TEKNEDE ELEKTRİK İHTİYACI VE GÜNEŞ PANELLERİ-2

Daha önceki yazılarımızda da belirttiğimiz gibi, BORAL’da motor aküsü olarak 90A, servis aküsü olarak da 200A’lik Mutlu Marine tip akü kullanıyoruz. Günlük yaşam harcamaları hep servis aküsünden yapıldığı için bu akü üzerine konuşacağız. 200A’lik bir akü BORAL boyutunda bir tekne için küçümsenmeyecek bir kapasite. Yukardaki hesapla günlük ihtiyacımız olan 130,5A’lik akımı bize teorik olarak sağlaması gerekiyor.

Çünkü bir akünün performansını etkileyen bir çok faktör var. Öncelikle yeni olması. Bu her şeyin çözümü değil. Aküyü yeni alırsınız ama satıcıda rafta 2 yıl beklemiştir. Bu yeni demek değildir. Biz akülerimizi alırken üretim tarihlerini kontrol ettik. Her ikisi de biz almadan 2 ay önce üretilmişti. Bu fena bir süre değil. Ama yetmez, kaliteli olması gerekli. Kullanmaya başlandığından itibaren düzenli ve tekniğine uygun şarj edilmesi ve bakımının tam zamanında yapılması lazım. Genellikle en çok düşülen hatalardan biri de teknede kullanılan akülerin farklı özelliklerde olması. Örneğin motor aküsünün sulu ama servis aküsünün jel olması gibi. Sulu aküler ile jel akülerin şarj gerilimleri farklıdır. Eğer her iki grubu da tek redresörden (sarj cihazı) besliyorsanız, iki gruptan biri ömrünü daha çabuk tüketir. O nedenle modern redresörlerin üzerinde bir anahtar vardır. Akü grubunuzun özelliğine göre sulu veya jel konumuna alırsınız. Böylece o gruba uygun gerilim ile akünüzü şarj eder ve ömrünü uzatır. Eğer farklı tip akü grubunuz varsa jel için jel’e uygun çıkış veren, sulu için ona uygun olan ayrı redresörlerden besleme yapmalısınız.

En çok yapılan hatalardan biri de tekne marinaya bağlıyken, tekneden ayrılırken sahil beslemeyi kesmektir. Benzer hatayı cep telefonu ve notebook’larımızda da yaparız. Bir şehir efsanesine göre sürekli şarjda tutulan pillerin ömrü azalırmış. Bu kanaat eski tip şarj cihazlarında geçerli idi. Gerek notebook ve cep telefonu bataryaları gerekse tekne aküleri aynı prensip ile şarj olur. Modern şarj cihazları pilin doluluk oranını sürekli monitör eder ve şarj gerilimine ulaştığında beslemeyi keserek belirli periyotlarla darbeler şeklinde akım vererek sürekli dolu ve canlı kalmasını sağlar. Bizim teknemizde bulunan Quick marka şarj redresörünün kullanım kitabında grafik ile bu belirtilmekte. 

Bir başka önemli konu; bir akü kapasitesi ne olursa olsun, az da olsa beslenirken (yani şarj akımı uygulanırken) aynı zamanda tüketim de oluyorsa, hiç beslenmeden sadece tüketilen akülere göre daha hızlı boşalır. Örnek vermek gerekirse bizim güneş panelimiz portatif ve 40W. Yani 40W/12V=3,3 A/saat (kabaca, teorik olarak) üretiyor ki bunu da %80 verimle yaptığını varsaysak 2,7A/saat net üretimi var demektir (yine üzerine gölgesiz dik güneş ışını düştüğündeki üretimi). 200A’lik bir aküyü doldurması için 74 saat durmadan ve aküden hiç harcama yapılmadan şarj gerekir. Oysa bu küçük akım, aküyü harcama yapılırken canlı da tutuyor ve kimyasal dönüşümler nedeniyle oluşan kayıpları azaltıyor. Akünün verimi artıyor.  

Gelelim güneş paneline; Öncelikle piyasada 2 yapısal farklı 2 de fiziksel farklı panel çeşidi var; Yapısal; Mono-kristal ve poli-kristal. Mono-kristal olanlar daha verimli ama biraz daha pahalı. Fizikse farklı; Sert, alüminyum kasalı olanlar ve yarı esnek tabir edilenler. Eğer uzun süre panelleri kullanacaksanız ilkini uygun şekilde kıç tarafa bir köprü yaptırıp kullanmanız uygundur, zaten pek çok teknede örneğini görmüşsünüzdür. Yarı esnek paneller daha verimsiz, biraz daha büyüktür (100W’lık iki panelden yarı esnek 0,73m2, katı olan 0,67m2), güverte vs yerlerde ayak altında serili şekilde kullanmak, seyir sırasında çapariz verebileceği için toplamak gerekir. Kısa süreli kullanım yapacaksanız tercih edebilirsiniz. Bazı resimlerde gösterildiği gibi öyle bumbaya sarmaya falan kalkmayın, her yönden eşit güneş almayacağı için verimi çok düşer.

Fiziksel olarak bir de bizimki gibi çanta tipli olan portatifler var.  Sürekli kullanacaksanız tavsiye edilmez. Bizim teknemiz hem küçük, hem çok fazla alargada kalmıyoruz, gerektikçe kuruyoruz, o nedenle bize yetiyor. Katlayıp kamarada masanın altında saklıyoruz. Bunun bir özelliği de sarj regülatörü üzerinde, ilave regülatöre ihtiyaç yok.

Güneş paneli alırken bir de toplam akım değerine göre sarj regülatörü almak gereklidir. Örneğin 10A’lik sürekli akım üreten panel kurduysanız yaklaşık %20 daha büyük regülatör almanız (12A) önerilir (ara değerler regülatörlerde pek bulunmaz, mesela varsa 15 veya 20A'lik alacaksınız).

Eğer panelleri sabit yaptıracaksanız, kıç tarafta bumbaya engel olmayacak krom’dan bir montaj köprüsü (roll-bar) üzerine montaj yapılarak kullanılması en verimli halidir. Çünkü buraya gölge çok az gelir. Eğer bir de roll-bar'a taktığınız panellere günün belli saatlerinde eğimlerini güneşe doğru çevirme yeteneği de vermişseniz paneller daha da verimli çalışır. Uzun zaman marinada kaldıktan sonra panellerin üzerinin toz, çamur kaplanacağını unutmayın. Bu verimi düşürür, belli zamanlarda güneşe bakan taraflarını yıkamakta fayda var. 

Rüzgar türbini olayına gelirsek. Tek başına türbin yeterli olmayabilir zira kapasitesi bellidir, arttırmak için bir tane daha takmak zorundasınız ki, hoş bir görüntü olmaz. Akım üretmek için belli bir hızın üstünde rüzgar gerekir. Ses ve vibrasyon yapabilir. Teknenin görüntüsünü de çok hoş etkilemez. Tek avantajı gece de üretim yapabilir. Çok gerekiyorsa bazı tekne örneklerinde olduğu gibi hem türbin hem panel kullanabilirsiniz.

TEKNEDE ELEKTRİK İHTİYACI VE GÜNEŞ PANELLERİ-1

Teknede elektrik artık her zaman gereken bir ihtiyaç. Telefon şarj etmekten tutun da navigasyon cihazları, buzdolabı vs aklınıza ne gelirse elektrik enerjisine ihtiyaç duyuyor. Kısaca bu ekipmanı özetlersek;

1-      Seyir cihazları: Tridata, autopilot sistemi, chart plotter, seyir fenerleri, varsa radar, AIS cihazları, sabit telsiz cihazları elektrik enerjisi ile çalışır.
2-      Buzdolabı, derin dondurucu, buz makinası: Yiyecekleri, içecekleri saklamak ve soğuk içkinizi yudumlatmak için ciddi enerji harcarlar.
3-      Tekne aydınlatması: Bir koyda demirlediğinizde, sahil besleme olmadığı zaman teknenin iç/dış aydınlatılması için elektrik önemlidir.
4-      Hidrofor: Teknemizde musluklardan akan temiz suyu genellikle hidrofor ile depodan basıyoruz. Bunun için de elektrik lazım.
5-      Pis su pompaları: Bazı teknelerde meceratör denilen pis su pompaları ve elektrikli tuvaletler de var. Bunlar da elektrik enerjisi kullanıyor.
6-      Irgat: Eğer teknenizde demirleme için ırgat varsa, ciddi büyük bir enerjiye ihtiyacınız olacaktır.
7-      Baş pervanesi: Genellikle servis aküsünden bağımsız kendi aküsünü kullanır ama ırgat gibi büyük güçler harcar ve kendi akülerinin de doldurulması gerekir.
8-      Keyif cihazları: Radyo/CD çalar, TV ve uydu sistemi eğlenceli zaman geçirmek için gerekli donanımlardır.
9-      Şarj aletleri: Cep telefonu, notebook vs için gereken enerji  elektrik enerjisidir.
10-   Çeşitli mutfak ekipmanları: Mikrodalga fırın, çay/kahve, tost makinaları vb. Tekne boyutuna göre daha da uç noktalara gidilebilir; bulaşık makinesi gibi.
11-   Motorun çalıştırılması: Teknelerimizdeki içten takma motorlar bir marş motoru ile ilk hareketi alır ve çalışır. Genellikle kendileri için ayrılmış ayrı aküleri vardır ve bu akülerin de şarj edilmesi gereklidir.
12-   Diğer elektrikli gereçler: Aklınıza gelebilecek her türlü elektrikli cihaz.

Bu saydığımız ekipmanın en asgarisini bile kullansak teknemizde elektrik vazgeçilmez bir ihtiyaç. Bu ihtiyacı genelde 2 şekilde (çok da farkında olmadan) giderebiliyoruz. Birincisi; eğer motor seyri yapıyorsak motorun alternatörü (kapasitesine göre) elektrik üreterek hem motor hem de servis akülerimizi şarj eder. Aküler dolduğunda ise üretilen fazla elektriği hiçbir şekilde depolayamayız. (Küçük not: Ancak bu üretilen enerjiden de faydalanmak olası. Uzun motor seyirlerinde BORAL’ın 115A’lik alternatörü bol bol elektrik üretiyor. Sisteme eklediğimiz 1500W’lık bir invertör ile de bu akımı akü vasıtasıyla alıp 220V’a çeviriyoruz. 1500W’lık invertörün ve akünün kapasitesini çok zorlamamak ve emniyet kurallarını da göz önünde bulundurarak tekneye 600W’lık tost makinesi, 400W’lık su ısıtıcısı ve 800W’lık elektrikli ocak aldık. Motor seyri sırasında yemeğimizi bunlarla yapıyoruz ve çay-kahve hazırlıyoruz. Hem üretilen elektrik boşa gitmiyor hem de tüp gaz yakıp çevreye zarar vermiyor ve fosil yakıt tüketmiyoruz.)

İkincisi; marinaya bağlandığımızda sahil besleme dediğimiz 220V’luk şehir şebeke elektriği ile yine hem cihazlarımızı çalıştırırız hem de akülerimiz şarj ederiz.

Eğer uzun süreli motor seyri yapmayacaksak veya bir koyda sahil besleme imkanından yoksun konaklayacaksak, kapasiteleri ne olursa olsun bir süre sonra akülerimiz boşalmaya başlar. Bu süre, akü kapasitesi (Amper/saat cinsinden), birim zamanda çekilen enerji (yani sarfiyatımız), akülerin durumu (yeni ya da artık eskimiş, tam kapasitesiyle şarj tutmayan) gibi etkenler ile orantılıdır. Bazen tam dolu sandığınız akü birkaç saatte boşalır ve alarm vermeye başlar. Bazen de birkaç gün hiç sıkıntı yaratmaz ama şarj olmayan akü eninde sonunda sarfiyat yapıldıkça tükenir..!

Bu durumda klasik olarak yapılacaklar; Motoru çalıştırıp ihtiyaca göre belki birkaç saat mazot yakmak, gürültü ve duman çekmek, ıssız koyda diğer komşularımızı da rahatsız etmek ve böylece aküleri motorun alternatörü ile şarj etmek veya varsa jeneratör çalıştırmak ve gerekli elektriği yine mazot veya benzin yakarak sağlamak (aynı rahatsızlık faktörleri geçerlidir), ya da demir alıp en yakın sahil besleme alabileceğimiz yere gitmektir.

Günümüzde fosil yakıtları tüketmeden veya sahil beslemeye gerek olmadan da teknemizin ihtiyacı olan 12V elektriği üretmek artık mümkün. Bunun iki yolu var; birincisi Güneş Paneli kullanmak, ikincisi rüzgar jenarötörü kullanmak. Biz, teknemizde birinci yolu seçtik. Rüzgardan elektrik elde etmek için gereken donanıma sahip değiliz. Her ikisinde de kapasite (ihtiyaç-tedarik) hesap yöntemi aynıdır.

PRATİK BİLGİLER

Güneş paneli ile demirde iken çok rahat eder ve ihtiyacınız olan elektrik enerjisini üretebilirsiniz.  Bunun için yapmanız gereken ilk şey size kabaca günlük ne kadar enerji gerektiğini hesaplamaktır. Bu hesabın nasıl yapılacağına kabaca bakarsak: Örneğin; buzdolabınızın kaç watt/saat harcadığını biliyor musunuz? Mesela BORAL’da yaklaşık 60 lt’lik bir buzdolabı var  ve ortalama 40 W/saat harcıyor. Bu hacmi ve tüketimi baz alarak hesabı yapalım, siz kendi buzdolabınızın tüketimine uydurursunuz. Buna göre; 40W/12V= 3,3Amper/saat tüketiminiz olur. Buzdolabı 24 saat çalışacağı için, günde 24saat x 3,3A=79,2A, yaklaşık 80A’lik akım ihtiyacınız vardır (Aslında buzdolabı 24 saat sürekli çalışmaz, termostatı sayesinde istenen sıcaklık elde edilince durur. Dilerseniz çalışma süresini %70-80 alabilirsiniz. Kolaylık açısından bunu ihmal ediyoruz).

Güney kıyılarımızda yazın neredeyse 3 ay günde 14-15 saat güneş var ama burada güneş panelinin verimi devreye giriyor. Bir paneli verimli çalıştıracak güneş ışınlarının 8 saat sürekli (tam dik ve hiç gölge düşürmeden gelen güneş ışını süresi) olduğunu varsayalım. Eğer paneller sabit konumluysa (yani sürekli güneşin konumunu izleyecek hareketli donanımı yoksa) bu durumda 80A/8 saat=10A/saat enerji sağlayan panel veya panellere ihtiyaç var. Paneller bu sürenin dışında da üzerlerine güneş ışınları geldikçe akım üretmeye devam edeceklerdir ama güneş ışınlarının eğimli gelmesi ile verimleri düşecektir. Kısacası gün ışığının olduğu zaman aralığını 15 saat kabul edersek 80A’lik enerji de en dik ışınların geldiği 8 saatte üretiliyorsa geri kalan 7 saatte de panel enerji üretmeye devam eder ama bu miktar panelin üretebildiği nominal akım miktarının altındadır. Örneğimizdeki gibi yapılan hesap ile 10A/saat akım üreten panel güneşin dik konumunun gitmesiyle 9A/saat, 8A/saat…vb akım üretmeye devam eder ve sonunda karanlık çökmesi ile akım üretimini ertesi sabaha kadar durdurur. Güneş ilk doğduğunda da tersi geçerlidir, sıfırdan artarak üretime başlar. Biz burada garanti olsun diye 80A’lik enerjinin 8 saatte üretilebilmesi için böyle bir panel seçimini önerdik. Ama, saatte 7A üreten panel de güneşin tam dik geldiği 8 saatte 56A üretecektir geri kalan eğimli ışınlarla da 7 saatte örneğin 24A daha üretebilirse buzdolabının günlük tüketimi olan 80A’lik enerji elde edilmiş olacaktır. Piyasada satılan panellerden buna göre seçim yapabilirsiniz.

Demirdeki bir teknenin kabaca enerji ihtiyacını beraber hesaplayalım. Bunu BORAL için bildik bir örnek ile yapalım. Varsayımlarımız; aküler yeni ve sağlam, ırgat vb çok enerji isteyen cihazlar motor çalışırken kullanıldı ve kapatıldı.

Buzdolabı: Yukarda hesapladık, 80A/gün,

Buz makinesi: 90W/saat tüketiyor. Günde 3 saat çalıştığını varsayalım. 3 saat x 90W= 270W/gün, 270W/12V=22,5A/gün enerji de buz makinesine gerekli.

Hidrofor: Küçük bir hidroforumuz var her çalışmada 2A çekiyor günde 30dk ancak çalışır. O halde 1A/gün de ona lazım.

Seyir ışıkları: Demirdeyken sadece demir fenerini yakıyoruz. LED ampullü ve 1A/saat tüketiyor. Gece 8 saat yanık kalsa 8A’de ona gerekli.

İç aydınlatma: Hepsi LED ampullü. Havuzlukta olduğumuzdan sürekli açık bırakmıyoruz, günlük en fazla 1A’de onlar harcıyor.

Havuzluk aydınlatması: 3A’lik bir LED ampul ile yapılıyor. Hava karardıktan sonra yaklaşık 6 saat yanıyor. 3A x 6 saat= 18A de ona lazım.

Bu kadar örnek her halde yeter. Toplarsak 80A+22,5A+1A+8A+1A+18A= 130,5 A/gün enerji ihtiyacımız var.

130,5A/gün’lük tüketimi yukardaki gibi maksimum 8 saat verimli çalışacak panel hesabından giderek 130,5A/8 saat= 16,31A/saat üretim ile yerine koyabileceğimizi buluruz.

100W’lık bir mono-kristal sonar panel en verimli olarak ortalama 5A/saat enerji sağlar. Bu durumda 16,31A/5A= 3,26 adet panel gerekir. Böyle bir adet olamayacağından ya 3 adet ya da 4 adet panel kullanılmalıdır (yani 300 veya 400Watt). Az önce panellerin bu en verimli 8 saatin dışında da enerji ürettiğinden bahsetmiştik. Bu durumda, 3 adet 100W’lık panel ile (toplam 300W) bu günlük gereksinimi BORAL’da rahatlıkla karşılayabiliriz. İlave güç gereksiniminiz varsa hesaplayıp panel sayısını veya gücünü arttırabilirsiniz.