Güneş enerjisi kuzey yarım küreye en yoğun olarak yaz aylarında gelmektedir. Bu aylarda bölgede yaşayan insanların ısınmaya değil soğutmaya ihtiyaçları vardır. Günümüzde maalesef kömür, petrol, doğal gaz yakıp üretilen elektrik enerjisi ile klimaları çalıştırmaktayız.
Güneş panelleri özellikle yaz aylarında daha fazla elektrik enerjisi ürettiğine göre, klimaları güneşten üretilen elektrikle çalıştırmak hem yaz aylarında artan elektrik ihtiyacını karşılayacak, hem de fosil yakıt tüketimini azaltarak çevreyi koruyacaktır.
Bilindiği üzere bu aylarda aşırı klima kullanımından dolayı bazen şebekeler çökmekte, elektrik tüketimi pik yapmaktadır. Güneş enerjisi ile aynı zamanda tarım ürünlerini de soğutmak ve uzun süre saklamak mümkündür. Yani güneş enerjisini en verimli ve en etkin olacak şekilde soğutmada kullanmak akılcı bir çözümdür. Güneş enerjisi şiddeti ile soğutma talebinin aylık olarak mükemmel bir uyum içinde olduğu aşağıdaki şekilde göstermektedir.
Bu konu uzun zamandır bilinmesine rağmen maalesef fosil yakıtların ucuzluğu ve kolaylığı insanları güneşten yararlanma konusunda tembelliğe sevk etmiştir. Güneş enerjisinden elde edilen düşük sıcaklıklar ile çalışabilecek sistemler arasında absorpsiyonlu soğutma ünitelerinin en uygun sistemler olduğu görülmektedir.
Absorpsiyonlu soğutma sistemleri 1777 yılından beri bilinmektedir. İlk defa Michael Faraday tarafından NH3‘ı yoğuşturma denemeleri sırasında keşfedilen absorpsiyon prensibi daha sonra bir soğutma çevrimi olarak uygulanıp bundan sonra yararlanılmaya başlanmıştır. Soğutucu olarak NH3 ve absorban olarak su kullanılan ilk absorpsiyonlu soğutma sistemi bir Fransız olan Ferdinand Carre tarafından icat edilmiş olup 1860 yılında Amerika’da patenti alınmıştır. Sürekli çalışan ilk sistem olan ve amonyak-su karışımını kullanan bu cihaz ile 1872 yılında David Boyle tarafından bir miktar buz üretilmiştir.
Yirminci yüzyılın ilk yıllarında absorpsiyonlu soğutma sistemi oldukça rağbet görmüş ve çeşitli uygulama alanları bulmuştur. Ancak klasik soğutma sistemleri, elektriğin ucuz olması, değişik boyut ve kapasitelerdeki kompresörlerin kullanıma girmiş olması ile daha ekonomik bulunduğu için özellikle, 1930’lu yıllardan sonra tercih edilmiştir.
Bundan sonra uzun bir süre absorpsiyonlu soğutucular konusunda fazla bir çalışma yapılmamıştır. Enerji krizinin başladığı 1970’li yıllardan sonra ise, güneş enerjisi kullanımı gündeme gelmiş ve absorpsiyonlu sistemler üzerine, çok az sayıda da olsa, çalışmalar tekrar başlamıştır. Ancak, klasik sistemlerin kullanım kolaylığı, altyapının bu sistemlere göre yapılmış olması, bu alandaki ticari firmaların güneş enerjili sistemler üzerine yatırım yapmaktan kaçınması, bu sistemlerin gelişmesini önlemiştir.
Burada, en önemli etkenlerden biri de, güneş enerjisini toplayan ve absorpsiyonlu soğutma sistemlerinin güç kaynağı kabul edilen kollektörlerin verimlerinin düşük olmasıdır. Bu alanda ülkemizde çalışmalar 1990 yıllarında başlamış ve benim yürütmüş olduğum bir çalışma ile güneş enerjisi ile çalışan DMETEG-R22 karışımlı sistem ile -3°C soğukluk elde edilmiştir.
Daha sonra fotovoltaik panellerle ilgili yürütmüş olduğumuz çalışma ile 2003 yılında güneş enerjisi ile -20°C soğukluk elde etmeyi başardık.
Güneşle çalışan yüksek verimli klima için gerekli doğru akımla çalışan kompresör geliştirme çalışmalarında da büyük bir başarı sağlanmış ancak maalesef sanayi bu konuya ilgi duymadığı için seri üretime geçilememiştir.
Türkiye’de demiryollarının eksikliği, büyük çiftlikler yerine dağınık ve bireysel tarım yapılması, tarım arazilerinin hemen yanında soğuk hava depoları bulunmayışı ve toplanan ürünlerin zamanında büyük merkezlere taşınamaması gibi nedenlerle, çürüyen veya kalitesi bozulan ürünlerin maliyetinin yılda 600 milyon doları aştığı hesaplanmıştır.
Tarım alanlarının dağınık yerleşimi, bu tarlaların her birine ayrı ayrı elektrik enerjisi getirilmesini de maddi yönden imkânsız hale getirmektedir. Bu durumda tamamen güneş enerjisi ile çalışan soğuk hava depolarının tarım arazileri üzerine kurulması ürünlerin bozulmasını önleyecektir.
Yapılan maliyet hesaplarında ana elektrik şebekesinden 20 km uzakta bulunan bir tarım arazisi yakınına elektrik getirmek ve elektrikle çalışan 10 ton ürün kapasiteli bir soğuk hava deposu inşa etmek için yaklaşık 200 bin dolara ihtiyaç vardır.
Buna ek olarak soğuk hava deposunun çalışabilmesi için, yalnız yaz ayları boyunca (Mayıs-Eylül) arasında dört ay süre içinde her yıl yaklaşık 144,000 KWh elektrik tüketilecek ve bunun sonucu olarak da 10 yıl içinde 10 bin dolarlık ek maliyet gerekecektir. Buna karşılık aynı hacmi soğutmak için iyi yalıtılmış prefabrik bir güneş enerjili sistemin maliyetinin 11-13 bin dolar arası arasında olacağı hesaplanmıştır.
