Serada gece neminin kalsiyum klorür ile alınması ve gündüz güneş enerjisiyle rejenerasyon

Kış gecesinde kapalı bir seranın nemini düşürmenin en kolay yollarından biri havalandırmadır. Fakat dışarısı soğukken bunun bedeli vardır: içeride ısıtılmış hava dışarı çıkar, yerine gelen soğuk hava yeniden ısıtılır. Üstelik CO₂ zenginleştirmesi yapılan modern seralarda havalandırmayla CO₂ de kaybedilir.

Buradan ilginç bir mühendislik sorusu çıkıyor:

Seranın havasını dışarı atmadan, içindeki su buharını higroskopik bir maddeye bağlayıp sabah olunca bu maddeyi güneş enerjisiyle tekrar kurutabilir miyiz?

Kalsiyum klorür (CaCl₂) bu amaçla kullanılabilecek maddelerden biri. Burada söz konusu olan CaCl₂'nin bitkiye verilmesi veya gübre olarak kullanılması değil. Tam tersine, CaCl₂'nin bitkiden ve yetiştirme ortamından mümkün olduğunca ayrı tutulduğu kapalı bir hava şartlandırma devresinden söz ediyoruz.

Fikir teorik olmaktan da çıkmış durumda. 2025 yılında Acta Horticulturae'de yayımlanan bir çalışmada CaCl₂ çözeltisi, gözenekli bir Celdek petek ve fan kullanılarak salatalık yetiştirilen gerçek bir serada nem alma denenmiş; 2024'te yayımlanan başka bir çalışmada ise silika jel–CaCl₂ kompozit desikant gece nem almak, gündüz güneş enerjisiyle yeniden kurutulmak üzere kullanılmıştır.

Dolayısıyla artık sorulması gereken “CaCl₂ nem çeker mi?” değildir. Bunu zaten biliyoruz. Asıl soru şudur:

Bu çevrim sera ölçeğinde yeterince su çekebilir mi, desikant ekonomik biçimde yeniden kullanılabilir mi ve sistem bitkiye klorür taşımadan güvenli şekilde işletilebilir mi?

Sorunun kaynağı: Gece bitki durmuyor

Güneş battığında fotosentez büyük ölçüde durur fakat bitkinin su kaybı sıfırlanmaz. Gece transpirasyonu gündüze göre çok daha düşük olsa da özellikle geniş yaprak alanına sahip gelişmiş bir sera bitkisinde devam eder.

Akdeniz koşullarında yetiştirilen hıyar üzerinde yapılan ölçümlerde gece boyunca toplam transpirasyon yaklaşık 120–200 g/m² düzeyinde bulunmuştur. Bu rakam her sera için kullanılabilecek sabit bir değer değildir; çeşit, yaprak alanı, VPD, sıcaklık, bitkinin gelişme dönemi ve iklim yönetimi sonucu önemli ölçüde değişir. Fakat 1.000 m²'lik gelişmiş bir bitki örtüsünün gecede onlarca hatta yüz kilogram mertebesinde suyu sera atmosferine aktarabilmesinin fiziksel olarak mümkün olduğunu göstermesi bakımından değerlidir.

Bu suyun tamamı havada kalmaz. Bir kısmı kaçak ve havalandırmayla dışarı gider, bir kısmı örtü yüzeyinde yoğuşur, bir kısmı başka yüzeylerde yoğunlaşır.

Akdeniz bölgesinde hıyar bulunan bir Venlo serasında yapılan ölçümlerde örtü yüzeyindeki günlük kondensasyonun bazı kış günlerinde 147 mL/m²/gün seviyesine kadar çıktığı ve yoğuşmanın büyük bölümünün gece gerçekleştiği bildirilmiştir.

Dolayısıyla gece sera içinde şu su dengesi oluşur:

Bitki transpirasyonu + toprak/yüzey buharlaşması
→ havadaki su buharı
→ havalandırma/kaçak + örtüde yoğuşma + varsa aktif nem alma

Serayı daha fazla kapattıkça ısıyı koruruz; fakat aynı zamanda su buharının doğal çıkış yollarından birini azaltmış oluruz.

Bağıl nem tek başına mesele değildir

Sera hastalıkları konusunda sık yapılan bir hata “yüksek nem mantar hastalığı yapar” demektir.

Bu kadar basit değildir.

Patojenin bulunması, inokulum miktarı, sıcaklık, konukçu hassasiyeti, yüzeyde serbest su bulunması ve bunun süresi gibi değişkenler birlikte belirleyicidir. Fakat yüksek RH, özellikle yaprak veya meyve sıcaklığı çiğlenme noktasına yaklaştığında, yoğuşma ve uzun yaprak ıslaklık süreleri için uygun ortam oluşturabilir.

Akdeniz tipi ısıtılmayan domates seralarında yapılan araştırmalarda gece havalandırmasının sera nemini ve Botrytis cinerea hastalık şiddetini etkileyebildiği gösterilmiştir. Araştırmacılar serbest yüzey suyunu, yüksek nemi, sıcaklığı ve bunların devam süresini hastalık gelişiminin önemli çevresel bileşenleri arasında değerlendirmiştir.

Bu nedenle sadece RH sensörüne bakmak yerine daha anlamlı bir gösterge vardır:

Yaprak sıcaklığı – çiğlenme noktası farkı.

Yaprak sıcaklığı çiğlenme noktasının altına inerse yaprak üzerinde su yoğunlaşabilir.

İlginç biçimde 2025 CaCl₂ sera deneyinde araştırmacılar, nem alma yapılan serada yaprak sıcaklığının sera havasının çiğlenme noktasının üzerinde kaldığını bildiriyor.

Bu, sistemin tarımsal açıdan belki de “RH yüzde kaç düştü?” sorusundan daha önemli sonucudur.

CaCl₂ havadaki suyu nasıl alıyor?

Kalsiyum klorür kuvvetli higroskopik ve deliquescent bir tuzdur. Yani yalnız yüzeyine az miktarda nem tutmakla kalmaz; uygun sıcaklık ve nem koşullarında havadan yeterince su alarak kendi çözeltisini oluşturabilir.

Sıvı desikant sisteminde ise zaten belirli konsantrasyonda CaCl₂-su çözeltisi kullanılır.

Konsantre çözeltinin üzerindeki su buharı basıncı saf suya göre düşüktür. Nemli hava çözeltiyle geniş bir temas yüzeyinde karşılaştığında havadaki su buharı çözeltiye geçer.

Bunun sonucu:

konsantre CaCl₂ çözeltisi
→ havadan su absorbe eder
→ çözeltinin kütlesi artar
→ CaCl₂ yüzdesi düşer
→ çözeltinin nem alma kabiliyeti giderek azalır.

Burada CaCl₂ tüketilmiş değildir. Kimyasalın esas problemi “bitmesi” değil, suyla seyrelmesidir.

Bu ayrım sistem ekonomisinin temelidir.

Gündüz aynı CaCl₂ yeniden kullanılabilir mi?

Evet. Sıvı desikant teknolojisinin bütün mantığı bunun üzerine kuruludur.

Seyrelmiş çözeltiye ısı verirsek çözeltideki suyun buhar basıncı yükselir. Uygun bir rejeneratörde hava ile temas ettirildiğinde su tekrar çözeltiden ayrılarak havaya geçebilir.

Bu hava seraya geri gönderilmez; dışarı atılır.

Çevrim böyle kapanır:

Gece

konsantre CaCl₂
→ sera havasından su alır
→ seyrelmiş CaCl₂.

Gündüz

seyrelmiş CaCl₂
→ güneş veya atık ısıyla ısıtılır
→ su buharlaştırılır ve dış atmosfere atılır
→ yeniden konsantre CaCl₂.

Ertesi gece

aynı desikant tekrar kullanılır.

2025'te yayımlanan ısı pompası destekli sıvı desikant araştırması CaCl₂, LiCl ve potasyum format çözeltilerini karşılaştırmış ve hem nem alma hem rejenerasyonun aynı sistem içinde sürdürülebileceğini göstermiştir. CaCl₂ için çalışmada maksimum nem alma etkinliği yaklaşık %75 olarak hesaplanmıştır; ancak bu değer belirli deney ve model koşullarına aittir, doğrudan sera tasarım katsayısı olarak kullanılamaz.

Burada asıl cazip nokta, rejenerasyon için mutlaka yüksek değerli elektrik enerjisi gerekmemesidir. Sıvı desikant sistemleri düşük kaliteli termal enerjiden yararlanabildiği için güneş kolektörü, sera çatısı altında biriken sıcak hava veya başka bir atık ısı kaynağı potansiyel olarak değerlendirilebilir.

2025 salatalık serası deneyi bize ne söylüyor?

Ioannis Lycoskoufis ve George Mavrogianopoulos'un Acta Horticulturae'de yayımlanan çalışması konu açısından özellikle önemli; çünkü yalnız bilgisayar simülasyonu değil, salatalık yetiştirilen bir serada kurulmuş gerçek bir CaCl₂ nem alma düzeneğini inceliyor.

Düzenek esas olarak şu şekildeydi:

sera havası
→ fan
→ CaCl₂ çözeltisinin üzerinden aktığı gözenekli Celdek yapılandırılmış petek
→ nemi azaltılmış hava.

Sistem sera bağıl nemi %80'i geçtiğinde çalıştırıldı.

Araştırmacılar nem alma hızının;

sera hava sıcaklığına,
havanın özgül nemine,
petekten geçen hava debisine,
CaCl₂ konsantrasyonuna

önemli ölçüde bağlı olduğunu bildirdi.

15 °C sera sıcaklığı ve %80 RH koşulunda ölçülen su buharı uzaklaştırma kapasitesi 1.155 g/saat, yani yaklaşık 1,155 kg/saat idi.

Padin kesit alanına göre ifade edildiğinde sonuç:

4.812 g/saat/m² = 4,812 kg su/saat/m² pad kesit alanı

olarak verildi.

Bu sayı oldukça yüksek görünür ve burada dikkatli olmak gerekir.

“Bir metrekare CaCl₂ peteği saatte 4,8 kg su alıyor; 10 m² koyarsak 48 kg/saat çekeriz” şeklinde doğrusal ölçekleme yapılamaz.

Çünkü performans çözeltinin konsantrasyonuna ve sıcaklığına, hava debisine, giriş havasının mutlak nemine, petek geometrisine, çözeltinin petek üzerinde dağılımına ve zamanla seyrelmesine bağlıdır.

Dahası, bütün sera havasının absorberden ne kadar homojen geçirilebildiği de büyük ölçekte belirleyici olacaktır.

Çalışmanın erişilebilen özgün ISHS kaydında kullanılan CaCl₂ konsantrasyonunun sayısal değeri verilmediğinden burada konsantrasyon uydurmak doğru değildir. Ticari boyutlandırma için tam deney verilerinin alınması gerekir.

Yine de deney önemli bir şeyi açık biçimde gösteriyor:

CaCl₂ + yapılandırılmış petek yaklaşımı, sera havasından ölçülebilir ve tarımsal açıdan anlamlı miktarda su çekebiliyor.

Katı kompozit sistem: CaCl₂'yi silika jel içine almak

Sıvı CaCl₂'nin önemli mühendislik problemlerinden biri sıvının hava akımına taşınma ihtimalidir.

Bu nedenle başka bir araştırma hattında CaCl₂ gözenekli katı malzemelerin içine yükleniyor.

Chen ve arkadaşlarının 2024'te Energy dergisinde yayımladığı sistemde silika jel–CaCl₂ (SG-CaCl₂) kompozit desikant kullanıldı.

10 saatlik deneyde kompozit malzemenin su alma kapasitesi:

0,511 g su / g desikant

olarak ölçüldü.

Sistem kış gecesinde sera RH'sini %96,5'ten %83,6'ya düşürürken ortalama sera sıcaklığı 12,8 °C oldu.

Desikantın önerilen rejenerasyon sıcaklığı 80–100 °C idi.

Gündüz kullanılan güneş kolektörünün maksimum çıkış sıcaklığı 103,8 °C, ortalama ısı toplama verimi ise 0,42 olarak bildirildi.

Burada gece-gündüz çevrimi gerçekten uygulanmış oluyor:

gece → nem adsorpsiyonu
gündüz → güneş enerjisiyle desorpsiyon.

Fakat 0,511 g/g değerini de “1 kg malzeme her gece daima 511 gram su toplar” şeklinde okumamak gerekir. Bu sonuç kullanılan kompozitin hazırlanışına, başlangıç durumuna, sıcaklığa, RH'ye, hava hareketine ve 10 saatlik deney süresine aittir.

Sıvı mı, katı mı?

Sıvı CaCl₂'nin önemli avantajı sürekli pompalanabilmesidir. Büyük bir tank kullanılarak absorberden geçen çözeltinin konsantrasyon değişimi yönetilebilir ve absorber ile rejeneratör fiziksel olarak birbirinden ayrılabilir.

Kompozit katı desikantta ise sıvı taşıma ve damlacık sürüklenmesi problemi azaltılabilir. Buna karşılık desikantın tamamına havanın ulaştırılması, adsorpsiyon kinetiği, malzemenin ısıtılması ve uzun dönem çevrim dayanımı ayrı sorunlardır.

2026 tarihli bir sera nem alma araştırması da SG-CaCl₂ sistemlerinde adsorpsiyon hızının ve rejenerasyon enerjisinin hâlâ geliştirilmesi gereken noktalar olduğunu vurgulamaktadır.

Klasik yöntem neden enerji harcıyor?

Soğuk gecede serayı düşünelim.

İçeride 15 °C sıcaklık korunuyor ve bitkiler su buharı üretmeye devam ediyor. RH yükseldiğinde havalandırmayı açıyoruz.

Nemli fakat sıcak sera havası dışarı çıkıyor.

Yerine örneğin 5–10 °C dış hava geliyor.

Bu hava tekrar 15 °C'ye ısıtılıyor.

Dolayısıyla yalnız su buharını değil, daha önce ısıtmak için para harcadığımız havayı da dışarı atıyoruz.

Klasik bir modelleme çalışmasında domates serasında kabul edilebilir nem koşullarını sağlamak için havalandırmayla yapılan nem kontrolünün yıllık enerji tüketimini, nem alma yapılmayan senaryoya göre yaklaşık %12,6–18,4 artırabildiği hesaplanmıştır. Bunlar kuzey iklimi koşullarına ait sonuçlardır ve Antalya'ya doğrudan taşınamaz; fakat ısıtma-havalandırma yönteminin neden enerji cezası oluşturduğunu açıkça gösterir.

Desikant yaklaşımının farkı şudur:

Sera havasını mümkün olduğunca içeride tutarken havanın içindeki suyu seçici olarak uzaklaştırmaya çalışır.

Bu nedenle özellikle CO₂ zenginleştirmesi yapılan kapalı ve yarı kapalı seralarda ayrıca ilgi çekicidir.

Dört yaklaşımın teknik karşılaştırması

Isıtma + havalandırma: En basit ve yerleşmiş yöntemdir. Ekipman ihtiyacı nispeten düşüktür fakat soğuk havalarda ısı ve varsa CO₂ kaybı meydana gelir. Dış havanın da çok nemli olduğu koşullarda etkinliği sınırlanabilir.

Isı pompalı yoğuşmalı nem alma: Hava çiğlenme noktasının altına soğutulur, su yoğuşturulur ve hava yeniden ısıtılabilir. Nem alma kontrolü güçlüdür ve yoğuşma ısısının geri kazanılması mümkündür. Buna karşılık kompresör elektriği gerekir.

CaCl₂ sıvı desikant: Nem, suyu yoğunlaştırmadan doğrudan çözeltiye alınabilir. Rejenerasyon güneş veya düşük kaliteli atık ısıyla yapılabiliyorsa önemli avantaj doğabilir. Buna karşılık korozyon, çözeltinin kontrolü ve damlacık taşınması ciddi mühendislik konularıdır.

Katı/kompozit desikant: Sıvı desikant taşıma riskini azaltabilir ve güneşle rejenerasyona uygundur. Buna karşılık büyük desikant kütlesi, basınç kaybı, yavaş kütle transferi ve rejenerasyon süresi ölçek büyütmede sorun olabilir.

Dolayısıyla “hangisi daha ucuz?” sorusunun evrensel cevabı yoktur.

Doğru karşılaştırma kWh elektrik/kg uzaklaştırılan su, kWh termal/kg su, yatırım maliyeti, ekipman ömrü ve elde bulunan ücretsiz ısı kaynakları üzerinden yapılmalıdır.

1 dekar Antalya serasında sistem nasıl görünebilir?

Burada ticari sistem tasarlamıyoruz. Yalnız büyüklük mertebesini anlamak için bir fizibilite hesabı yapıyoruz.

Varsayım:

sera taban alanı: 1.000 m²,
ürün: gelişmiş domates veya hıyar bitkisi,
kış gecesi,
sera yaklaşık 15 °C,
nem kontrol eşiklerinden biri yaklaşık %80 RH,
gece süresi yaklaşık 10 saat.

Akdeniz hıyar araştırmasındaki 120–200 g/m²/gece transpirasyon aralığını yalnız başlangıç senaryosu olarak kullanırsak:

1.000 m² × 0,12–0,20 kg/m²

= 120–200 kg su/gece

elde ederiz.

Bu, nem alma cihazının mutlaka 120–200 kg su çekmesi gerektiği anlamına gelmez.

Çünkü suyun bir bölümü örtüde yoğunlaşabilir, infiltrasyonla çıkabilir ve sistemin hedefi bütün transpirasyonu yakalamak olmayabilir.

Gerçek tasarım için:

nem alma yükü = transpirasyon + diğer buhar kaynakları – kontrollü kondensasyon – infiltrasyon – havalandırmayla uzaklaşan nem

hesaplanmalıdır.

Bu nedenle Antalya'da gerçek bir sera için ilk yapılması gereken cihaz satın almak değil, birkaç kış gecesi boyunca su buharı kütle dengesi ölçmektir.

Pad alanı

Örneğin pilot hesapta uzaklaştırılması gereken miktarın 160 kg/gece olduğunu ve bunun 10 saate yayıldığını varsayarsak ortalama:

16 kg/saat

nem alma gerekir.

Acta deneyindeki 4,812 kg/saat/m² değerini doğrudan bölme işleminde kullanırsak teorik olarak:

16 / 4,812 ≈ 3,3 m² pad kesit alanı

çıkar.

Fakat bu sayı tasarım sonucu değildir.

Sadece deneysel kapasitenin büyüklük mertebesini gösterir.

1.000 m² gerçek serada hava dağılımı, fan debisi, petek yüzey hızı, CaCl₂'nin gece boyunca seyrelmesi, absorber sıcaklığı ve çözeltinin her noktaya eşit dağılımı hesaba katılmadan 3,3 m² petek seçmek mühendislik açısından savunulamaz.

Bu nedenle pilot uygulamada absorber önce küçük ölçekli performans haritasıyla karakterize edilmelidir.

Ne kadar CaCl₂ gerekir?

Burada güvenilir bir tek sayı vermek doğru değildir.

Gerekli çözelti miktarı;

başlangıç CaCl₂ kütle yüzdesine,
çevrim sonunda izin verilen minimum konsantrasyona,
çalışma sıcaklığına,
hedeflenen denge buhar basıncına,
kristalleşme sınırına

bağlıdır.

Dolayısıyla “1 dekar için X kg CaCl₂ gerekir” demek için saha tasarım parametreleri eksiktir.

Bu parametre pilot ölçüm gerektirir.

Fan ve pompa elektriği

Aynı nedenle güvenilir fan tüketimi yalnız sera alanından hesaplanamaz.

Elektrik tüketimi:

fan debisi × toplam basınç kaybı / fan verimi

ve pompa tarafında:

çözelti debisi × basma yüksekliği / pompa verimi

üzerinden hesaplanmalıdır.

Celdek kalınlığı, hava hızı, mist eliminator basınç kaybı ve borulama bilinmeden kWh değeri üretmek yanıltıcı olur.

Fakat ekonomik fizibilitede ölçülmesi gereken temel performans göstergesi açıktır:

kWh elektrik / kg uzaklaştırılan su.

Asıl enerji faturası rejenerasyondadır

160 kg suyu bir gecede CaCl₂'ye aldığımızı düşünelim.

Ertesi gün bu suyun çözeltiden yeniden ayrılması gerekir.

Suyun buharlaşma gizli ısısı sıcaklığa bağlı olmakla birlikte yaklaşık 2,4 MJ/kg mertebesindedir.

Yalnız faz değişimi açısından teorik büyüklük:

160 × yaklaşık 2,4 MJ

≈ 384 MJ

yani yaklaşık:

107 kWh termal enerji

mertebesindedir.

Gerçek rejeneratör bunun üzerinde enerji ister; çünkü çözeltinin ve ekipmanın ısıtılması, hava hareketi ve çevreye ısı kayıpları vardır.

Bu hesap sistemin en kritik noktasını gösteriyor:

CaCl₂'nin ucuz olması tek başına sistemi ucuz yapmaz. Rejenerasyon ısısının nereden geldiği belirleyicidir.

Elektrikli rezistansla her gün yüzlerce kilogram suyu çözeltiden kaynatmaya çalışırsak sistemin ekonomik mantığını büyük ölçüde kaybedebiliriz.

Fakat aynı enerji;

gündüz güneş kolektöründen,
sera çatısı altında zaten atılması gereken sıcak havadan,
kojenerasyon atık ısısından,
başka bir prosesin düşük sıcaklıklı atık ısısından

sağlanabiliyorsa tablo değişir.

Bu yüzden CaCl₂ sistemi aslında bir “ucuz tuz sistemi” değil, ısı kaynağı ve ısı-kütle transferi sistemi olarak değerlendirilmelidir.

CaCl₂ her gece değiştirilirse bu işin anlamı kalır mı?

Hayır. Ekonomik mantık büyük ölçüde kaybolur.

Ekonomik fikir CaCl₂'nin sürekli satın alınıp kullanıldıktan sonra atılması değildir.

Gerçek değer:

aynı desikantın yüzlerce veya binlerce absorpsiyon–rejenerasyon çevriminde kullanılmasıdır.

Her gece yeni CaCl₂ satın alıp suyla seyrelmiş çözeltiyi atmak hem ekonomik hem çevresel açıdan kötü bir sistem tasarımıdır.

Desikant kaybı yalnız kaçak, bakım, sürüklenme ve sistem servisleri nedeniyle oluşan sınırlı tamamlamalar düzeyine indirilmelidir.

Antalya neden özellikle ilginç?

Türkiye açısından burada ilginç bir iklim eşleşmesi bulunuyor.

Antalya, Mersin ve Adana kıyı kuşağında kış geceleri sera içinde yüksek RH ve kondensasyon riski görülebilirken, gündüzleri rejenerasyon için kullanılabilecek güneş enerjisi bulunabilir.

Türkiye'deki dinamik sera modellemesi de Antalya, Mersin ve Adana'da ısıtma ve nem/yoğuşma yönetiminin birlikte değerlendirilmesi gerektiğini gösteriyor. Antalya için modellenen yıllık ısıtma yükü yaklaşık 74,79 kWh/m² bulunmuştur; bu rakam belirli model ve sera koşullarına aittir.

2024'te Antalya koşullarında sera domatesi üzerine yayımlanan çalışma da bölgenin sera iklimi, radyasyon ve RH dinamiklerinin üretim boyunca önemli ölçüde değiştiğini gösteriyor.

Bu iklimsel eşleşme şu hipotezi ortaya çıkarıyor:

Geceki problem olan nemi desikanta depola; gündüzün fazlalığı olan güneş ısısını kullanarak desikantı yeniden hazırla.

Fiziksel olarak mantıklı bir enerji eşleştirmesidir.

Fakat yaptığımız literatür taramasında Türkiye'de ticari ölçekte çalışan CaCl₂ sıvı-desikant sera nem alma sistemine ilişkin güvenilir yayımlanmış kanıt bulunamadı.

Dolayısıyla “Antalya seralarında kullanılan yeni teknoloji” diye sunulamaz.

Daha doğru ifade şudur:

Akdeniz sera kuşağı, bu teknolojinin pilot ölçekte sınanması için mantıklı adaylardan biridir.

En ciddi mesele: CaCl₂'yi bitkiden uzak tutmak

Burada basit ev tipi nem alıcı mantığından ayrılmamız gerekiyor.

Bir kovaya CaCl₂ granülü koyup üzerine güçlü fan üflemek profesyonel sera nem alma sistemi değildir.

Katı granüller parçalanabilir, toz oluşturabilir; nem aldıkça yüzeyde yüksek konsantrasyonlu çözelti meydana gelir. Hava akımı bu sıvıdan damlacık taşıyabilir.

CaCl₂ çözeltisinin bitki üzerine aerosol olarak ulaşmasını istemeyiz.

FAO kaynakları, klorürün yüksek konsantrasyonlarda bitkilerde iyon toksisitesine ve tuzluluk sorunlarına katkıda bulunabileceğini; yaprakların klorürü doğrudan da absorbe edebildiğini göstermektedir.

Bu nedenle absorberin arkasında damla tutucu/mist eliminator bulunması gerekir.

Hatta iyi tasarım yalnız damla tutucuya güvenmemeli; petek hava hızı ve sıvı dağılımı baştan damlacık sürüklenmesini mümkün olduğunca azaltacak biçimde seçilmelidir.

Korozyon hafife alınamaz

Klorürlü çözeltiler metal ekipman için problem oluşturabilir.

CaCl₂'nin paslanmaz çeliklerde dahi belirli koşullarda çukurcuk ve gerilmeli korozyon sorunlarına yol açabildiğine ilişkin deneysel çalışmalar vardır. Özellikle sıcaklık yükseldiğinde ve klorür yüzeylerde yoğunlaştığında malzeme seçimi kritik hale gelir.

Bu nedenle absorber gövdesi, tanklar ve borulamada uygun polimerlerin kullanılması ciddi biçimde değerlendirilmelidir. PP, PE/HDPE, PVDF veya uygun diğer kimyasala dayanıklı malzemeler çalışma sıcaklığı ve CaCl₂ konsantrasyonu dikkate alınarak üretici kimyasal dayanım tablolarıyla doğrulanmalıdır.

“Paslanmaz yaptık, sorun çıkmaz” kabulü güvenli değildir.

İnsan sağlığı açısından da sıradan sofra tuzu değildir

CaCl₂'nin sistemik toksisitesini abartmak gereksizdir fakat konsantre ürünün güvenli olduğu da söylenemez.

Tozun solunması burun ve boğazı tahriş edebilir; göz teması ciddi irritasyona yol açabilir ve güçlü çözeltiler ciltte belirgin tahriş oluşturabilir. Su ile çözünmesi ayrıca ekzotermiktir; yani çözelti hazırlanırken ısı açığa çıkar.

Bu nedenle konsantre çözelti hazırlama ve bakım sırasında göz koruması, uygun eldiven, sıçrama kontrolü ve kapalı kimyasal depolama gerekir.

Kaçak nereye gidecek?

Sistemin altına mutlaka ikincil sızıntı toplama hacmi düşünülmelidir.

CaCl₂ çözeltisinin sera toprağına veya drenaj hattına sürekli kaçması kabul edilebilir değildir.

Sorun kalsiyumdan çok yüksek çözünmüş tuz ve özellikle klorür yüküdür.

Klorür toprakta güçlü biçimde tutulmadığından suyla hareket eder ve kök bölgesinde birikmesi hem tuzluluk hem ürüne bağlı iyon toksisitesi açısından problem oluşturabilir.

Dolayısıyla bu sistemin kimyasal devresi yetiştirme sisteminden fiziksel olarak ayrılmalıdır.

Profesyonel sistem nasıl kurulurdu?

Hava tarafı:

Sera havası
→ ön filtre
→ fan
→ CaCl₂ çözeltisiyle sürekli ıslatılan yapılandırılmış absorber/petek
→ damla tutucu
→ kuruya yakınlaştırılmış hava
→ sera içine kontrollü dağıtım.

Sıvı tarafı:

konsantre CaCl₂ tankı
→ kimyasala dayanıklı pompa
→ absorber üst dağıtıcısı
→ absorber
→ toplama teknesi
→ seyrelmiş çözelti tankı.

Gündüz rejenerasyon tarafı:

seyrelmiş çözelti
→ güneş kolektörü/ısı eşanjörü
→ rejeneratör
→ sıcak ve tercihen kuru dış hava ile temas
→ su buharının dış atmosfere taşınması
→ konsantre çözeltinin yeniden depolanması.

Buna ayrıca:

konsantrasyon veya yoğunluk ölçümü,
çözelti sıcaklığı,
seviye sensörleri,
taşma koruması,
kaçak sensörü,
diferansiyel basınç,
mist eliminator,
kontrollü drenaj

eklenmelidir.

Gece-gündüz kontrol stratejisi

Sistemi yalnız “RH %80 oldu, fanı aç” mantığıyla yönetmek de yeterli olmayabilir.

Daha gelişmiş kontrol;

sera RH + mutlak nem + hava sıcaklığı + yaprak sıcaklığı + çiğlenme noktası + dış hava sıcaklığı/nemi + CaCl₂ konsantrasyonu

üzerinden yapılmalıdır.

Örneğin dış hava yeterince kuru ve sıcaksa doğal havalandırma en ucuz seçenek olabilir. Dışarısı soğuk fakat sera nemliyse desikant devreye girebilir.

Gündüz ise sera zaten havalandırılıyorsa desikant rejenerasyonu yapılabilir.

Böylece CaCl₂ sistemi mevcut iklimlendirme ekipmanının yerine körü körüne geçen bir cihaz değil, havalandırma–ısıtma–nem alma sisteminin bir parçası olur.

Gardensel Teknik Değerlendirme

Bu teknolojinin en güçlü tarafı CaCl₂'nin ucuz olması değildir.

Asıl güçlü tarafı enerjinin zamanını değiştirebilmesidir.

Seranın nem alma ihtiyacı çoğu kez gece ortaya çıkıyor.

Güneş enerjisi ise gündüz geliyor.

CaCl₂ bu iki zamanı birbirinden ayırabilecek bir çeşit “nem bataryası” gibi davranabilir:

gece suyu kimyasal olarak tut → gündüz güneş ısısıyla bırak.

Bu nedenle Antalya gibi güneşli fakat kış gecelerinde nem problemi yaşayan sera bölgelerinde araştırılmaya değer.

Ancak sıvı CaCl₂ sisteminin zayıf tarafı da tam burada ortaya çıkıyor: kimyasalı sera havasıyla doğrudan temas ettirdiğimiz anda aerosol, korozyon, kaçak ve bitkiye klorür taşınması problemlerini mühendislik yoluyla çözmek zorundayız.

Dolayısıyla basit bir CaCl₂ kovası değil;

kapalı kimyasal devre + yapılandırılmış absorber + damla tutucu + güvenli rejeneratör + otomatik konsantrasyon kontrolü

gereklidir.

100–200 m²'lik pilot sera yapılmadan 1 dekara geçilmemeli

Türkiye için mantıklı sonraki adım ticari tesis kurmak değil, kontrollü pilot deneydir.

Yan yana iki benzer sera bölmesi düşünülebilir:

150 m² deney serası:
CaCl₂ nem alma + güneş rejenerasyonu.

150 m² kontrol serası:
mevcut standart nem yönetimi.

Aynı çeşit, aynı dikim yoğunluğu, aynı sulama ve benzer bitki gelişimi kullanılmalıdır.

En az şu parametreler sürekli ölçülmelidir:

sera RH,
mutlak nem,
sera hava sıcaklığı,
dış hava sıcaklığı ve RH,
çiğlenme noktası,
yaprak sıcaklığı,
yaprak ıslaklık süresi,
bitki transpirasyonu veya güvenilir su dengesi,
absorber giriş/çıkış havasının mutlak nemi,
saatte uzaklaştırılan kg su,
gece toplam uzaklaştırılan kg su,
CaCl₂ başlangıç ve bitiş konsantrasyonu,
çözelti sıcaklığı,
çözelti debisi,
absorber hava debisi,
fan elektrik tüketimi,
pompa elektrik tüketimi,
rejenerasyon için verilen termal enerji,
güneş kolektörü üretimi,
rejenerasyonda uzaklaştırılan kg su,
desikant kaybı,
hava çıkışında klorür/damlacık taşınması,
metal parçalarda korozyon,
bitki yapraklarında klorür birikimi,
drenaj suyunun EC ve klorür içeriği,
Botrytis ve diğer ilgili hastalıkların insidansı,
ürün verimi,
meyve kalitesi.

Bunlardan üç performans göstergesi özellikle önemlidir:

kg uzaklaştırılan su / kWh elektrik

kg uzaklaştırılan su / kWh rejenerasyon ısısı

bir sezon boyunca kaybedilen kg CaCl₂ / toplam uzaklaştırılan ton su.

Ekonomik karar bunlar ölçülmeden verilmemelidir.

Peki sistem gerçekten çalışıyor mu?

Fizik açısından evet.

CaCl₂'nin su buharını absorbe etmesi ve ısıyla tekrar rejenerasyonu iyi bilinen bir desikant çevrimidir.

Serada deneysel kanıt da var.

2025 Acta Horticulturae çalışması CaCl₂ çözeltisi ve Celdek absorberle gerçek salatalık serasında nem alınabildiğini gösteriyor. 15 °C ve %80 RH koşulunda deney düzeneğinde yaklaşık 1,155 kg/saat su uzaklaştırılması raporlanmıştır.

Güneşle gündüz rejenerasyonu da deneysel olarak mümkün.

2024 SG-CaCl₂ çalışmasında kompozit desikant gece nem almış, gündüz güneş kolektörüyle desorbe edilmiş ve 10 saatte 0,511 g/g su adsorpsiyonu ölçülmüştür.

Fakat bundan “1 dekarlık Antalya serasına yarın CaCl₂ sistemi kuralım” sonucu çıkmaz.

Henüz çözülmesi gereken mühendislik soruları vardır:

absorberin ölçek büyütülmesi, gerçek gece nem yükünün belirlenmesi, çözeltinin konsantrasyon yönetimi, düşük maliyetli rejenerasyon, aerosol kontrolü, korozyon, uzun dönem malzeme dayanımı ve ekonomik ömür.

Buna rağmen Türkiye açısından araştırmaya değer bir teknoloji olduğu söylenebilir.

Çünkü Akdeniz seracılığında aynı gün içinde iki ayrı kaynak yan yana bulunuyor:

gece uzaklaştırılması gereken su buharı,
gündüz değerlendirilmesi mümkün güneş ısısı.

CaCl₂ çevriminin gerçek değeri de tam burada ortaya çıkabilir.

Bir pilot çalışmanın amacı CaCl₂'nin nem çektiğini yeniden kanıtlamak olmamalıdır. Asıl cevaplanması gereken soru şudur:

Antalya koşullarında bir kilogram sera suyunu, bitkiye klorür taşımadan ve sera ısısını dışarı atmadan uzaklaştırıp CaCl₂'yi ertesi gece yeniden kullanıma hazırlamanın gerçek enerji ve yatırım maliyeti nedir?

Bu sayı ortaya çıkmadan teknoloji hakkında ne “çok ekonomik” ne de “işe yaramaz” demek bilimsel olur.

Kaynaklar

Lycoskoufis, I., Mavrogianopoulos, G. (2025). Greenhouse dehumidification by a desiccant absorption system. Acta Horticulturae 1437. DOI: 10.17660/ActaHortic.2025.1437.17. ISHS – özgün yayın kaydı

Chen, X. ve ark. (2024). Coupled system for underground heating exchange and solar heat-humidity regulation in greenhouse: Experimental study and simulation analysis. Energy, 301, 131609. DOI: 10.1016/j.energy.2024.131609. Energy makalesi

Bhowmik, M. ve ark. (2025). Feasibility of a heat pump-assisted liquid desiccant system for continuous dehumidification and regeneration in temperate oceanic climatic greenhouses. Energy Conversion and Management, 323, 119256. DOI: 10.1016/j.enconman.2024.119256. Makale

Pasqualin, P., Davies, P.A. (2024). Dynamic simulation of a novel liquid desiccant air-conditioning system for greenhouse cooling and water recovery. Applied Thermal Engineering, 242, 122495. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2024.122495. Makale

Amani, M. ve ark. (2021). Comprehensive review on dehumidification strategies for agricultural greenhouse applications. Applied Thermal Engineering. Özgün yayın sayfası

Medrano, E. ve ark. (2005). Evaluation and modelling of greenhouse cucumber-crop transpiration under high and low radiation conditions. Scientia Horticulturae, 105, 163–175. DOI: 10.1016/j.scienta.2005.01.024. Makale

Granados, M.R. ve ark. (2011). Measurement of the condensation flux in a Venlo-type glasshouse with a cucumber crop in a Mediterranean area. Acta Horticulturae 893. DOI: 10.17660/ActaHortic.2011.893.54. ISHS yayın kaydı

Baptista ve çalışma arkadaşlarının Akdeniz sera araştırması: Effect of nocturnal ventilation on the occurrence of Botrytis cinerea in Mediterranean unheated tomato greenhouses. Crop Protection 32, 144–149. DOI: 10.1016/j.cropro.2011.11.005. Makale

Dölek, S., Arslan, G. (2024). Determination of heating load requirement of greenhouses in Türkiye by dynamic modeling of micro-climate conditions. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 48. TÜBİTAK dergi kaydı

Conde, M.R. (2004). Properties of Aqueous Solutions of Lithium and Calcium Chlorides: Formulations for Use in Air Conditioning Equipment Design. International Journal of Thermal Sciences. CaCl₂ çözeltilerinin buhar basıncı, yoğunluk, viskozite, özgül ısı ve çözünürlük sınırlarının desikant tasarımında hesaplanmasına ilişkin temel çalışmalardan biridir.

Xu, L. ve ark. (2010). On corrosion to stainless steel by calcium chloride with different extender. Frontiers of Energy, 4, 181–184. DOI: 10.1007/s11708-009-0065-2. Makale

FAO. Water Quality for Agriculture. Klorür, tuzluluk ve yapraktan iyon alımı bölümleri. FAO kaynağı

Calcium chloride güvenlik bilgileri: PubChem/NIH. Calcium chloride – PubChem