Eğim Güneş ışınlarının geliş açısını nasıl etkiler?

Güneş Işınlarının Geliş Açısı

Cam bir yüzeyden güneş ışınlarının iletimi (geçişi) ışınların cam yüzeyi ile 90° yaptığı durumda en yüksek değerdedir. Yani güneş ışınlarının geliş açısı bu halde 90° 'dir (Şekil 3.4). Eğer güneş ışınlarının geliş açısı 90°'den küçük ise ışınların bir kısmı yansıma ile kaybolacaktır. Geliş açısına göre güneş ışınlarındaki kayıplar Çizelge 3.2'de verilmiştir.

Çizelge 3.2. Güneşin geliş açısına göre yansıma kayıpları (Langhans, 1980)Geliş Açısı*(°)/ Işık Kaybı(%)/ Geliş Açısı*(°)/ Işık Kaybı*(%)
90/ 0/ 30/ 11,2
60/ 2,7/ 20/ 22,2
50/ 3,4/ 15/ 30
40/ 5,7/ 10/ 41,2

Güneş ışınlarının yükseliş açısı 25° , çatı eğim açısı 25° ise güneş ışınlarının geliş açısı çatı yüzeyindeki normale göre 40° olacaktır. Bu halde güneş ışınlan yansıma nedeniyle %5.7 kayba uğrayacaktır (Şekil 3.5). Görülüyor ki güneş ışınlarının geliş açısı büyüdükçe yansıma kayıpları artacak sera içerisine giren ışınım miktarı azalacaktır. Son yıllarda çatı eğim açısı güneş ışınlarının geçişine etkisi nedeniyle fevkalade önem arz etmiştir. Çatı açısının 35° olmasının oldukça uygun olabileceği ancak 26°'den küçük açının ise çatıda kar birikimini arttırarak yoğunlaşma nedeniyle de çatı iç yüzeyinde su damlamalarının artmasına neden olacaktır. Bugün dünyada seracılık endüstrisinde çeşitli çatı eğim açılarında farklı şekil ve tasarımlarda seralar oluşturulmaktadır.

Seralarda ışınım akış yoğunluğu yıl içinde gün uzunluğunun kısa olduğu dönemlerde oldukça kritiktir. Kuzey Yanın Kürede 21 Aralık'ta ışınım geçişini maksimum düzeye çıkarabilmek için güneş ışınlarının geliş açısı yaklaşık 90° olacak şekilde sera çatı eğimi seçilmelidir. Bunun için de bu bölgelerde çatı eğim açısının 65° olması gerekir (Şekil 3.6)

Bu tip planlama durumunda sera çatı yüksekliği ve birim taban alanına düşen çatı alanı ve ısı kayıpları artacaktır. Çizelge 3.3' de yan duvar yüksekliği 3 m olan farklı sera genişlikleri için 26° ile 65° çatı eğim açılanndaki sera yükseklikleri verilmiştir. Sera genişliğinin 8 m'yi geçmesi halinde eğim açısının 32°, 8 m'nin altında ise 26° olması önerilmektedir. Bundan daha düşük eğimlerde kar yağışı olan bölgelerde karın çatı yüzeyinden kayması güçleşir ve çatı iç yüzeyinde yoğunlaşan su damlacıklarının bitkilerin üzerine düşmesine neden olunur. Genellikle ticari seralarda çatı eğim açısı 26°-32° arasında olmaktadır. Güneş ışınlarının yükseklik açısı küçük olduğu dönemlerde sera içerisine geçen ışınım enerjisi çatı yüzeyinden daha çok yan duvarlardan olur. Bu nedenle sabah erken saatlerde ve öğleden sonra güneş ışınlarının geçişini artırmak amacıyla yan duvarların yüksek ve cam panellerinin büyük boyutlu olması istenir. Görülüyor ki, seraların yönlendirmesi ve çatı eğiminin uygun şekilde düzenlenmesi ile güneş enerjisinden iyi bir şekilde yararlanmak mümkün olabilmektedir. Doğu-Batı doğrultusunda yönlendirilen seralarda güneş ışınlarının seranın güney yüzeylerinden içeriye girdiğini ve fazla sayıda seraların bu doğrultuda düzenlenmesi halinde kuzeyde bulunan seraların güneydeki komşu seralar tarafından gölgeleneceğinden seralar arasında boşluk bırakılarak bu sakınca giderilebilir. Bu aralıklar sera boyutlarından ve güneş ışınlarının yükseliş açısından yararlanılarak hesaplanabilir.