T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI. GÜNEŞ ENERJİSİ KURULUM, BAKIM ve ONARIM KONTROL SİSTEMİNİN KURULUMU

Transkript

1 T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI GÜNEŞ ENERJİSİ KURULUM, BAKIM ve ONARIM KONTROL SİSTEMİNİN KURULUMU Konya, 2016

2 Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmış bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiştir. PARA İLE SATILMAZ.

3 İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR... iii GİRİŞ... 1 ÖĞRENME FAALİYETİ GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİNDE KONTROL PANOSU Enerji üretim ve kullanım şekline göre sistemin tasarlanması Şebekeden Bağımsız Sistemler (Off Grid) Şebekeye Bağlantılı Sistemler (On Grid) Panolarda Bulunan Elemanlar Şarj Kontrol cihazları İnvertörler ( Evirici ) Sigortalar ( Otomatlar) Panolarda Kullanılan Bağlantı Elemanları Vidalar, Cıvatalar, Somunlar ve Pullar (Rondela) Kelepçeler Montaj Elemanları Kablo kanalları Bağlantı Klemensleri UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖĞRENME FAALİYETİ PANEL BESLEME KABLOLAMASI Kablo çeşitleri Solar (PV) Kablolar Solar Kablo Bağlantı Aparatları Bağlantı Aparatlarını kullanarak seri ve paralel bağlantı UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖĞRENME FAALİYETİ PANO MONTAJININ YAPILMASI Pano seçimi ve panonun iç montajının yapılması Pano Seçimi Rayların takılması Klemens ve Sigortaların takılması Şarj kontrol cihazının takılması İnvertör ün takılması Kablolama Pano Montajı ve Devreye Alınması Pano yerinin belirlenmesi Panoların sabitlenmesi UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖĞRENME FAALİYETİ AKÜLER VE DEPOLAMA SİSTEMİNİN KURULMASI Akülerin yapısı ve Akü çalışma prensibi Aküleri Oluşturan Unsurlar i

4 4.3. Akü Çeşitleri Güneş Enerji Sistemlerinde Kullanılan Aküler Akülerin Çalışma Ömrünü Etkileyen Faktörler Güneş Enerji Sistemi için Akü İhtiyaç Hesabı Akülerin Gruplanması ve Bağlantılar UYGULAMA FAALİYETİ ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARLARI ii

5 AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR ALAN Yenilenebilir Enerji Teknolojileri DAL/MESLEK Güneş Enerjisi Sistemleri MODÜLÜN ADI Kontrol Sisteminin Kurulumu MODÜLÜN TANIMI Bu modül, güneş paneli kontrol panosunun ve pano elemanlarının kurulması ile ilgili bilgilerin kazandırıldığı bir öğrenme materyalidir. SÜRE 40/16 ÖN KOŞUL Bu modülün ön koşulu yoktur. YETERLİK Güneş panellerinin kontrol sisteminin kurulmasını yapmak MODÜLÜN AMACI Genel amaç Kontrol panosunun montajını, kablo bağlantısını ve akü sisteminin kurulumunu yapabileceksiniz. Amaçlar 1. Güneş sehpası üzerinde belirlenmiş yere kumanda panosunun montajını yapabileceksiniz. 2. Uygun ekipman kullanarak kumanda panosu kablo bağlantısını yapabileceksiniz. 3. Akü sisteminin kurulumunu yapabileceksiniz. EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Ortam: Yenilenebilir enerji sistemleri atölyesi Donanım: Merdiven, matkap, el breyzi, pusula, su terazisi, el aletleri, açıölçer, kablo pensi, pense, yan keski, kablo konnektörü, koruyucu eldiven ve gözlük Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli test, doğru-yanlış testi, boşluk doldurma, eşleştirme vb.) kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir. Uygulama faaliyetleri ile öğrendiklerinizin pratikteki işleyişini öğrenerek deneyeceksiniz. iii

6 Sevgili Öğrenci, GİRİŞ GİRİŞ Bu modül ile Yenilenebilir Enerji Teknolojileri alanında mesleğiniz ile ilgili konulardan biri olan güneş paneli kontrol sisteminin kurulmasını öğreneceksiniz. Bu modülü aldığınızda güneş paneli kontrol panosu, panel besleme kablolaması, akülerin yapısı ve sistemin kurulmasını öğreneceksiniz. İşletmelere staj için gittiğinizde kontrol sisteminin kurulmasının ne kadar önemli olduğunu göreceksiniz. Bu modülü başarıyla tamamladığınızda mesleki yeterliliğinizi daha da artırarak sektörün istediği vasıflarda bir eleman olacaksınız. 1

7 ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 ÖĞRENME KAZANIMI Gerekli ortam ve donanım sağlandığında güneş paneli kontrol sistemi panosunu hazırlayıp pano elemanlarının montajını güneş enerjisi sistem mekanik yerleşim planını çözümleyerek montaj sırasını takip ederek yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Elektrik ve otomasyon panoları hakkında bilgi toplayınız. Panolarda kullanılan donanımları araştırınız. 1. GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİNDE KONTROL PANOSU 1.1. Enerji üretim ve kullanım şekline göre sistemin tasarlanması Günümüzde güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürüp hayatımızın her alanında kullanmaktayız. Güneş enerjisi güneş panellerinde elektrik enerjisine dönüştürüldükten sonra son alıcıya gidene bir dizi kontrol ünitesinden geçmektedir. Enerjinin kullanım alanına göre sistemler tasarlanmalı ve gereken kontrol ünitesi elemanları seçilmelidir. Dünya üzerinde yaygın olarak kullanılan belli başlı iki sistem vardır. Bunlar şebekeden bağımsız (Off Grid) sistemler ve şebeke bağlantılı (On Grid) sistemlerdir Şebekeden Bağımsız Sistemler (Off Grid) Şebekeden bağımsız sistemler, off grid sistemler, ada sistemleri ya da akülü sistemleri olarak adlandırılabilir. Sistemde kullanılan temel ekipmanlar güneş paneli, akü, şarj regülatörü, inverterdir. Şebeke hattının bulunmadığı ya da İşlevsel bir elektrik şebekesinin olmadığı yerlerde en sağlıklı çözüm ihtiyaca göre doğru hesaplanmış bir off grid sistem kurulumu yapmaktır. Elektrik hattının bulunduğu yerlerde akülü sistemlerinin kurulması sistem maliyetini arttırmakta ve sistem geri dönüş sürelerini arttırmaktadır. Bu nedenle bu sistemlerin kurulduğu yerler daha çok şebeke elektriğinin bulunmadığı ya da iletim hattına 800m den daha uzak olan yerlerdir. Özellikle yayla-dağ evleri, çiftliklerde, sinyalizasyon sistemleri, uzaktan bilgi sistemleri (otoyol tabelaları), baz istasyonları vb. bu tarz kurulumlara sıkça rastlanmaktadır. Bu tarz yerlere iletim hattının çekilmesi ciddi bir trafo, direk ve kablo maliyeti oluşturmaktadır. Sistemlerin en önemli avantajları; Şebekenin olmaması halinde ekonomik çözümdür, Şebeke bağlantısının tesis maliyetine kıyasla uygun ve gerçekleştirilebilir, Yakıt maliyeti yoktur, Kurulumda nitelikli fakat az sayıda personel yeterlidir, 2

8 Kurulu süresi kısadır, Sistemler enerji ihtiyacına göre arttırılabilir Sistemler aşama aşama kurulabilir, bu sayede esnek kurulum maliyetleri vardır. Resim 1.1. Off Grid Sistemle kurulmuş bir dağ evi Şebekeye Bağlantılı Sistemler (On Grid) Şebeke bağlantılı güneş enerji sistemleri, üretilen elektriğin akülerde depolanması yerine üretim yerinde tüketilmesi prensibine dayalı çalışmaktadır. Projelendirme yapılırken üretilmesi istenilen ya da ihtiyaç olan enerji miktarı tespit edilir. Atmosferden gelen güneş ışınlarının güneş panelleri üzerine temas etmesi ile DC elektrik enerjisi üretilir. Üretilen enerji yeterli yükseklikte çevrim gücü olan, merkezi şebekeye bağlanabilen invertörler ile merkezi şehir şebeke sistemine bağlanır. Bu invertörler özel olarak on grid sistemler için üretilmektedir. Böylelikle panellerden üretilen enerji doğrudan şebeke sistemine gönderilmiş olur. Aynı anda üretim yapılan yerde elektrik ihtiyacı da bu sistem üzerinden karşılanır. Alan ve ışınım koşulları uygun olduğu takdirde şebekeye bağlı elektrik üretim sistemi ile istenilen güçte elektrik enerjisi üretimini sağlamak mümkündür. Güneş enerjisi ile elektrik üretimi kurulumu kolay bir enerji üretim aracı olduğu gibi, uzun ömürlü, işletme maliyeti olmayan, pratik ve seyyar olması gibi nedenlerden ötürü öncelikli tercih sebebi olmaktadır. Ancak güneşin olmadığı zamanlarda bu sistem üretim yapamayacağından tesiste ya da evlerde kullanılacak elektriğin de şebekeden satın alınması gerekmektedir. Hiç şebeke olmayan yerlerde bu sistemlerin kullanılması imkansızdır. Sonuç olarak sistem ihtiyacı olduğunda şebekeden alan ihtiyaç fazlası enerjiyi şebekeye veren bir mantıkla tasarlanmıştır. Sistemin temel bileşenleri; Güneş enerji panelleri Evirici (invertör) Çift Yönlü sayaç (Şebeke sayacı) Şebeke bağlantılı sistemler, yüksek güçte-santral boyutunda kurulabileceği gibi evsel ihtiyaç için daha küçük güçlü kurulumlarda gerçekleştirilebilir. Örneğin bu sistemlerde bir konutun elektrik gereksinimi karşılanabilirken, üretilen fazla enerji elektrik şebekesine 3

9 verilir, yeterli enerjinin üretilmediği durumlarda ise şebekeden enerji alınır. Böyle bir sistemde enerji depolaması yapmaya gerek yoktur, yalnızca üretilen DC elektriğin, AC elektriğe çevrilmesi ve şebeke uyumlu olması yeterlidir. Dünya üzerinde bu sistem çift yönlü sayaçlar yardımıyla insanların elektriğinin fazlasını satıp ihtiyacı olduğunda elektrik satın almasını sağladığından ve maliyetleri diğer sisteme nazaran daha uygun olduğundan daha çok tercih edilmektedir. Bu sistemin kullanımında bulunulan ülkenin enerji alış satış politikaları da incelenmelidir. Şebeke bağlantılı sistemlerin avantajları: Sistemde akü gibi depolama birimleri kullanılmayacağı için depolama için ayrıca ek bir maliyet olmaz. Sisteme yakın yerlerde tüketim olacağı ve depolama olmadığı için enerji çevriminin daha az olmasından dolayı kayıp minimum miktarda olacaktır. Üretilen enerji şebekeye bağlı olduğu için aynı zamanda üretilen enerji yetmediğinde şebeke devreye girecek ve enerji eksiksiz olarak yükü besleyecektir. Sistem tasarımı yapılırken, yükün tamamını karşılanması gibi bir zorunluluk olmadığı için istenilen miktara ya da alana göre tasarım yapılabilme esnekliğine sahiptir. Alan yeterli olduğu takdirde sistem kurulu gücü arttırılabilmektedir. Resim 1.2. On Grid Sistemin Çalışma Şekli 4

10 Güneş enerji sistemi kontrol panoları hazırlanırken üretilen enerjinin on grid ya da off grid oluşuna bakılarak pano içi elemanlar belirlenmelidir. Panolardaki elemanların güç kapasiteleri bu kriter göz önünde bulundurularak belirlenir. Yüksek depolama planlanan bir sistemle şebekeye bağlı çalışan bir sistemin kullanacağı malzemeler mutlaka farklılık gösterecektir Panolarda Bulunan Elemanlar Panellerinden elde edilen enerjiyi depolamak için bataryalar ve aküler, akülerin şarj işlemini kontrol etmek için şarj kontrol üniteleri, akülerden alınan enerji çıkışını ev aletlerimizde kullanılacak seviyeye getiren invertörler kullanmak gereklidir. Güneş panel sisteminin panosunda bulunması gereken temel elemanlar şarj regülatörü ve invertördür. Resim 1.3. Örnek pano tasarımı Şarj Kontrol cihazları Güneşli günlerde panellerde daha fazla gerilim elde edilecektir. Bu gerilimi akülerin şarj olabileceği seviyeye getirerek akülerin aşırı gerilimden zarar görmesini önlemek gerekir. Şarj regülatörü akülerdeki şarj düzeylerini kontrol eder ve herhangi bir aşırı gerilim durumunda gerilimi kontrol ederek akülerin sağlıklı çalışmasını sağlamaktadır. Şarj regülatörü, güneş panellerinden gelen akımı ve gerilimi (voltajı) regüle ederek (dengeleyerek/yöneterek) akünün aşırı derecede şarj edilmesini engelleyen cihazdır. Şarj regülatörleri piyasada şarj kontrol cihazı ismiyle de anılmaktadır. 100 Watt veya 150 Watt güneş panelleri 12 V olarak sunulsa da teknik özelliklerinde voltajın daha yüksek olduğunu görebilirsiniz (17-18,5 V). Bu voltaj ile doğrudan aküler şarj edilse akülerde zarar meydana gelecektir. 12 Volt değerinde bir akünün tamamen şarj olması için yaklaşık 13,6-14,4 Volt gerilime ihtiyaç duyulmaktadır ve şarj kontrol cihazı bu gerilime ulaşıldığı an akülerin maksimum seviyede dolu değiller ise akülerin şarj olmasını sağlar. 5

11 Resim 1.4 Şarj Kontrol Cihazı Güneş panellerini standart olarak 12 Volt çıkışlı olmamalarının sebebiyse gün boyunca güneşin her an verimli şekilde yansımaması, hava ısısının her an arzu edilen sıcaklıkta olmaması ve güneş panelinin en iyi şekilde elektrik üretmesi için diğer ideal koşulların her an mevcut olmaması olarak özetlenebilir. Bu hassasiyetlerden dolayı güneş panellerinin çıkış voltajı daha yükseğe ayarlanır. Bu sayede akülerin ihtiyaç duyduğu 13,6-14,4 Volt maksimum seviyede elde edilmeye çalışılır. Akünün tam dolmasını ve aşırı kullanımlarda deşarj (boşalmasını) olmasını engeller. Bir regülatör seçerken dikkat edilmesi gereken en önemli parametre, regülatörün gerekli olan maksimum akıma dayanıklı olmasıdır. Seçilen regülatörün, kullanılan batarya voltajı ile uyumlu olmasına da dikkat edilmelidir. Şarj regülatörleri kullanılacak sisteme göre 12V/24V/48V ve/veya 10A/20A/40A/ 60A gibi değerlerde değişir. Şarj regülatörleri aynı zamanda DC voltaj çıkışları olduğundan doğru akımla çalışan cihazlara direk gerilim verirler. Sisteme şarj regülatör seçerken maksimum akımı göz önünde bulundurmak gerekir. Aşağıdaki tabloda kullanılan sisteme uygun şarj kontrol cihazı çeşitleri sunulmuştur. Tablo 1 - Panel güçlerine göre çekilen akım miktarı Şarj kontrol cihazlarını 3 tipe ayırabilmek mümkündür. Her tip için fiyatları da değişkenlik gösterecektir. Birinci tip şarj kontrol cihazları, 1 veya 2 basamaklı basit regülatörlerdir ki röle veya transistor aracılığıyla çalışırlar. Bu tip voltaj regülatörleri, belirli gerilime ulaşıldığı anda güneş panelinden gelen gücü keserek iş görürler. Son derece basit olan bu cihazlar çok eskidirler ve neredeyse hiç kullanılmazlar. Bu voltaj regülatörlerinin tek artı noktaları kırılacak veya bozulacak neredeyse hiç parça bulundurmadıkları için güvenilirliklerinin yüksek olmasıdır. 6

12 Diğer bir tip ise 3 basamaklı veya PWM şarjlı şarj kontrol cihazlarıdır. Şu an dünya sektöründe en çok tercih edilen voltaj regülatör tipidir İnvertörler ( Evirici ) Panellerin ürettiği DC enerjiyi evlerde kullanılan AC enerjiye (220V-50 Hz) çevirir. Tam sinüs özelliği de çamaşır makinesi, bulaşık makinesi ve buzdolabı gibi endüktif yükleri karşılamak ve bozmamak için gereklidir. İnvertörün gücü aynı anda çalışacağını düşünülen cihazların anlık toplam gücüne göre seçilmelidir. Örnek vermek gerekirse 2 kw çamaşır makinesi, 300 W televizyon ve 200 W'lık lamba aynı anda çalıştırılmak istenirse 2500 W lık bir invertör seçimi gerekecektir. Kimi tasarımlarda invertör seçimi saatlik üretilen miktarla aynı yapılmaktadır. Resim 1.5. İnvertör (evirici) Sigortalar ( Otomatlar) Pano içi enerji kontrolünü sağlayan en önemli parçalardan biri de sigortalardır. Panellerden gelen enerji öncelikle sigorta girişine, sigorta çıkışından geçirilerek ana kesici şaltere bağlanır. Piyasada W Otomat olarak adlandırılan sigortalar günümüzde en çok kullanılan sigortalardır. Resim 1.6 Sigorta (W Otomat) W Otomat yapısında şunlar vardır. Çalıştırma veya durdurma anahtarı Kısa devre açma bobini Termik şalter Kontaklar 7

13 Ark söndürücüleri Giriş ucunun bağlandığı klemens Çıkış ucunun bağlandığı klemens Otomatı raya tespit eden yaylı tırnak Otomat firmaları tarafından yapılan w otomatlar az yer kaplamalarının yanı sıra, kullanışlı, dekoratif ve montajı kolaydır. Tırnakları ile özel rayları üzerine tespit edildiği gibi vidalanarak ta tespit edilme olanağı vardır. W otomatlar arıza anında elektrik devresini hem termik hem de manyetik olarak açar, devreyi açarken anahtar aşağıya düşer, tekrar çalıştırmak istediğimizde anahtarı yukarıya kaldırmamız gerekir. W otomatlarının benzerlerine göre mekanik ömürleri çok yüksektir. Yaklaşık olarak defa mekanik veya elektriksel olarak açılıp kapatılabilir. Aşırı yüklemelerde termik şalter gecikmeli olarak, kısa devrelerde bobinleri yardımı ile manyetik olarak gecikmesiz açarlar. Sigortaların kaç amper geçirdikleri üzerinde görünür bir şekilde yazılıdır. Genellikle üç çeşit otomat vardır. A,B,C tipi olmak üzere üç tip otomat çeşidi vardır. Mesken tipi, şebeke dalgalanmalarının olmadığı, düşük güçlü floresan lambalarında B tipi kullanılsa da, çok sayıda deşarj lambasının (sodyum, cıva buharlı vs.) olduğu aydınlatma linyelerinde C tipi W Otomat kullanılmaktadır Panolarda Kullanılan Bağlantı Elemanları Panoları ve pano elemanlarını monte etmek için çeşitli bağlantı elemanları kullanılır. Bağlantı elemanlarının nasıl bağlanacağını belirten bir bağlantı şeması malzemelerin satın alındığınızda genellikle verilmektedir. Bu şemaların takip edilmesi iş ve işlemleri oldukça kolaylaştıracaktır. Panolarda kullanılan bağlantı elemanları vidalar, cıvatalar, sac vidalar, somunlar, pullar (rondela), kelepçeler, segmanlar ve kupilyalardan oluşur Vidalar, Cıvatalar, Somunlar ve Pullar (Rondela) İki ya da daha fazla parçayı birbirine tutturmakta kullanılan üzerine yiv (diş) açılmış silindirik ya da konik parçalara vida denir. Sağa doğru ya da sola doğru sıkıştırılabilecek şekilde farklı yiv açılmış vidalar mevcuttur. Vidalar diş aralığına, çapına ve uzunluğuna göre farklı şekillerde üretilmektedir. Birbirlerine bağlanmak istenen metal yâda ağaç parçaların tutturulması için, ucuna takılan somun ile birlikte kullanılan sabitleme elemanıdır. Cıvatanın ucuna takılan, içine cıvatanın dişlerine uygun diş(yiv) açılmış ve dış çevresi altıgen, dörtgen, yuvarlak vb. biçimlerde olan makine elemanlarına somun denir. Somunlar ve cıvatalar üzerindeki yiv sıklığı, uzunluk ve baş şekline göre değişik türlerde üretilmektedir. Somun, cıvata başı veya vida başı ile makine parçası arasına yerleştirilen çok kez halka biçiminde olan saçtan yapılmış halka çeklindeki parçalara rondela veya pul denir. 8

14 Resim 1.7 Vidalar Kelepçeler Resim 1.8. Cıvata, somun, pul ve kelepçeler Pano içerisinde kabloları toparlamaya ve bir yere sabitlemeye için kullanılır. Plastik ve metal olarak üretilir. Son yıllarda kablo klips i olarak tanınan plastik kelepçeler yaygın olarak kullanılmaktadır Montaj Elemanları Pano içerisinde montaj elemanları; taşıyıcı raylar, kablo kanalları ve klemenslerden oluşur. Pano içerisinde monte edilmiş üzerine klemens, kontaktör, sigorta vb. gibi elektrik malzemelerinin yerleştirildiği elemanlara ray denir. Raylar sayesinde malzemeler panolara vidalanmadan pano içine yerleştirilebilmekte ve arıza durumunda söküp takılması daha pratik hale gelmektedir. Raylar pano içerisine uygun yere vidalanır ve sonrasında pano elemanları ray üzerine oturtulur. Taşıyıcı raylar; delikli/deliksiz ray ve alçak/yüksek ray diye ikiye ayrılır. Taşıyıcı raylar günümüzde tüm elektrik panolarında yaygın olarak kullanılmaktadır Kablo kanalları Resim Taşıyıcı Raylar Sistemde bulunan tüm kabloların düzgün şekilde muhafaza edilmesi, sınıflandırılması ve zemine tutturulmasını sağlayan plastik, PVC ya da metalden yapılmış oluklardır. 9

15 UYGULAMA FAALİYETİ Kanalların kapalı ve açık olan çeşitleri vardır. Açık kanallar kabloların ısınmasını önlemek için delikli olarak tasarlanmıştır. Kabloların uzun mesafelerde taşınması durumunda metal tava denilen delikli kanal sistemi kullanılmaktadır. Taşıyıcı ayaklar duvara monte edildikten sonra üzerine tavalar yerleştirilir. Tavaların içerisine kablolar yerleştirildikten sonra kapakları kapatılıp vidalanır. Resim Kablo kanalları Bağlantı Klemensleri Pano içerisinde bulunan tüm elemanların kendi aralarında veya pano dışındaki bir birimle bağlanmasını sağlayan bağlantı elemanına klemens denir. Panolarda kullanılan en önemli elemanlardan biri olan klemenslerdir. Elektrik panoya klemensler yardımıyla girer ve çıkar. Plastik, porselen ve metalden yapılan çeşitleri vardır. Elektrik iletimini engellememesi ve kontak yapıp yangın ihtimalinin önüne geçmek adına kaliteli ve paslanmaz olanların tercih edilmelidir. Resim Bağlantı Klemensleri Güneş paneli panosuna uygun ölçülerde kablo kanalı montajı yapınız. İşlem Basamakları Öneriler 10

16 Kanal tipini ve boyutunu seçiniz. İş ile ilgili güvenlik tedbirlerini alınız. Yapılacak uygulama için gerekli iş güvenliğine dikkat ediniz. Çalışma ortamı için gerekli olan araç ve gereçleri temin ediniz. Uygun ölçüde kanalı kesiniz Kesilecek parçayı metal cetvel yardımı ile işaretleyiniz. Testere lamasını bağlarken testere dişlerinin kesilecek yönde bağlanmasına dikkat ediniz. Kesim sırasında sabırlı ve dikkatli olunuz. Çalıştığınız yeri her zaman temiz ve düzenli tutunuz. Kanal uçlarını uygun açıda kesiniz ve temizleyiniz. Kanalı markalayınız ve deliniz. Kanalı sac tablaya tutturunuz. Çalışma sonlarında çalışma ortamınızın tertip düzen ve temizliğini sağlayınız. Kesim sonrasında oluşan çapakları temizleyiniz. Delik işlemlerinde matkap yönünü kontrol ediniz. Kanalı tuttururken plastik perçinle tutturuyorsak perçin zımbasını kullanmalıyız. Vida başını kısa devrelere karşı yalıtınız. Kullandığınız gereçleri gerekli bakımlarını yaparak yerlerine yerleştiriniz. 11

17 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız becerileri Evet, kazanamadığınız becerileri Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. İş önlüğünü giyip gerekli güvenlik önlemlerini aldınız mı? 2. Kablo kanalı montaj yerinin ölçüsünü doğru aldınız mı? 3. Alınan ölçüde kanalı kestiniz mi? 4. Kanalı markalayıp deldiniz mi? 5. Kanalı sac tablaya tutturdunuz mu? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda Hayır şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 12

18 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki cümlelerin başında boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız. 1. ( )Şarj regülatörü akülerdeki şarj düzeyini kontrol eder ve herhangi bir aşım durumunda şarjı düzenleyerek bataryaların zarar görmesini engeller. 2. ( )İnvertör, güneş panellerinden elde edilen 12 volt DC gerilimi 48 volt DC gerilime dönüştürür. 3. ( )Üzerine sağ veya sol yiv (diş) açılmış silindir veya konik parçalara vida denir. 4. ( )Cıvatanın ucuna takılan, içine cıvatanın dişlerine uygun diş (yiv) açılmış ve dış çevresi altıgen, dörtgen, yuvarlak vb. biçimlerde olan makine elemanlarına somun denir. 5. ( )Üzerine klemens, kontaktör, otomatik sigorta vb. gibi elektrik malzemelerini yerleştirdiğimiz elemanlara ray denir. 6. ( )Panoda kullanılan kontaktör, sigorta, şarj regülatörü, invertör gibi elektrik elemanlarının kendileri arasında ve pano dışındaki birimlerle irtibatlanmasını sağlayan elemanlara klemens denir. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 13

19 ÖĞRENME FAALİYETİ-2 Gerekli ortam ve donanım sağlandığında güneş paneli besleme, kontrol panosu ve depolama ünitesi kablolamasını yapabileceksiniz. Elektrik kablo çeşitleri hakkında bilgi toplayınız. Kablo seçim ölçütlerini araştırıp arkadaşlarınıza sununuz. 2. PANEL BESLEME KABLOLAMASI 2.1. Kablo çeşitleri Elektrik üretim yerlerinden evlerimize kadar ulaşırken kabloları kullanır. Kabloların elektriği taşıma yeteneği iletkenliğine bağlıdır. İletkenlik azaldıkça kablolarda oluşan direnç artarak enerji kaybına sebep olmaktadır. İletkenliği yüksek metallerden bakır günümüzde üretilen kabloların olmazsa olmaz maddesidir. Kablo kalitesi içerdiği bakır miktarı ile doğru orantılıdır. Bakır diğer metallerle alaşım yapılarak kalitesi düşürülmektedir. Bakır iletken standartta tanımlanan saflık oranına ve elektriksel direncine uygun olmalıdır. Aksi halde kablolar aşırı ısınır ve akım taşıma kapasitesi düşer Solar (PV) Kablolar ÖĞRENME FAALİYETİ 2 ÖĞRENME KAZANIMI ARAŞTIRMA Güneş enerjisi uygulamalarında üstün kaliteli hammaddeden özel üretilmiş solar tip besleme kabloları kullanılmaktadır. Panellerde üretilen elektrik enerjisini kontrol panosuna taşıma en az kayıpla en verimli şekilde olması için solar tip besleme kabloları üretilmiştir. Hem kablo hammaddesi hem de dış yalıtımı ile normal kablolardan daha verimli ve uzun ömürlüdür. Özellikle 20m ve üzeri mesafelere enerji taşıma söz konusu ise mutlaka solar (fotovoltaik) kabloların kullanılması gerekmektedir. Bu kablolar dış mekânda yüksek mekanik yıpranma ve ağır hava şartları olan bölgeler için tasarlanmıştır. Bu yüzden fotovoltaik sistemlerin önemli bir parçasıdır. Uzun mesafeli yerlere kablo çekilecekse kablo üzerinde oluşacak direnç ve gerilim düşümü hesaba katılmalı ve uygun kesitte ve kalitede kablo seçimi yapılmalıdır. Resim 2 - Solar kablolar ve kesiti 14

20 Solar kabloların, nominal kablo kesiti TÜV tarafından onaylanmış olmalıdır. Yoğun kablo çapı olmalı, fazla yer kaplamamalıdır. Dış mekânlarda yıllarca bekleyeceğinden esnek, soğuk ve sıcağa dayanıklı ve uzun ömürlü olmalıdır Solar Kablo Bağlantı Aparatları Solar kablo konnektörleri diye de adlandırılan bu bağlantı aparatları sistemin güvenliği ve kalitesi bakımından büyük önem arz eder. Güneş enerjisi sistemi kurulumu sırasında belki de en az önem verilen malzemelerden biri de bağlantı aparatlarıdır. Ancak kaliteli elektrik aktarımı yapmak ve yangın tehlikesini en aza indirmek açısından kaliteli konnektör kullanmak gerekir. Birçok firmanın konnektör teknolojisini geliştirmeye yönelik ar-ge çalışmaları mevcuttur. Resim Solar kablolar ve bağlantı aparatları Resim Güneş paneli kablo bağlantı aparatları Bağlantı Aparatlarını kullanarak seri ve paralel bağlantı 15

21 Solar bağlantı aparatları panelleri seri ve paralel bağlantı yapmaya müsait olacak şekilde tasarlanmıştır. Seri bağlamada tıpkı bir pili art ardına bağlarmış gibi solar paneller de bu yöntemle seri bağlanır. Bir solar panelin pozitif ucuna diğer solar panelin negatif ucu bağlanarak bir panel katarı elde edilir. Bu sayede voltaj değerleri üst üste eklenerek yükseltilmiş olur. Paralel bağlantıda güneş panellerinin pozitif ve negatif uçları bir araya getirilerek her birinden tek bir uç elde edilir. Bu bağlantı yöntemi depolama aygıtlarında olduğu gibi gerilimi sabit tutup akım değerini arttırmak için yapılır. Bu yüzden kullanılacak panellerdeki gerilim eşit olmalıdır. 12 V luk paneller birbirine bağlanacaksa tüm paneller 12 v üretime sahip olması gerekir. Panellerdeki voltaj farklılığı olması durumunda en küçük gerilim değeri elde edilir. Resim Güneş Panellerinin Seri ve paralel bağlaması 16

22 UYGULAMA FAALİYETİ 4 adet güneş panelini solar besleme kablo ve aparatları aracılığıyla seri bir şekilde bağlayınız. İşlem Basamakları Seri bağlanacak güneş panellerini özen göstererek seri bağlantı için hazırlayınız. Seri bağlantı için gerekli olan besleme kablo konnektörleri ve besleme kablolarını temin ediniz. Şekildeki bağlantıya göre seri bağlantıyı yapınız. Seri bağlanacak güneş panellerini özen göstererek seri bağlantı için hazırlayınız. Bağlantınız bitince öğretmenizle kontrol ediniz. Öneriler Eldiven, önlük kullanınız. Çalışma ortamını hazırlayınız. Bağlantı için solar tip kablo kullanılmalıdır. Seri bağlantı esnasında + ve bağlantıları yaparken dikkatli olunuz, yanlış bağlantı yapmayınız. Eldiven, önlük kullanınız. Çalışma ortamını hazırlayınız. Çalışma sonunda çalışma ortamınızın tertip düzen ve temizliğini sağlayınız. Kullandığınız gereçlerin gerekli bakımlarını yapmayı unutmayınız. KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız becerileri Evet, kazanamadığınız becerileri Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. Seri bağlanacak güneş panellerini temin ettiniz mi? 2. Yapılacak seri bağlantı için uygun solar kablo ve konnektörleri temin ettiniz mi? 3. Bağlantı devre şemasına göre seri bağlantıyı yaptınız mı? 4. En son yapılmış olan bağlantıyı kontrol ettiniz mi? 1. Seri bağlanacak güneş panellerini temin ettiniz mi? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda Hayır şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 17

23 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki cümlelerin başında boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız. 1. ( ) Bir sistemin maliyetini incelediğinizde bağlantı parçalarının değeri ortalama ~%5 ile sınırlıdır. 2. Güneş panelleri seri olarak bağlanarak elde edilen akım arttırılır. 3. ( ) Fotovoltaik kablolar aşırı sıcağa ve soğuğa dayanıklı olmalıdır. 4. Güneş panellerinin bağlantıları yapılırken solar kablo ve konnektörleri kullanılmalıdır. 5. Güneş panellerinin paralel bağlanması sonucu panellerden elde edilen gerilim artmaktadır. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 18

24 ÖĞRENME FAALİYETİ 3 ÖĞRENME KAZANIMI Pano elemanlarının montajını yapar ve elemanların elektrik bağlantılarını yapar. ARAŞTIRMA Piyasada yapılmış pano örneklerini inceleyiniz. Panolarda yerleşim yapılırken nelere dikkat edilir araştırınız. 3. PANO MONTAJININ YAPILMASI 3.1. Pano seçimi ve panonun iç montajının yapılması Pano Seçimi Güneş enerji sistemlerinde pano montaj yerinin belirlenmesi çok önemlidir. Ev ve santral tipi kapalı mekân sistemlerinde panolar yağmur kar gibi çevresel etmenlerden etkilenmeyecek bir yere monte edilmelidir. Panolar eğer açık tarla ya da büyük ölçekli güneş paneli sistemleri gibi yerlere monte edilecekse panolar için belirli sayıda panel gurubunun bittiği yere dış mekâna yerleştirilmesi zorunlu olacaktır. Bu gibi yerlerde su geçirmez ve paslanmaz metal veya plastik panolar tercih edilmelidir Rayların takılması Resim 3.1. Pano seçimi 19

25 Raylar monte edilecek elektrik malzemesinin ayaklarına göre seçilir. Elektrik malzemeleri üreten firmaların amacı ürünlerinin her raya kolaylıkla monte edilebilmesidir. Bu nedenle raylar çok çeşitli imal edilir. Rayları kesmeden önce dikkat edeceğimiz şey yine ölçü almaktır. Ray monte edeceğimiz yeri, dikkatli bir şekilde şerit metre yardımıyla ölçmemiz gerekir. Ray keserken genellikle demir testere ve giyotin gibi metal kesen aletler kullanılır. Demir testeresi kullanıyorsak rayı önce bir mengene yardımıyla sabitlememiz gerekiyor aksi durumda rayı kesemeyiz. Eğer kollu ray giyotini kullanıyorsak kolu çekerken çok dikkatli olmalıyız. Kol elimizden boşalırsa kazalara sebep verebilir. Rayların montajı vidalar ile yapılır bu vidalar sac vidası ya da matkap uçlu vida olabilir. Kanalların montajı esnasında bazen kanalları açılı bir şekilde ya da normal bir şekilde yükseltmek gerekebilir. Bunun nedeni elemanların monte ve bağlantılarını kolaylaştırmaktır. Arıza sırasında pano elemanlarına müdahale etmekte kolaylaşır. Rayları taşımak için kullanılan bu araçlara ray taşıyıcıları denilir. Taşıyıcı Rayın Montajı; Ölçü aldığımız yere rayımızı önce geçici olarak yerleştiririz. Rayın önceden açık olan deliklerinden kalemle vidalanacak yerleri işaretleriz. İşaretli olan yerlere nokta yardımıyla matkap ucunun geçeceği delik açarız. Biz buna markalama deriz. Uygun matkap ucunu matkabımıza takar, dönüş yönünü kontrol ederiz. Matkap ile önceden nokta ile belirlediğimiz yeri deleriz. Rayı yerine oturtup delik yerden vidalarız. Resim 3.2. Pano içine monte edilmiş raylar ve raylar üzerine takılmış elemanlar Klemens ve Sigortaların takılması Panoda kullanılan kontaktör, sigorta gibi elektrik elemanlarının kendileri arasında ve pano dışındaki birimlerle irtibatlanmasını sağlayan elemanlara klemens denir. Genellikle elektrik, panoya klemenslerden girer ve klemenslerden çıkar. Bu nedenle klemensler panonun en önemli elemanıdır. Kaliteli olması ve oksitlenmeye karşı dayanıklı olması 20

26 gerekir. Bina yangınlarının çoğunluğunun elektrik kontağından olduğunu unutulmamalıdır. Klemensler pano için raylarına sırayla monte edilir. Resim 3.3. Klemensleri montajı Sigortalar her panelin girişine ve invertör çıkışına konulmalıdır. Sigortalardan geçecek akım sistemde üretilecek akıma bağlı olarak belirlenir. Örneğin 10 Amper akım geçen bir sistemde 10 Amper ve daha düşük akım kontrol eden sigortalar seçilmelidir. Daha büyük akım gücündeki sigortalar seçilirse hiçbir koruma sağlamayacaktır. Sistem enerji çıkışına iş güvenliği ve sisteme bağlanan yükü korumak için kaçak akım rölesi takılmalıdır. Tüm sigortalar öncelikle kaçak akım rölesinden geçmeli sonrasında diğer sigortalara bağlanmalıdır. Sigortalar ve kaçak akım röleleri pano içi raylarına sırayla monte edilir Şarj kontrol cihazının takılması Şarj kontrol cihazları pano içerisinde bulunan en önemli elemanlardan biridir. Pano içerisinde güneş panelleri, aküler ve invertör arasında köprü görevi görür ki bu parçalara direkt olarak bağlanır. Şarj kontrol cihazının üzerinde genellikle üç farklı bağlantı birimi bulunmaktadır ve pano içerisine tüm sistemin kolaylıkla bağlanabileceği bir noktaya vidalarla sabitlenir. Cihaz üzerindeki bağlantı noktalarından giriş birimi olarak çalışır ve solar panellere bağlıdır. Panellerden gelen elektrik sigorta vb. elemanlardan sonra direkt olarak şarj kontrol cihazına bağlanır. Cihaz üzerindeki diğer bağlantı noktaları ise çıkış olarak kullanılır. Bir tanesi akü şarjı için akülere diğeri ise yükte kullanılmak üzere invertöre bağlanmaktadır. Bu sistemde elde edilen elektrik doğru akım (DC) olduğundan led aydınlatma vb. düşük voltajlarla çalışan DC sistemlere invertör kullanmadan direkt olarak bağlanabilmektedir. Bu bağlantılar yapılırken klemensler kullanılarak daha düzenli bir kablolama yapılabilmektedir. Şarj kontrol cihazı çok ısınan bir ünitedir. Bu yüzden hava sirkülasyonunu doğru yapmak pano içerisinde çok önemlidir. Şarj kontrol sistemleri uzaktan izlenebilmek amacıyla yönetim girişine de sahiptir. Bu giriş genellikle RJ-45 ağ soketi ya da seri port şeklindedir. 21

27 Bu girişten bilgisayara bağlanarak sistemin üretimi, tüketimi, akü şarj durumu, panellerden gelen enerji ölçümleri yapılabilmektedir. Resim 3.4. Şarj kontrol cihazı bağlantı şeması İnvertör ün takılması Solar sistemlerin en önemli parçalarından biri de invertördür (evirici). Doğru akımı alternatif akıma çevirmesinden dolayı invertördür girişi doğru akım çıkışı alternatif akım yani şehir elektriği şeklindedir. İnvertörler 220V enerji çıkışı olduğundan çarpılma riskinin en çok olduğu elemanlardır. Bundan dolayı sistemin çıkış bağlantıları yapılırken bir sigorta ve kaçak akım rölesi mutlaka kullanılmalıdır. Ayrıca kaçak ihtimaline karşı topraklama mutlaka düzgün bir şekilde yapılmalıdır. Genellikle bir giriş bir de çıkış bağlantı noktası bulunur. Bunun yanı sıra uzaktan izleme yapılabilmesi için iletişim portu bulunan modeller de vardır. Bu port yardımıyla uzaktan gerilim ve akım değerleri izlenebilmektedir. Pano içine bağlanırken şarj kontrol cihazına yakın bir bölüme vida yardımıyla sabitlenir. Klemensler yardımıyla giriş ve çıkış kablolaması düzenli bir şekilde yapılır. 22

28 Kablolama Resim 3.5. İnvertör Montajı Pano içi kablolamada kabloların çekeceği akım dikkate alınarak kablo kesiti belirlenmelidir. Kablolama üretilen anlık elektrik akımına bağlı olarak taşıma kapasitesi yeterli kalınlıkta olmalıdır. Kablolar yalıtımlı ve bağlantı noktaları klemenslerle yapılmalıdır. Olması gerektiğinden ince kablo kullanımı kabloların yanmasına ve yangın riskine sebep olur Pano Montajı ve Devreye Alınması Pano yerinin belirlenmesi Panoların montajından önce montaj yeri çok iyi belirlenmelidir. Panolar eğer iç mekâna konulacak ise iş güvenliği kurallarına uygun bir yer tespiti yapılmalı elektrik kablolarının karmaşasından uzak bir bölgeye havalandırmaya yakın olacak şekilde monte edilmelidir. Mimari plan var ise mimari plan dikkate alınarak elektrik tesisatları için tahsis edilmiş bölgeler seçilmelidir. Montaj sonrası pano zeminine anti statik paspas koyularak güvenlik önlemi alınmalıdır. Eğer panolar dış mekânda koyulacak ise genellikle güneş paneli grubunun uç kısmına yerleştirilir. Bu yerleşim planlanırken panodan sonra şebekeye ya da yüke kadar elektrik yer altından borular yâda yer üstünden kanallarla iletileceği hesaba katılmalıdır. Bu planlamaya göre panoların yerleştirileceği yerler tespit edilmelidir Panoların sabitlenmesi Panolar sabitlenirken ister iç mekânda isterse dış mekânda olsun yerden mümkün olduğunca yüksek bir yere monte edilmelidir. Herhangi bir su baskını kar yağmur ihtimalinde panolara su değmemesi önemlidir. Panolar sabitlenirken kolaylıkla düşmeyecek ve yerinden çıkmayacak şekilde montaj elemanları kullanarak tutturulmalıdır. Elektrik panosunun iç montajı tamamlandıktan sonra, aydınlatma ve havalandırma işlemleri de tamamlanır. Pano yerine montaj edilmeden önce yapılacak işlemlerden biri varsa pano camlarının takılmasıdır. Pano iç elemanlarının varsa özellikle ölçü aletlerinin çalışma değerlerini 23

29 gösterecek şekilde şeffaf ve uygun kalınlıkta yani 3-4 mm kalınlıkta olmalıdır. Panonun camları takıldıktan sonra sarsıntılardan etkilenmemesi için conta ile sıkıştırılmalıdır. Pano yerine montaj edilmeden önce yapılacak işlemlerden biri kapakların menteşelerinin takılmasıdır. Elektrik panosunun kapağına, kapağın büyüklüğüne ve ağırlığına bağlı olarak 2-3 veya dört adet menteşe monte edilir. Menteşeler monte edilirken dikkat edilmesi gereken en önemli husus, menteşelerin birbirine uygun mesafede monte edilmesidir. Elektrik panosunun yerine montajından önce yapılacak işlemlerden biri de kapakların contalarının takılmasıdır. Kapak contaları; panoyu toz ve nemden korumak için kapaklara monte edilir. Pano yerine montaj edilmeden önce yapılacak işlemlerden biri kapakların kilitlerinin takılmasıdır. Yaylı ve mandallı kapı kilitleri daha çok küçük panolarda kullanılmaktadırlar. Resim 3.6. Dış mekân pano montajı Tüm bu montajlardan sonra kontrol panosu sabitleneceği zemine vidalar ya da cıvatalar yardımıyla tutturularak sabitlenir. Sabitlenecek yer duvar ise öncelikle sabitleme noktaları belirlenerek işaret koyulur. İşaretlenen bu noktalar uygun matkap ucuyla delinerek uygun çapta ve uzunlukta dübel takılarak duvardaki deliğe iyice yerleştirilmelidir. Sonrasında pano vidalama noktalarından duvar uygun uzunluk ve ölçülerde vida yardımıyla sabitlenir. Sabitleme dış mekânda herhangi bir metal parçaya yapılacaksa öncelikle metal pano delik hizalarından delinmelidir. Delindikten sonra cıvata ve somun yardımıyla pano sabitlenir. Ancak saç profil gibi metal zeminlere matkap uçlu vidalar kullanılarak direkt monte edilebilir. Matkap uçlu vidalar çok pratik olduğu için günümüzde metal işlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. 24

30 Resim 3.8. İç Montajı yapılmış yerleştirilmeye hazır pano Pano sabitlemesi yapıldıktan sonra pano deliklerinden kablolar iç kısma geçirilir ve giriş klemenslerine ve çıkış klemenslerine bağlanır. Bağlantı yapılmadan önce pano içindeki tüm sigortaların kapalı olmasına dikkat edilir. Sistem bu bağlantılar yapıldıktan sonra sigorta ve anahtarların açılmasıyla devreye alınır. Sistemde yük kısmından Voltmetre yardımıyla çıkış voltajı ölçülmelidir. Bu ölçümler yapılırken akülerin dolu olmadığı ve panellerdeki güneş alma durumu da hesaba katılarak üretilen enerji kontrol edilerek sistemin çalışıp çalışmadığına karar verilir. 25

31 UYGULAMA FAALİYETİ Güneş paneli kontrol panosunu hazırlayıp montajını yapınız. İşlem Basamakları Öneriler Kontrol panosunun içine taşıyıcı rayları Taşıyıcı rayları pano içerisine uygun yerlere monte ediniz. yatay halde 2 ya da 3 sıra halinde olacak şekilde ölçülendirerek kesiniz. Pano eni 70 cm kabul edecek olursak pano içine 70 cm uzunluğunda yüksekliğinde 2 ya Matkap ya da şarjlı vidalama yardımıyla rayları monte ediniz. da 3 adet ray takabilirsiniz. Şarjlı vidalama ya da matkap ucuna yıldız tornavida ucunu takınız. Matkap uçlu vidalardan gerektiği kadar alınız. Rayları uygun ölçülerde belirlediğiniz yerlere vida deliklerinden vidalayarak monte ediniz. Kontrol cihazını monte ediniz. Şarjlı vidalama ile kontrol cihazını belirlediğiniz uygun merkezi bir noktaya vida deliklerinden sabitleyiniz. İnvertörü monte ediniz. İnvertörü kontrol cihazına yakın bir noktaya vida deliklerinden sabitleyerek monte ediniz. Klemensleri monte ediniz. Sigortaları monte ediniz. Kablo bağlantılarını yapınız. Panonun elektrik giriş ve çıkışlarının bulunduğu bölüme klemensleri raylara monte ediniz. Sistemin giriş ve çıkışlarına uygun amper değerlerinde sigortaları monte ediniz. Sigortaları taşıyıcı rayların uygun bir yerine monte ediniz. Sistemin çekeceği yüke bağlı olarak kablo kalınlığını belirleyerek kablo bağlantılarını yapınız. 26

32 Sistemin devreye alınması Güneş panellerinden gelen kabloları bir sigortaya ya da anahtara bağlayarak kapatıp açma düzeneği hazırlayınız. Güneş panelinden gelen kabloları şarj kontrol cihazının güneş paneli ucuna giriş yapınız. Akü çıkış uçlarından akülere bağlantı yapınız. Kontrol cihazının pozitif kutbunun Akülerin pozitif kutuplarının negatif kutbuna negatif kutbuna bağlanmasına dikkat ediniz. Kontrol cihazından çıkan çıkış bağlantı noktasının invertörün giriş kısmına bağlantı yapınız. Sisteme bağladığınız kaçak akım rölesi ve sigortalara invertörün çıkış ucundan aldığınız uçları bağlayınız. Çıkış fazı sigortaya gelecek şekilde bağlantı kurunuz. Sigortalardan çıkan uç için bir priz bağlantısı yapınız. Yaptığınız bu prize bir elektrikli cihaz takarak çalıştıracağınızı planlayınız. Güneş panellerinden gelen hattın sigortasını açınız. Kontrol cihazının lambalarının yapıp yanmadığı kontrol ediniz. Lambalar yanıyorsa güneş panellerinden enerji akışı başlamış demektir. Lambalar yanmıyorsa kablo bağlantılarınızı kontrol edin. İnvertör çıkışındaki sigortaları açın. Multimetre ile çıkış gerilimini ölçün. 27

33 KONTROL LİSTESİ Bu faaliyet kapsamında aşağıda listelenen davranışlardan kazandığınız becerileri Evet, kazanamadığınız becerileri Hayır kutucuğuna (X) işareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1. İş önlüğünü giyip gerekli güvenlik önlemlerini aldınız mı? 2. Montaj raylarını montaj yerinin ölçüsünü doğru aldınız mı? 3. Alınan ölçüde rayları kestiniz mi? 4. Rayları matkap yardımıyla vidaladınız mı? 5. Şarj kontrol cihazını vidaladınız mı? 6. İnvertörü vidaladınız mı? 7. Sigortaları uygun yerlere taktınız mı? 8. Klemensleri uygun yerlere taktınız mı? 9. Kablo bağlantılarını klemens ve diğer cihazlara uygun şekilde yaptınız mı? 10. Sistemi devreye alıp çalıştırıp ölçüm yaptınız mı? DEĞERLENDİRME Değerlendirme sonunda Hayır şeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 28

34 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği işaretleyiniz. ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Aşağıdaki cümlelerin başında boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız. 1. ( ) Şarj kontrol cihazlarında yalnızca + ve olarak tek giriş bulunur. 2. ( ) Güneş panellerinde 12 V dan 18 V a kadar elektrik üretilir. 3. ( ) Sigortaların amper değerleri birbirinden farklıdır. Çekilen akıma göre sigorta belirlenmelidir. 4. ( )Panoların yeri seçilirken dış etkenlerden en az etkilenecek şekilde planlanmalıdır. 5. ( ) İnvertör çıkışında 220 V şehir elektriği bulunmaktadır. 6. ( ) Üzerine klemens, kontaktör, otomatik sigorta vb. gibi elektrik malzemelerini yerleştirdiğimiz elemanlara ray denir. 7. ( ) Klemensler pano içi montajı yapılırken raylar üzerine tutturulur. 8. ( ) Akülerin uçları kontrol cihazlarına bağlanırken + ve kutupları ters bağlanır. 9. ( ) Şarj kontrol cihazları ve invertörler üzerinde bulunan iletişim portu yardımıyla bilgisayar ortamından bilgi alınabilmektedir. DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 29

35 ÖĞRENME FAALİYETİ 4 ÖĞRENME KAZANIMI Güneş panelleri için uygun akü seçimi ve bu akülerin sisteme bağlantısını yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Güneş enerji sistemlerinde kullanılan akü çeşitleri hakkında bilgi toplayınız. Akü bağlantısı ve akü gruplandırmasının nasıl yapıldığını araştırınız. 4. AKÜLER VE DEPOLAMA SİSTEMİNİN KURULMASI 4.1. Akülerin yapısı ve Akü çalışma prensibi Aküler elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirip depo eden aygıtlardır. Akülerin ya da pillerin gruplanmış haline batarya denmektedir. Bataryalarda birden fazla pil yâda akünün gruplanmış haline denir. Batarya da bulunan her bir aküye batarya hücresi (cell) denmektedir. Bataryaların voltaj ve akım değerlerini yükseltmek için hücreler seri ya da paralel olarak bağlanır. Akü, doğru akım elektrik enerjisini kimyasal enerjiye çevirip depo eden ve devrelerine alıcılar bağlandığında bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisine dönüştürerek alıcıları çalıştıran elektrokimyasal statik bir elemandır. Resim 4.1. Akü sistemi Aküye, bir DC güç kaynağından akım verme işlemine şarj denir ve akü bu işlemle enerji depolar. Akünün bir alıcıya akım vermesi işlemine deşarj denir. Bir aküden, deşarjda çekilen enerjinin, şarjda verilen enerjiye bölümünden elde edilen değere akünün verimi denir. Diğer bir ifadeyle, deşarjda aküden alınan kapasitenin, şarjda aküye verilen kapasiteye oranıdır. 30

36 Aküler Anot (Pozitif Kutup), Katot (Negatif Kutup) ve elektrolit denilen kimyasaldan ibarettir. Elektrolit kimyasal olarak elektriği depo eden kısımdır. Akülerden elde edilen elektrik doğru akım (DC) şeklindedir. Güneş panellerinden elde edilen akım ile aynıdır. Panellerde üretilen elektriğin gerilimi şarj kontrol cihazları ile akü şarj voltajına getirip şarj ihtiyacına göre şarj edilir ya da güç kesilir. Resim 4.2. Akü genel görünüşü 4.2. Aküleri Oluşturan Unsurlar Aküler akü kabı, akü kapağı, hücre kapağı (tıpası), elektrolit sıvısı, Seperatör, Plakalar, Akü hücresi gibi belli başlı unsurlardan oluşur Akü Çeşitleri Akülerin kullanıldıkları yere ve çalışma şekillerine göre çok çeşitli tipleri olsa da bunları başlıca üç grupta toplamak mümkündür. Bunlar; otomotiv aküleri, traksiyoner aküler ve stasyoner akülerdir. Akü deyince ilk akla gelen aküler otomotiv aküleridir. Bu aküler motorlu araçlarda kullanılan akülerdir. Bunun yanı sıra İngilizcede traction kelimesinden gelen hareketli araçlarda kullanılan aküler yaygın olarak kullanılır. Bu akülere Traksiyoner akü denir. Stasyoner (sabit tesis) aküler telefon santral uygulamaları, enerji santralleri, barajlar gibi alanlarda yoğun olarak kullanılmaktadır Güneş Enerji Sistemlerinde Kullanılan Aküler Güneş enerji sistemlerinde kullanılan stasyoner tip aküler temel olarak OPzS, VRLA Jel, VRLA AGM, VRLA AGM GEL olarak dörde ayrılır. Hangi akü tipinin kullanılacağı bakım yapılabilme, ortam sıcaklığı, yük profili, çevrim ömrü gibi etkenler belirler. VRLA aküler ismini şarj ve deşarj sırasında gazların yüksek oranda akü içerisinde tutulmasını sağlayan valf sisteminden almaktadır, bu aküler sulu tip akülere göre çok daha gaz çıkışına izin verirler. 31

37 Akülerin fotovoltaik sistem içerisinde kullanım ömrü sistemin ne kadar iyi tasarlandığı ile doğru orantılıdır. Tasarım sırasında sistemin kullanılacağı yerin, yük profilinin, güneş enerjisi tahmininin, şarj etme sistemlerin kalitesi ilk olarak düşünülmesi gereken parametrelerdir. Bu parametrelerin iyi optimize edilmesiyle VRLA tipi akülerden en uzun ömür ve performans alınacaktır. Resim 4.3. VRLA Aküler Şekil Akülerin Çalışma Ömrünü Etkileyen Faktörler Akülerin ömrün bazı faktörler değiştirmektedir. Aküler uzun süre depolanacaksa 6 ayda bir kere şarj edilmesi uygundur. Aküler anma değerinden daha düşük bir gerilimle şarj edilirse sülfatlaşma olacaktır. Aynı şekilde akü aşırı şarj edilirse kısa bir süre içinde pozitif plaka malzemesini korozyona uğratacak ve akü ömrünü hızlı bir şekilde kısaltacaktır. Önerilen ortam sıcaklığının üzerindeki yüksek sıcaklıklar, muhtemel oksijen/hidrojen gaz oluşumuna neden olarak akünün servis ömrünü kısaltır. Çoğu akü için 1,67 volt/hücre sınır 32

38 değerdir. aşırı deşarj, akü kapasitesini ve çalışma ömrünü ters yönde etkiler. Aşırı deşarj, akünün iç direncini arttırarak plakaların sülfatlaşmasına neden olur Güneş Enerji Sistemi için Akü İhtiyaç Hesabı Akünün zaman içerisinde boşalarak beslediği elektrik miktarına kapasite denir ve amper/saat (A/h) olarak belirlenir. Kapasite, plakaların yüzey alanlarına, sayılarına ve kullanılan separatörlerin geçirgenliklerine bağlıdır. Bir akünün belirtilen gerilimde l saat devamlı olarak verebileceği akım miktarına akü kapasitesi denir. Akü kapasitesi, akü üzerinde amper saat (A/h) olarak belirtilir. Akü üzerinde markası dışında 12V 60A/h 255 gibi ifadeler vardır. Bunların anlamı; 12 V : Akü gerilimi (voltajı) 60 A/h : Akü kapasitesi 255 A : Emniyetli olarak aküden alınabilecek maksimum akım miktarıdır. Bir akünün etiketinde örneğin 12 V 100A/h ibaresini okuyabiliriz. Teorik olarak bu akü 100 saat bir voltaj kaybına uğramadan yani 12 V gerilimle, 1 A akım üretecektir. 10 A akıma ihtiyaç olduğunda akümüz bunu 10 saat süreyle karşılayabilecektir. Ancak pratikte bu böyle gerçekleşmez. Özellikle yüksek akımlarda akünün iç direnci artar ve verebileceği akım azalır. İyi durumdaki bir akünün iki kutbu arasında ölçülecek voltaj 12,8 volttur. Aküden akım çekimi gerilim 11,6 volt değerine düştüğünde kesilmelidir. Bundan sonra akünün kalıcı hasar görmesi olasıdır. Akülerin ömürlerini uzun tutmak için kapasitesi %50 nin altında iken şarj edilmelidir. Verimleri % 90 civarındadır. Güneş olmasa bile peş peşe güneşsiz geçecek günlerde ihtiyacını karşılayacak kadar akü kapasitesi gereklidir. Üç gün veya daha uzun süreyle arka arkaya güneş olmaması çoğu bölgemizde nispeten çok nadir olduğundan 3. güne de yetecek kadar fazla akü almak faydasına göre pahalı bir yatırımdır. Bunun yerine şebeke elektriğinin olduğu yerde 2 gün, olmadığı yerde 3 günlük ihtiyacını depolayacak kadar akü kullanımı uygun olacaktır 4.7. Akülerin Gruplanması ve Bağlantılar Akü grupları, hücrelerin yan yana tesis edilerek (+) ve (-) kutuplarının birbirlerine harici kablolarla bağlanması suretiyle elde edilir. Akü grupları imalatçı tarafından üretildiği gibi istendiğinde atölye ortamında da hazırlanabilir. Akü grupları oluşturulurken kutup başları çoğunlukla cıvatayla veya kaynakla bağlanır. Akü hücreleri iki nedenle grup hâline dönüştürülür: 1-Gerilimi (voltajı) artırmak için 2-Kapasiteyi (akımı) artırmak için Bir akü hücresinin anma voltajı 2 volttur. Bu nedenle anma voltajı ile orantılı daha yüksek voltaj elde edilmek istendiğinde seri bağlama sözcüğüyle ifade edilen ve bir hücrenin (+) kutbunu yanındakinin (-) kutbuna bağlamak suretiyle istenen voltajda akü grubu elde edilebilir. Akü hücrelerinin seri ve paralel bağlanmasıyla (diğer bir ifadeyle karışık 33