İçinde yaşadığımız, vakit geçirdiğimiz binaların en atıl yerlerindendir çatılar. Oysaki çatılar binalarımızın dışarıyla kesintisiz teması olan, güneş ışımasını en çok toplayan alanıdır. Bu nedenle üretim anlamında en verimli yerdir. Çatılarımızda neyi, nasıl üretebileceğimizi bu yazımda özetleyeceğim.

Öncelikle bunun bir konuya giriş makalesi olduğunu belirtmeliyim; siz okuyucularımı sıkmamak için bu yazıda çok fazla teknik ayrıntıya girmeden, sade ve anlaşılır bir dilde “Çatılarımızda ne üretebiliriz?” sorusunu ele alacağım. Eğer çatınızı terasa dönüştürüp bir sosyalleşme alanı yaratmak gibi bir hedefiniz yoksa ve binanızın bu en verimli olabilecek alanında bir şeyler üretmek istiyorsanız, çatılarınızda temelde dört şey üretebilirsiniz. Açıklamalarıyla paylaşıyorum:

1) Tarım ürünleri: Her türlü sebze ve meyve ürünleri çatıda yetiştirilebilir.

 

2) Botanik bahçe ve meyve ağaçları: Çatıya kurulacak bahçe veya dikilecek ağaçlar ihtiyacı karşılayacağı gibi karbon salınımının azaltılmasına yardımcı olur. 

3) Enerji: Binanın o anki tüketim ihtiyacını karşılamak veya fazlasını depolayıp başka bir zaman diliminde tüketmek için enerji üretilebilir. Başka bir modelde de ‘micro grid’ kurulduğu takdirde kullanmadığınız fazla elektriği komşulara nakledebilir, onların ihtiyaçlarını karşılayabilirsiniz (tabii belli bir ücret karşılığında veya mahsuplaşmayla bu süreç yönetilebilinir).

4) Su: Yağmur yağan bölgelerde binaların çatılarına yağmur suyu toplama üniteleri kurulup bu suyu en verimli şekilde toplanabilir.  Gerekli filtrasyondan geçirildiği takdirde toplanan bu yağmur suyundan içme suyu bile elde edilebilir. Ayrıca filtrasyon seviyelerine göre hijyen için su (duş, bulaşık ve tuvalet için su), çatıda tarım ürünleri, botanik bahçe ve meyve ağaçları için kullanılabilinir.  Bir de elde edilen yağmur suyu çatıdaki su ısıtıcı kollektörleriyle ısıtılıp sıcak su elde edilebilinir. Bu sıcak su da binanın ve seranın iklimlendirilmesi için kullanılabilinir. 

Tarım ürünleri, botanik bahçe ve meyve ağaçlarından yararlanma yöntemini de temelde ikiye ayırabiliriz:

1) Açık alan: Çatılarınıza kuracağınız tarım sahası, botanik bahçe veya meyve ağaçlarını üzerlerini kapatmadan açık alanda gerçekleştirebilirsiniz.

 

2) Sera: Çatınıza sera kurup üzerini kapayabilir ve böylece hem üreteceğiniz gıda ürünleri vb. için, hem de bina için ek bir koruma sağlayabilirsiniz. Özellikle üretilecek gıdalarda ısı ayarı çok önemli. Dengesiz iklim koşullarında da seracılıkla üretim yapmak mantıklı ve verimliliği en yüksek alternatiftir. 

Farklı ışımaya farklı enerji üretimi

Enerjiyi de ikiye ayırabiliriz. Güneşin iki tip ışıması vardır: Küresel Yatay Işıma (Global Horizontal Irradiance: GHI) ve Doğrudan Normal Işıma (Direct Normal Irradiance: DNI). Tüm dünya için her birinin farklı haritaları vardır.

1) Elektrik: GHI güneş ışımasından, fotovoltaik (PV) güneş panelleriyle elektrik üretilir. Çatılar düzse (Teras Çatı), belli bir eğimle konstrüksiyonun ayakları sabitlenerek bildiğiniz tek taraflı güneş panelleriyle GES kurulabilir. Ayrıca zemine beyaz çakıl taşları konup çift taraflı (bifacial) güneş panelleriyle çatıdaki elektrik üretimi artırılabilir. Çatı eğimliyse o zaman iki yol var. İlk seçenekte hâlihazırdaki çatıya farklı çatı tiplerine (Kenet Çatı, Sandviç Panel, Kiremit Çatı vb.) uygun konstrüksiyon malzemeleriyle güneş panelleri kurulabilir. Kiremit çatılar için geçerli diğer bir seçenek ise konstrüksiyon malzemeleriyle GES kurmak yerine direkt güneş kiremidi kullanarak sorunu kökünden çözmektir, bu durumda estetik bütünlüğe de müdahale edilmemiş olur.

2) Isı: DNI güneş ışımasından ısı üretilir. Burada bildiğiniz güneş kolektörleriyle (halk dilinde ‘su ısıtıcıları’) ısı elde edilebilir. Bu kolektörleri farklı çatı türlerine göre alıp yerleştirmek mümkündür. Örneğin düz çatılar veya eğimli çatılar için farklı kolektörler kullanılabilir. Pek estetiği yoktur ama güneşten enerji (yani ısı) elde etmenin en ucuz yoludur.

Kombine çözümler

Bunların aşağıdaki gibi kombinasyonları da mümkündür:

1) Hibrit Panel: Aynı panel üzerinde hem elektrik hem ısı üretilebilir. Bunlara hibrit panel diyoruz. Panelin ön yüzünde güneş hücreleri, hücrelerin arkasında da özel alaşımlı borular vardır, bunların içinden su geçer ve aynı panelde su da ısıtılır. Bu ürünü özel olarak çıkaran firmalar var. Fiyatı nispeten hem PV panellere göre hem de su ısıtıcılarına göre pahalıdır ancak sınırılı bir çatı alanında hem elektrik hem de ısı üretip ihtiyacı karşılamak iyi bir alternatiftir. Sektörde bu tip hibrit panellere PV (Fotovoltaik) ve Solar Thermal'ın (Solar Termal) birleşiminden PV-Thermal ya da kısaca PV-T deniyor. 

2) Açık alan tarım ürünleri ve enerji üretimi: Zeminde tarım ürünleri yetiştirilirken, zeminin üzerine veya yan taraflara (sınırları belirleyecek şekilde) güneş panelleri yerleştirilebilir. Böylelikle çatıda hem elektrik hem de tarım ürünleri üretilebilir. Buna sektörde agriPV deniyor. Yani aynı alanda hem tarım yapmak hem de elektrik üretmek mümkün. Bu uygulama daha çok açık arazide yapılır ancak benzer alternatif çatılar için de geçerlidir (ona göre çatıya toprak, kontrüksiyon vs. yerleştirilir). Hatta hibrit panel kullanılırsa bunlara ek olarak ısı da üretilmiş olur.

3) Sera ve enerji üretimi: Çatıya sera ve onun üzerine veya yanlarına da GES sistemi kurabilirsiniz. Böylelikle kapalı alanda hem tarım ürünleri, hem elektrik ve hatta hibrit panel kullandığınızda ısı bile üretebilirsiniz. Güneşten ürettiğiniz ısıyı seranın ısısını ayarlamak için de kullanabilirsiniz. Bu da gıda üretiminde verimlilik için çok değerlidir. 

Ana Kriterler

Tabii tüm bu işleri yaparken bazı ana kriterlere dikkat etmeniz gerekiyor. Hemen bunları sıralayalım:

1) Binanın statiği: Binanın statiğinin bu işleri çatıda yapabilmeniz için uygun olması gerekiyor. Bu, işin olmazsa olmazıdır. Çatıya uygun ağırlığın seçilip ona göre üretim yapılması gerekir. Örneğin çatı tipik güneş panellerinin ağırlığını taşımıyorsa, o zaman ya hâlihazırdaki kiremitlerin yerine güneş kiremidi kullanabilir ya da silisyum bazlı panel yerine, ince film teknolojisi ile çatılara rulo gibi serilip yapıştırılan çok hafif olan ürünlerden yararlanabilirsiniz. Tabii ki böyle bir ürünün verimliliği çok daha düşük olacaktır ama statik uygun değilse hiç yoktan iyidir.

Eğer çatı çürükse ve statik çatıya koyacağınız herhangi bir ağırlığı taşıyamaz vaziyetteyse o zaman çürük çatıyı komple değiştirmek de gerekebilir. Tabii en doğrusu çatıyı baştan bu sistemlerle birlikte tasarlayıp yapmaktır.

2) Önceliğin belirlenmesi: Çatıda ne üretmek istediğiniz evin tasarımını değiştirebilir. Örneğin gıda üretmek istiyorsanız, kesinlikle düz çatıya ihtiyacınız var. Sadece enerji bana yeter diyorsanız ve estetiğe önem veriyorsanız, o zaman eğimli bir çatıda güneş kiremitleri kullanarak estetik mimariye sadık şekilde elektrik üretebilirsiniz.

3) Düz çatıya karşı eğimli çatı: Bu konuyu mimari açıdan da değerlendirmeniz gerekir. Genelde hep eğimli çatısı olan bir köyde veya kasabada düz çatı yapmanız ne kadar doğru, bunu sorgulamalısınız. Her ne kadar ben şahsen her zaman fonksiyonu daha ön planda tutuyorsam da, ahenk, estetik ve bölge mimarisi de önemli kriterlerdir. Esasında bölge mimarisi de çoğu zaman bölge iklim koşullarına göre değişir. Bu yüzyıllar boyu gelen bir kültür sonucudur. 

4) Yetiştirilecek ürün hem binanın hem de bölgenin ihtiyacı için kullanılabilir: Elektrik, ısı veya gıda ürünlerini kendi ihtiyacınız için üretebilirsiniz ya da fazlasını konu-komşuyla da paylaşabilirsiniz. Buna siz karar verebileceğiniz gibi enerji alanında bu ayarlamaları yapabilecek teknolojiler de mevcut. Akıllı ve/veya mikro şebekelerle evin içindeki üretimle tüketimi dengeleyebilir, fazlasını etrafınıza satabilirsiniz. Tabii gıda konusunda kendi yaşam bölgenizi kapsayacak bir sistem kurma ihtiyacının da altını çizmek isterim. Yani bulunduğunuz destinasyonda tüm ihtiyaçlarınızı karşılayabiliyor olmanız gerekiyor. Aynı şekilde siz de bulunduğunuz destinasyona ürettiğiniz ürünlerin fazlasını vererek katkıda bulunabilirsiniz. 

Size çatıda ne ve nasıl üretebileceğinizi özetlemeye çalıştım. Esasında bir binanın üretim alanı olarak en atıl alan çatı olduğu için çatılara yönelik bu yazıyı kaleme aldım. Çatının dışında üretim alanı olarak binanın cephesini, iç mekanları (oda vb.) ve varsa bahçesini kullanabiliriz. Gelecek modeller, bu yazının temelini oluşturan dağıtık sistemler üzerine kurulacak. Yani yakın gelecekte her şey ve özellikle su, gıda ve enerji gibi temel ihtiyaç ürünleri konusunda yerinde üretim ve yerinde tüketime dönecek. Buna hazırlıklı olun.

Etiket: eğitim