Fotovoltaik Sistem Entegre Edilen Bir Büro Binasinin Aydinlatma Enerji Performansi Üzerine Bir Çalişma

Abstract

Bu tez, enerji etkin aydınlatma sistemi tasarımında binaya entegre edilmiş fotovoltaik sistemlerin performansını, İstanbul’da ele alınan bir örnek uygulama çerçevesinde incelemeyi hedeflemektedir. Binaların enerji gereksinimini karşılamak yüksek düzeyde bir elektrik tüketimini ortaya çıkarmaktadır; bu durum, özellikle günboyu kullanım halinde olan ofis binalarındaki aydınlatma gereksinimi için önemli bir durum teşkil eder. Bu nedenle, enerji etkin bina tasarımı stratejileri, enerji performansı ve sürdürülebilirlik açılarından önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, enerji etkin aydınlatma sistemi stratejileri açıklanarak, ofis binalarında uygulanabilecek teknolojilerin önemi ortaya konulmaktadır. Bu çalışmada, öncelikle enerji etkin aydınlatma tasarımı yaklaşımı tanımlanmıştır. Daha sonra, ele alınan örnek bina için, aydınlatma enerjisi gereksinimini minimize edebilecek bir tasarım öngörülmüştür. Aydınlatma amaçlı enerji gereksinimini minimize etmek amacıyla, enerji verimli lamba ve aygıtların seçimi ile birlikte, günışığı kullanımının maksimize edilmesi ve günışığına bağlı yapma aydınlatma kontrolünün sağlanması gerekmektedir. Bu amaçla, öncelikle ele alınan binanın yıl içindeki günışığı performansı RELUX programı aracılığıyla belirlenmiş ve öngörülen yapma aydınlatma sisteminin günışığına bağlı kontrolü ile enerji gereksiniminin optimize edilmesi sağlanmıştır. Ayrıca, aydınlatma amaçlı fosil enerji gereksinimin azaltılabilmesi için binaya PV entegrasyonu öngörülmüş ve PVSYST programı kullanılarak bu sistemden elde edilebilecek yıllık enerji hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Son olarak, önerilen çözümün ekonomik analizi amacıyla PV sistem entegrasyonuna ilişkin geri ödeme süresi hesaplaması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma büro binalarında enerji etkin aydınlatma yaklaşımının önemini vurgulamaktadır. Uygun cephe tasarımı ile yıl boyunca mekandaki günışığı miktarı maksimize edilerek ve günışığına bağlı yapma aydınlatma kontrol sistemleri entegre edilerek aydınlatma enerji tasarrufu sağlanması mümkün olmaktadır.

This thesis aims to investigate building integrated photovoltaic systems, collaborated with case study building in Istanbul-Turkey, in order to evaluate their performance of energy-efficient lighting design. Energy demand of buildings requires high electricity consumption, especially office spaces that use energy for lighting. Therefore some strategies, such as energy-efficient building design, are necessary to improve a sustainable development in the existing buildings. In this thesis, these strategies and importance of energy-efficient lighting technologies in office buildings are clarified. In this study, firstly energy-efficient lighting approach is defined. In the next step a suitable artificial lighting system which has low electricity consumption is selected for case study building. The most common key element for reducing the electricity demand for lighting in office buildings is daylight. By using RELUX simulation it is possible to design the energy-efficient lighting system considering daylight availability by using a daylight responsive control system. To reduce the annual fossil energy consumption, building integrated photovoltaic system is applied to the case study building. According to simulation results of PVSYST program, the actual utility ratio of photovoltaic systems’ electrical generation and its effect on the lighting energy consumption are discussed. The photovoltaic system design can enhance rate of energy saving that will calculated in this case. Additionally, the economic aspect of photovoltaic panels’ energy system is evaluated according to building integrated photovoltaic systems payback time calculation that emphasises the relationship between the area of the office building and the system energy efficiency to reduce expensses. This study emphasis the importance of energy-efficient lighting approach on office buildings. The optimum facade system supply the enhance daylight that is integrated with lighting control systems dependant to daylight and occupants who are conscious of daylight in order to save electric energy annually.