Güneş enerjisinin toplama, dağıtma ve depolama işlevleri birtakım bilinçli faaliyetleri de beraberinde getirdiği gibi, aynı zamanda en rantabl biçimde yararlanmayı da gündeme getirir. Bundan dolayı güneş enerjisi sistemlerinin fonksiyonlarını, iç ve dış çevreyle devamlı etkileşim içerisinde bulunan bir "sistem" çerçevesi içerisinde değerlendirmek gerekir. Bunun için de güneş enerjisi sistemleri üreten firmalar, uygun malzeme seçimi (geçirgen yüzeyin demir-oksit oranı, selektif yüzey uygulamaları), kalifiye montaj elemanı, parasal harcamalar ve zaman gibi kısıtlayıcılar sorunlarını "mikro sistem" içerisinde çözümlemelidir. Örneğin; sivili toplayıcıların verimine global güneş radyasyonu, giriş ve çıkış suyu sıcaklığı, sıvının debisi ve kollektör alanı gibi faktörler etkilemektedir.
Sistem analizi modeli içerisinde güneş enerjisi sistemlerini 4 ana kısımda inceleyebiliriz:
1- Girdi,
2- İşlem Süreci,
3- Çıktı,
4- Geri Besleme (feedback), (Şekil 2).
Sistem analizi modeli içerisinde yer alan her bir ana kısmın içerdiği konular genel hatlarıyla gösterilmiştir.
2. YÖNETİM KOŞULLARININ TANIMLANMASI
Güneş enerjisi ile su üretiminde, kollektör ve sıcak su tesisatı hesaplamalarında, imalatında ve montaj aşamalarında dikkat edilecek önemli konular, kurallar vardır. Bunlardan bazıları aşağıda açıklanacaktır.
Güneş kollektörlerinden maksimum verim elde etmede en önemli konulardan biri, çatılara ve zemine yerleştirilen kollektörlerin birbirini gölgelememesi için iki kollektör arası minimum uzaklığın belirlenmesidir. Kollektörler minimum uzaklıktan daha az mesafeye konduğunda gölgeleme nedeni ile belli bir miktar kollektör alanı yalnız difuz radyasyon alacağından efektif kullanılmamış olacaktır. Diğer yandan minimum uzaklıktan büyük mesafe seçilecek olursa, kollektör yerleşim alanı büyüyecektir. Eğer bu alan değerli ise, maddi kayıp olacak ve mesafe uzadıkça, aynı alana yerleştirilecek kollektör sayısı, dolayısı ile sistemin kapasitesi azalacaktır (1).
Güneş enerjili sistemler için, elemanlar arasındaki gölge uzaklığı seçiminde, Y ordinatı gölge uzunluğu etkili olmaktadır. Şekil 3'te, Y ordinatı gölge uzunlukları, 36°, 38°, 40° ve 42°'lik enlem daireleri açıları dikkate alınarak, 12:00 (güneş saati) güneş zamanı için, günler üzerine taşınmıştır. Şekil 4, 10:00 ve 14:00 (güneş saati) güneş zamanları içindir. Şekil 3 ve 4'ten okunan değerler birim boy içindir. Kollektörlerin yerleştirilecekleri yerin olanağına göre, öncelikle Şekil 4 veya Şekil 3 kullanılmalıdır. Şekil 3 ve 4'ten okunan değerler, (GUby), elemanın boyu (H; elemanın üst uç noktasının yerden olan yüksekliği) ile çarpıldığında gerçek Y ordinatı gölge uzunluğu değerine ulaşılır. (Lg), Denklem (1), (2,3). Denklem (1), öndeki kollektörün alt uç noktasından, arkadaki kollektörün alt uç noktası arası uzaklık içindir. L kollektör boyu, β ise, kollektör eğim açısıdır.
Kış aylarında güneş enerjisinden en iyi şekilde yarar sağlayan optimum kollektör eğim açısı değeri, enlem dairesi açısının 16° fazlasına eşit olan, (4), yaz aylan içinse enlem dairesi açısının 16° derece eksiğine eşit olan değerdir, Bütün yıl uygulamalarında ise, kollektör eğim açısı, enlem dairesi açısına eşit alınmalıdır, (5). Kollektörler her zaman "Güney" yönüne bakmalıdırlar. Kollektör bakımı için yürütme platformları ile kollektörlere kolayca ulaşma imkanı sağlanmalıdır. Güneşli sıcak su sistemlerinde, bir sıcak su tesisatı ne gerektiriyorsa bulunacağından, olaya yalnız kollektörler olarak bakmamalı, bağlantılar, su borularının çaplan ve uzunlukları, kritik devre hesaplan, pompa seçimi, genleşme depolan, sıcak ve soğuk su depolan, vanalar, kontrol cihazları ve yalıtım için ayrı ayrı özen gösterilmelidir ki, tüm güneş enerjisi sıcak su sisteminin sistem verimi yüksek olsun, (1).
Sıvılı düzlemsel güneş kollektörlerinin üretimi ve kullanımı sırasında uyulması gereken bazı pratik kurallar ve pratik bilgiler aşağıda verilmiştir (6).
• Güneş ışınları için geçirgen örtü genellikle kalınlığı 3 mm. olan pencere camından, kurşunu az, özel üretilmiş camdan, polyester elyaflı geçirgen malzemeden veya güneş ışınlarına dayanıklı folilerden yapılabilir.
• Geçirgen örtünün görevi; yağmur suyunun toplayıcıyı ıslatmasını önlemek ve taşınım kayıplarını azaltmaktır. Camın ışık geçirgenliği yüksektir fakat, ağır olduğu için kırılma tehlikesi vardır ve pahalıdır. Plastik örtülerde ise ışık geçirgenliği düşüktür, buna karşın ucuzdur, hafiftir ve kırılmaz. Fakat sürekli güneş ışınına maruz kaldığı zaman plastik malzeme yorulmaya uğrar. Ve zaman içinde kırılmaya uğrar. Camın asıl üstünlüğü sera etkisi yaratmasıdır.