyunca ve/veya PV panel (110) dizileri arasinda bir dagitim sistemi veya baglantilar araciligiyla çok hücreli büyük bir rezervuara dönüstürülebilir. Bu durumda, yagmur suyu depolama havzalarinin (140) her birinde ayni seviyede depolanmis suya sahip olunmayabilir, ayni seviyede depolanmis suya sahip olmak, bulusun bir gerekliligi degildir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) derinligi, PV panellere (110) müdahaleyi engellemeyecek sekilde ve tercihen 30-40 cm olarak düzenlenebilir. Yagmur suyu depolama havzasi (140), etraftan gelebilecek olan kati madde ve kir parçaciklarini tutmak ve gözenekli absorban levha (150) materyaline düzgün bir nem akisi saglamak için degisken sekilli depo üstü delikli ag (filtre) (142) kullanilir. Bir baska düzenlemede, yagmur suyu depolama havzasi (140), tek bir rezervuar olarak tasarlanabilecegi gibi, birbiri ardina sirali dizilmis çökeltme havuzlarindan da olusabilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) yagmur suyu çikis hatti (143), tabanda biriken tortu ve pislikleri emmemesi için depo tabandan en az 10 cm yukarida olacagindan depo içerisinde kalan su, gözenekli absorban Ievhanin (150) çalismasi için yeterli olacaktir ancak gözenekli absorban Ievhanin (150) sogutma islemini daha iyi yapabilmesi için yagmur suyu depolama havzasi (140) içerisinde bir miktar daha birakilabilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) altinda bir yagmur suyu bosaltma (tahliye) vanasi (144) mevcuttur ve yagmur suyu bosaltma (tahliye) vanasi (144) açilarak biriken tortu ve pislik kolayca tahliye edilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) yagmur suyu depolama özelligi yaninda, yüzer tip PV santrallerinde oldugu gibi, depolanan suyun PV panelleri (110) üzerinde pasif sogutma etkisi söz konusudur. Yagmur suyu depolama havzasinda (140) toplanan su, çesitli amaçlar için kullanilabilir. PV panel (110) temizligi için suya erisim kolayligi saglar. Sekil 6, sadece bir adet yagmur suyu depolama havzasini (140) gösterir. Yagmur suyu depolama havzasi (140) yalnizca bir rezervuar içerir ancak rezervuar bu sayi veya konumu ile sinirli olmayabilir. Örnegin, baska bir yapilanma, en az bir adet rezervuar içerebilir ve bu rezervuar, alternatif sekiller ve yönler dahil olmak üzere, yerin üzerine ve/veya bir miktar zemine gömülü olarak yerlestirilebilir. Bu durumda, düzenlemenin ayrica bahsi geçenlerin sisteme dahil edilmesini saglamak için ilgili yardimci elemanlari içermesi gerekebilir ve diger özelliklerin de uyumunu gerektirebilir. Baska bir örnek olarak, baska bir düzenleme çok sayida rezervuar içerebilir. Bir baska bir düzenlemede, yagmur suyu depolama havzasina (140) bir pompa baglanir böylece uzak mesafelere ve daha yüksek noktalara suyun tasinmasi saglanabilir. Yagmur suyu depolama havzasi (140) tabani, kirliligin toplanabilmesi ve kolayca tahliye edilebilmesi için yagmur suyu bosaltma (tahliye) vanasina (144) dogru egimli de olabilir. Iyilestirme olarak, açiklanan yagmur suyu depolama havzasi (140), arazi veya monte edilen yerin yapisina göre, zemine uygun olarak ve/veya yagmur suyu depolama havzasi (140) bölünerek küçük havuzlar seklinde de tasarlanabilir. Yagmur suyu depolama havzasinin (140) su seviyesinin azalmasi veya havzanin bosaltmasi durumunda herhangi bir su besleme kaynagindan da su beslemesi yapilabilir. Yagmur suyu depolama havzasi (140), bir yagmur suyu yönetim sistemine entegre edilebilir. Sistem yagmur suyu depolama havzasi (140) ve gözenekli absorban levha (150) olmadan da kullanilabilir. Bu, sistem maliyetini oldukça düsürür ancak bu durumda yagmur suyunun baska bir yerde depolanmasi gerekir ve PV panel (110) sogutma islemi gerçeklestirilemez. Gözenekli absorban levha (150); sorpsiyon tabanli bir yaklasimla havadan ve/veya yagmur suyu depolama havzasindan (140) gelen atmosferik su buharini toplayan, daha sonra PV panelden (110) gelen isi ile emilen suyu buharlastiran dolayisiyla PV paneli (110) sogutan bir dizi özellige sahiptir. Sekil 8, gözenekli absorban levhayi (150) göstermektedir. PV panelin (110) sogutulmasi için aktif karbon, dogal bir NaCl tuzu olan halit, lityum klörür (LiCL), kalsiyum klörür (CaCl), magnezyum sülfat, bakir klorür, bakir sülfat, silikajel, zeolit, kompozit absorbanlar, karbon bazli absorbanlar, bentonitler, lifli membranlar, isiya duyarli ve süper emici polimerler, hidrojeller, süper gözenekli jeller, metal-organik çerçeveler (MOF'ler), özellikle Cu-BTC (Bakir benzenetrikarboksilat) MOF gibi yüksek ve düsük bagil nem alanlarinda su saglayabilen yani havadan su alma yetenegine sahip olan mükemmel hidrofilik özelliklere sahip malzemelerden en az biri kullanilarak üretilmis gözenekli absorban levha (150) kullanilir. Ayrica, baska materyaller ile de donatilabilir, yukarida bahsi geçen ürünler belirli oranlarda da karistirilabilir. Sorbentler, istenilen sorbent ürünü seçilerek farkli konsantrasyonlarda hazirlanabilir, böylece farkli özelliklerde ürünler gelistirilebilir. Kisacasi, havadan (atmosferden) su hasat edebilen tüm malzemeler kullanilabilir. Gözenekli absorban levhaya (150), gözenekli malzemeler kullanilarak kapsülleme de yapilabilir. Silikajel, CaCl, zeolit ve aktif alümina gibi geleneksel nem alicilar su buharini kolay emerler buna karsin suyu serbest birakmak için ise yüksek sicaklik gerektirebilir. Oysa bulusta, suyu serbest birakmak gerekmediginden yüksek sicakliklara ihtiyaç olmadigi gibi ekstra bir enerjiye de ihtiyaç yoktur. Bu sebeple, silikajel, CaCl, zeolit ve aktif alümina gibi nem alicilardan en az biri kapsülleme için kullanilabilir. Gözenekli absorban levha (150), kasetler seklinde hazirlanir, amaç sadece PV paneli (110) sogutmak oldugunda bu ürünler kullanilabilirken ayni zamanda havadan su temin etmek istendiginde ise düsük desorpsiyon sicakliklarina sahip olan membranlar, hidrojeller ve Cu-BTC gibi MOF'ler tercih edilebilir. Silikajel veya hidrojel toplari kaset içerisine dogrudan eklenebilir. Gözenekli absorban levha (150) adsorpsiyon kapasitesi sivi absorbanlara kiyasla nispeten daha az ancak oldukça kararli ve kullanimi kolay olan ve tercihen yüksek sicakliklarda rejenerasyona sahip absorbanlar tercih edilir. Gözenekli absorban levhaya (150), absorban malzemeler düsük isi iletim katsayisina sahip olduklarindan, isi iletimini artirmak için içerigine yüksek isi iletim katsayisina sahip malzemeler eklenir. Bu sayede sadece absorban malzeme kullanilan levhaya göre, özel olarak tasarlanmis gözenekli absorban levhada (150) olusturulan etkin sogutma kapasitesi ile isi atimi oldukça hizli gerçeklesir. Gözenekli absorban levhanin (150) içerdigi gözenekli yapi (152); kafes, bal petegi, baklava dilimi veya agaç yapisi gibi fin geometrileri kullanilarak ve tercihen nano boyutlu yüksek isi iletim katsayisina sahip materyal katkili olarak olusturulur. Yüksek isi iletim katsayisina sahip materyallerin miktari, gözenekli absorban levhanin (150) nem çekme sirasinda jellesmesine izin verilmeyecek orandadir. Bir kalip kullanilarak hazirlanan gözenekli absorban levha (150), kesici bir alet kullanarak PV panelinin (110) sekline ve boyutuna göre kolayca ayarlanabilir. Gözenekli absorban levha (150), PV panel kasasi (111) içerisine PV panelden (110) isi atimini engellemeyecek sekilde ve kalinlikta yerlestirilir ve destek elemani (151) ile PV panel kasasina (111) tutturulur. Ayrica hidrojel gibi ürünlerin yapisma özelliginden faydalanilir. Gözenekli absorban levha (150), yapisma özelligi için poliakrilik asit ve dihidroksifenilalanin gibi organik ve inorganik yapistiricilar kullanilir. Gözenekli absorban levha (150), kendisi hafiftir buna karsin üzerine nem aldikça agirligi artacagindan PV panele (110) yük binmeyecek sekilde monte edilir. Gözenekli absorban levha (150), temizlik veya degistirme islemleri için kaset tipi bir tasarima sahip olup kolayca sökülüp takilabilir. Genel olarak, kati absorbanlarin kalitesine ve ürüne göre degismekle birlikte, kendi agirliginin 5-6 katina kadar su absorbe ederek 20 kata kadar hacim artisi gösterebildigi gibi daha yüksek oranlarda da olabilir dolayisiyla PV panel (110) arkasina yerlestirilecek olan gözenekli absorban levha (150), bu bilgilere göre, PV panel (110) kasa boyutunun %90'i kadar bir ölçekte boyutlandirilir. Kendi agirliginin en az 1000 kati emme gücüne sahip süper emici polimerler için gözenekli absorban levha (150) dikkatli bir sekilde boyutlandirilmalidir. Çok fazla sisme olusmasi istenmeyen durumlarda, kuru kütlesinin %35-40'ina kadar suyu adsorbe edebilen, %20-100 bagil nemde ve 20-40 °C sicaklik kosullarinda su buharini adsorbe edebilen ve 50°C'den 90°C'ye kadar düsük isi kaynagi sicakliklarinda rejenerasyon kabiliyetine sahip silikajel kullanilabilir. Yagmur suyu depolama havzasindan (140) buharlasan ve degisken sekilli depo üstü delikli ag (filtre) (142) sayesinde düzgün bir akis ile nem, gözenekli absorban absorban levhasi (150) yüzeyine tutunmasi ve içerisine yayilmasi yani gözenekli absorban Ievhanin (150) nemi emerek islak bir yapi olusturmasi ve bu sayede PV panelin (110) sicakligi bir miktar düser. PV panelin (110) sicakligindaki artis nedeniyle gözenekli absorban Ievhanin (150) suyun uzaklasmasiyla nem içerigi azalarak bir kütle kaybi ve hacimsel küçülme meydana gelerek desorpsiyon olayi gerçeklesir. Ancak gözenekli absorban levha (150), özellikle yagmur suyu depolama havzasindaki (140) suda buharlasma oldugunda veya ortam havasindan hizlica nem çeker ve PV paneli (110) sogutur. Bilindigi üzere, çift yüzeyli (bifasial) olmayan PV panellerin (110) sicakligindaki her 1 °C'lik artis %0.4~0.5'lik bir enerji verimliligi kaybi ile sonuçlanir ki, 10 oC'lik bir sicaklik artisi ile güç çikisinda %4-5 oraninda bir kayip olusacagi anlamina gelir. Gözenekli absorban levha (150), gün içerisinde sarj-desarj döngüsünü (adsorpsiyon- desorpsiyon döngüsünü) sürekli yaparak PV panelde (110) %10'a kadar verim artisi saglayabilir. Özellikle, günes battiktan sonra da hizlica nem çekecek, böylece ertesi gün sogutma için enerji depolamis olacaktir. PV panel (110) altina yerlestirilen gözenekli absorban levha (150), ayni zamanda havadan su yakalama amaçli da kullanilabilir. Bu sayede hem havadan su yakalayip hem PV panel (110) sogutmasi yapabilir hem de yagmur suyu depolama havzasindan (140) buharlasma ile kaybolan suyu geri kazanmis olur. Bulus, çerçevesiz PV panel (110) sistemlerine ve half cell teknolojilerine uygulanabilir. Ayrica bulus, asiri hava sartlarina karsi güçlü, hizli kurulum, daha az mikro çatlaklar ve daha iyi performans sunan çift camli (cam-cam) PV panellerine de uygulanabilir. Çift yüzeyli modül teknolojisine de uygulanabilir ancak gözenekli absorban levha (150) kullanilamaz. Gözenekli absorban levha (150) mikro yapida ve seffaf olarak olusturuldugunda kullanilabilir. Bulus, alternatif olarak, istege bagli bir özellik olarak, suyun çogu serbest birakildiktan sonra buharlasma hizinin azalacagi ve buna bagli olarak da isi kaldirma yeteneginin düsecegi durumlara çözüm olarak gözenekli absorban levhayi (150) nemlendirmek için spreyleme sistemi veya baska mekanizmalar ile donatilabilir. Bulus, diger bir alternatif olarak PV panel (110) yüzeylerini sogutmak ve/veya temizlemek için spreyleme sistemi, firçalama aparatlari veya baska mekanizmalar ile donatilabilir. Bulusta diger alternatif olarak, gözenekli absorban levha (150) altina mikro veya makro su kanallari veya isi borusu uygulamalari yapilabilir. Ayrica, kullanilan inverterin sinirlandirilmis olmasi halinde, yükün fazla oldugu durumlarda veya PV panel (110) sicakliginin asiri yükselmesi durumunda yagmur suyu depolama havzasinda (140) toplanan yagmur suyu elektrikli bir rezistans veya baska mekanizmalar ile asiriya kaçmadan isitilarak buharlastirma yoluyla gözenekli absorban levha (150) nemlendirilebilir. Yagmur suyu toplama kanali (130) ve yagmur suyu depolama havzasindan (140) olusan sistem mevcut bina çatilarina, yagmur suyu toplama aparati (120), yagmur suyu toplama kanali (130) ve yagmur suyu depolama havzasindan (140) olusan sistem ise tarim arazilerine veya park havuzlarina kolaylikla uygulanabilir. TR TR