Aktif güneş sistemleri, güneş enerjisinden sıcak su ve elektrik üretilmesini sağlayan entegre elektronik ve mekanik sistemlerdir. Aktif güneş enerjisi sistemlerinde yüksek verimli toplayıcılar ve güneş pilleri kullanılır. Ek ısı depolamak üzere mekanik donanıma sahip olan bu sistemler, ısı dağılımını da sürekli denetler. Aktif güneş sistemlerinin tasarım ve inşaat aşamasında kurulumu önemlidir. Tamamlanmış yapılara daha sonra uygulanan sistemler, yapının estetiğinin bozulmasına sebep olur. Aktif sistemler elde edilen enerjiye göre ikiye ayrılır:

1. Güneş kolektörleri (Isıtma sistemleri)
2. Fotovoltaik sistemler (Elektrik üreten sistemler)

Güneş enerjisi su ısıtma sistemlerinin kolektörlerde dolaşan suyun kullanım şekline göre ve devre tipine göre farklı çeşitleri vardır. Kollektörlerde dolaşan suyun kullanım şekline göre olan çeşitler doğal dolaşımlı ve pompalı dolaşımlıdır. Devre tipine göre olan çeşitler ise açık ve kapalı olmak üzere ikiye ayrılır. 

Güneş enerjisiyle su ısıtma sistemleri arasında en yaygın kullanılanlarındandır. Karmaşık bir teknoloji gerektirmemesi ve düşük maliyetli olması önemli bir avantaj sağlar. Güneş enerjisinin toplanması için panel ve ekipmanlar; çatı ve cam duvarlar gibi sürekli güneş gören alanlara yerleştirilir. Daha sonra toplanan bu enerji depolanır ve su ısıtmada kullanılmak üzere iç mekânlara dağıtılır. Pasif güneş enerjisi sistemleri iki kategoriye ayrılır:

1. Doğrudan pasif güneş sistemleri: Güneş alınan saatlerde elde edilen enerji depolanır. Depolanan enerji, gece saatlerinde iç mekâna aktarılır. Yapının tasarımı ile doğrudan alınan güneş ışınları, farklı bir sistem olmadan cam yüzeylerden geçerek depolanır.
2. Dolaylı pasif güneş sistemleri: Güneş enerjisi, sıcak suyun kullanılacağı bölümde depolanır, ihtiyaç halinde diğer bölümlere aktarılır.

Bu sistemde kullanılan sıcak su toplayıcıda dolaşan sudur. Isınan su depoda toplanır; oradan da kullanım yerine gönderilir. Toplayıcıda toplanan su doğrudan kullanıldığı için suya antifriz katılamaz. Bu sebeple, donmaması için kış aylarında suyun tahliye edilmesi gerekir. Şebeke suyunun kireç oranı düşükse açık devreli sistemler daha verimlidir.

Kapalı devreli sistemlerde toplayıcıdaki sıcak su, boyler olarak adlandırılan ısı değiştiricisi ile ısıyı kullanma temiz suyuna aktarır. Bu şekilde, kirli su ile kullanım suyunun karışması engellenir. Bu sayede toplayıcıya antifriz konulabilir ve kış mevsiminde donma riski ortadan kalkar.

Pompalı dolaşımlı sistemlerde toplayıcı ile depo arasındaki su transferi, sirkülasyon pompası aracılığıyla yapılır. Bu sistemlerde de açık ve kapalı olmak üzere iki farklı devre kullanılır; ancak kapalı devreli sistemler çok daha yaygındır.

1. Kapalı Devre Pompalı Güneş Enerjisi: Güneş enerjisi ile ısıtılan su, pompa ile dolaştırılır. Bu sistemlerde deponun çatıda olması gerekmez. Depo ve kollektör çıkışına konulan ısı ölçerler sıcaklık farkını sürekli ölçer. Kollektörlerdeki suyun depodaki sudan 10 derece daha sıcak olması halinde sıcak su, depoya pompalanır.Bu fark 3 dereceye düşünce pompa kapanır.
2. Açık Devre Pompalı Güneş Enerjisi: Kollektör ile depodaki suyun sıcaklığı sık sık değiştiği için pompa, sürekli devreye girer. Bu durum sudaki kireç kollektörün verimini etkilediği için açık devre pompalı güneş enerjisi sistemi daha az tercih edilir.

Aktif ve pasif sistemlerde farklı ekipmanlar olsa da tüm güneş enerjisi ile su ısıtma sistemlerinde aşağıdaki ekipmanlar bulunur:

• ‍Paneller (Kolektörler): Güneş ışınlarındaki radyasyonu kullanarak ısı enerjisi ortaya çıkarır. Emici katman olarak adlandırılan bölüm, güneş ışınlarının emilerek ısıya dönüştürülmesini sağlar. Farklı çeşitleri bulunan kolektörler, bazı sistemlerde bakır levhalarla kaplıdır; bazı sistemlerde ise vakumlu cam tüpler bulunur. İlgili yazımızı okuyarak güneş panellerinden oluşmaktadır.

• ‍Isı Eşanjörü: Kollektör tarafından ortaya çıkarılan ısı enerjisinin suya aktarılmasını sağlar. Isı transferi için iletken bir malzemeden üretilir.
• Depolama Tankları: Güneşli havalarda üretilen sıcak suyun, akşam saatlerinde ya da güneşin olmadığı günlerde de kullanabilmesini sağlar. Isı eşanjörlerinin ısıttığı su burada muhafaza edilir. Transfer ya da bekleme süresinde ısının kaybedilmemesi adına ham madde ve yerleştirildiği konum önemlidir. Güneş enerjisi su deposu olarak da adlandırılan tanklar, galvaniz sacdan imal edilir. 1, 1,5 ve 2 milimetre kalınlık seçenekleriyle güneş enerjisi su tanklarının fiyatları da değişiklik göstermektedir.
• ‍Pompa: Isıtılan suyun kollektörlerden depolama tankına aktarılmasını sağlar. Doğal sirkülasyon ile suyun taşınmadığı durumlarda pompa kullanılır.
• ‍Kontrol ünitesi: Sistemin kontrolünü sağlar. Sıcak su ihtiyacı ve kollektörler tarafından toplanan solar radyasyon miktarına göre solar sıvının akışını regülatör aracılığıyla kontrol eder.

Evet. Isı pompaları, yenilenebilir enerjiyi oldukça efektif bir şekilde kullanan sistemlerdir. 4 kişilik bir ev için saatte 2-3 kilovat civarında elektrik harcayan ısı pompaları, ihtiyaç duyduğu elektriğin tamamını güneş enerjisinden karşılayabilir. Bunun için iyi hesaplanmış, profesyonel bir kurulum gerekir.

Kurulu güneş enerjili su ısıtıcınızın, bulutlu havalardan bağımsız olarak suyu ısıtamamasının bazı olası sebepleri şunlardır:
- Çatıdaki vanaların kapalı olması veya depoda kaçak oluşması
- Çok katlı apartmanlarda daha sık görülüp geç fark edilen, tesisat bazlı su kaçakları
- Evdeki vanaların su kaçırıyor olması
- Panel gözlerinde kir ya da kireç birikmesi
- Sıcak su kullanmak istediğiniz cihazın güneş sisteminin kanalına bağlı olmaması
- Güneş panellerinin yanlış cepheye konumlanması veya üzerine gölge düşmesi
- Güneş enerjili su ısıtma sisteminizin evden uzağa kurulu olması

Vakum ve tüp içerisinde gerçekleşen eskime ve aşınmalar, vakum tüplü güneş enerjisi sisteminin su ısıtma performansını etkiler. Başlıca nedenler şunlardır:
- Özellikle suyun sert olduğu bölgelerde tüplerin biriken kireç ve tortuyla tıkanması
- Tüpü çevreleyen vakumun kaybolması, alt bölgenin gümüşten beyaza dönmesi
- Tüplerin su kaçırması

GES sistemleri ile Adana’da yaz mevsiminde 150 litre suyu, 2 saat içerisinde 80 dereceye kadar ısıtabilirsiniz. Işınım süresi ve kurulu istemin gücü elbette bu verileri etkiler.

Çatı GES’ler, senenin 300 gününü güneşli geçiren Adana ilinde yazın günde 15 kW kadar tasarruf sağlar. 150 litre suyu 2 saatte ısıtmak için lazım olan 4400 W elektrik harcamasına gerek kalmaz.

Evet. Güneş panelleri, suyu güneşin ısısından değil, ultraviyole ışınlardan enerji üreterek ısıtır. Güneş ışığını görmeleri yeterlidir. Bu yüzden çatı GES ile kışın bile güneşli havalarda su ısıtmaya devam edersiniz.

Basınçsız güneş enerjili su ısıtma sistemleri, şebekeden gelen soğuk suya yeterince sıcak su sokamazlar. GES deposundan direkt gelen suyun basıncı, şebeke suyuna göre düşük olur. Bu duruma karşı, doğrudan basınçlı kurulan GES’lere yönelebilir ya da yetersiz su basıncını artıran hidrofor pompalar kullanabilirsiniz.

Güneş enerjili su ısıtma sistemleri satın alınırken boyut ve kapasitenin yanı sıra malzeme kalitesi, garanti ve bakım olanaklarına da dikkat edilmelidir. İyi referanslı, Türkiye’nin çeşitli bölgelerinde satış ve servis noktaları olan kurumsal firmalar tercih edilmelidir. Kalite standartlarına uyumluluk sertifikaları soruşturulmalıdır. Bu standartlara uymayan ya da ucuza mal edilen sistem parçaları, donma, paslanma, kireçlenme, yosunlanma gibi sorunlara karşı daha dayanıksız olur ve çabuk eskir.

Çatıda kurulan gün ısı sistemleri elektrik üretme amaçlı olmadığından ruhsat ya da izin zorunluluğu taşımaz. Ortak kullanılan apartmanlar veya site evlerinde de binanın yapısında değişikliklere sebep olmayan bu sistemleri kurmak için ruhsata gerek yoktur. Kat maliklerinden yazılı izin şartı da aranmaz. Yine de çatıya güneş enerjili su ısıtma sistemi kurarken dikkat edilmesi gerekenler aşağıdaki gibidir:
Arsa payına benzer oranda alan işgal edilmel, diğer kat maliklerine benzer bir sistem kurabilmeleri için yer bırakılmalı, kurulacak sistem binanın iskeletine yük bindirecek kadar ağır olmamalı, kurulumesnasında binaya zarar verilmemeli ve sistemin bakımı düzenli olarak yapılmalıdır.

Bakımı yapılan, eskiyen parçaları yenilenen sistemlerdeki su, depoya ilk konulduğu aşamada sağlıklı ise öyle kalmaya devam eder. Bununla birlikte, bu sistemlerde uzun süre bekleyen su, paslanma ve yosunlanma gibi bakteri üretimini hızlandıran etkenler mevcutsa sağlıksız hâle gelir. Bu yüzden paslanan, yosun tutan, dış etkenlere fazla maruz kalıp kirlenen ve yıpranan parçalar mutlaka değiştirilmelidir. Aksi takdirde sistemden gelen su, mutfak ve banyoda kullanıldığında lejyoner hastalığı gibi problemlere sebep olabilir.

Panellerin çalışması sıcaklığa bağlı olmadığından suyun ısınma miktarı güneşli gün sayısı ile doğru orantıda olacaktır. Kar yağışının ertesinde biriken karlardan yayılan ışınlar sayesinde su epeyce ısınır. Panelin verimlilik derecesi de aldığı ışınları ne kadar etkili değerlendirdiğini belirler. Normal şartlarda 2 saat ışın alan bir panel, 150 litre suyu 80 santigrat dereceye kadar ısıtabilir.

Gün ısı sisteminin boruları veya deposundaki suyun buzlanması, boru tesisatını tıkayacağından don şiddetine bağlı olarak su akışını ya tamamen ya da kısmi olarak keser. Donma problemi, en çok suyun sisteme girdiği ve sistemden çıktığı bölgelerde görülür. Kış şartlarından etkilenmemek için su ısıtma tesisat borularının izole döşenmesi etkili bir yöntemdir

4 kişilik bir hanenin sıcak su ihtiyacı için 200 veya 250 litre kapasiteli bir sıcak su kazanı yeterli olacaktır. 300 litre ve üzerindeki gün ısı depoları, daha çok 6-8 kişinin ihtiyaçlarını karşılamaya uygundur.