Güneş Paneli Montaj Şekillerinin Karşılaştırılması

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Güneş Paneli Montaj Şekillerinin Karşılaştırılması"

Gül Poyraz
8 yıl önce
İzleme sayısı:

Güneş Paneli Montaj Şekillerinin Karşılaştırılması Dünya genelinde hatırı sayılır bir kurulu güce ulaşan güneş enerji santrallerinin, ülkemizdeki kapasitesi de (artış hızı birçok etkene bağlı olarak,

1 Güneş Paneli Montaj Şekillerinin Karşılaştırılması Dünya genelinde hatırı sayılır bir kurulu güce ulaşan güneş enerji santrallerinin, ülkemizdeki kapasitesi de (artış hızı birçok etkene bağlı olarak, dünyadaki seviyede olmamakla birlikte) her geçen gün artmaktadır. Son 5 yıl içerisinde güneş enerji santrallerinin maliyetlerindeki hızlı düşüş ile birlikte güneş enerji santralleri diğer kaynaklar ile daha kolay yarışır hale gelmiştir. Oluşan bu fiyat avantajının yanında, santrallerin performansının artırılması da oldukça önemlidir. Tasarım ve uygulama süreçlerinde mühendislik kriterleri çerçevesinde daha verimli ve performansı daha uzun süre yukarıda kalacak santrallere sahip olmak mümkündür. Üretimin istenilen düzeyde olabilmesi için iyi bir mühendislik çalışması elbette olmazsa olmaz kriterdir ve santral kurulmadan önce tüm analizlerinin iyi yapılmış olması gerekmektedir. Bu analizlerin başında da gölge analizi gelmektedir. Güneş Panellerinin Dikey/Yatay Montajlanmasının Santralin Kapladığı Alana Etkisi Var mıdır? Güneş enerji santrallerinde verimliliği üst seviyeye çıkarmanın sırrı, güneş panellerini, mevcut alana optimum kapasitede, optimum açıda ve optimum konumda yerleştirmekle başlar. Bununla birlikte doğru malzeme seçimi, panel-inverter optimizasyonun doğru olması ve elektriksel hesaplamalar gibi diğer kritik etkenleri de göz ardı etmemek gerekiyor elbette. Genel itibari ile bu konuda sıkça sorulan sorulardan birisi panellerin yatay şekilde mi, dikey şekilde mi kurulması gerektiğidir. İKİ YATAY PANEL Sıra Uzunluğu ÜÇ DİKEY PANEL Şekil 1 Bir sıra için panel sayısı

Son 5 yıl içerisinde güneş enerji santrallerinin maliyetlerindeki hızlı düşüş ile birlikte güneş enerji santralleri diğer kaynaklar ile daha kolay yarışır hale gelmiştir.

2 Şekil 1 de görüldüğü üzere belirli bir sıra uzunluğa dikey olarak daha fazla panel sığdırmak mümkün görünüyor. Burada ikinci olarak, belirli bir yüksekliğe kaç panel yerleştirilebilir sorusu ortaya çıkıyor. Bu sorunun cevabı da bir sıranın gölge boyunun hesaplanıp, arkasındaki sırayı etkilememesi için bırakılması gereken mesafe de gizlidir. Gölgelenme mesafesi iki sıra arasında gölge olmadan bırakılacak minimum mesafe olarak ayarlanmalıdır. Bu uzunluğun minimum olması, mevcut alana maksimum sayıda panel yerleştirebilmemizi sağlar. Gölgelenme mesafesini, yani sıralar arasındaki uzaklığı hesaplamak için aşağıdaki denklemi kullanabiliriz. Bu metot ile öndeki panelin ön kenarı ile bir sonraki panelin ön kenarı arasındaki mesafe hesaplanabilir. [1] (D) Öndeki panelin ön kenarı ile bir sonraki panelin ön kenarı arasındaki mesafe (Θ) Panellerin eğimi (α) Kurulumun yapıldığı enlem ile optimum güneş yüksekliğinin bir fonksiyonu (H) Panel yüksekliği Şekil 2 - (shading=gölgelenme)

Bu sorunun cevabı da bir sıranın gölge boyunun hesaplanıp, arkasındaki sırayı etkilememesi için bırakılması gereken mesafe de gizlidir.

3 Hesaplama denkleminde görüldüğü üzere (D) uzunluğu panelin uzunluğuna ve eğim açısına bağlıdır. Panelleri hangi doğrultuda yerleştirmenin verimi maksimize edeceğini tespit etmek için bahsedilen hesap her iki doğrultu için panel yüksekliği (H) ve panel sayısı (n) göz önünde bulundurularak ayrı ayrı yapılmalıdır. Bunu yapmak için, mevcut alana sığdırılabilecek panel sayısı (n) hem dikey hem de yatay doğrultu için tespit edilmelidir. Hesaplamanın ilk adımı gerekli sıra aralığını belirlemektir. Panel yüksekliği (H) yatay doğrultuda genişlik (W), dikey doğrultuda uzunluk (L) olarak tanımlanabilir. Dikey Yatay Şekil 3 (H) değişkenini yeniden adlandırma (H) yi dikey doğrultu için (L) ile, yatay doğrultu için (W) ile değiştirdiğimizde, bu iki doğrultu için sıralar arası mesafe denklemi aşağıdaki gibi yeniden yazılabilir. Dikey Yatay

ayrı yapılmalıdır. Bunu yapmak için, mevcut alana sığdırılabilecek panel sayısı (n) hem dikey hem de yatay doğrultu için tespit edilmelidir.

4 Şimdi, belirli bir (A) alanında, yatay ve dikey doğrultu için, panel sayısını (n) belirlersek; Şekil 4-Aynı sahaya dikey/yatay yerleştirilen panellerin kıyaslanması Son olarak aşağıdaki denklemde (D) yerine yukarıda dikey ve yatay durum için tanımladığımız formüllerimizi yerine koyarsak. Dikey Yatay Yukarıdan da görüldüğü gibi alan (A) ya sığan panel sayısı aynıdır. Panel sayısı bakımından dikey yada yatay yerleştirmenin herhangi bir farkı olmadığını bu şekilde formüller ile ispatlamış olduk.

için tanımladığımız formüllerimizi yerine koyarsak.

5 Parçalı Gölgelenme Durumu ve By-pass Diyotu Arzu edilen gerilim seviyesine ulaşabilmek için fotovoltaik hücreler seri bağlanarak fotovoltaik modüller oluşturulur. Reel uygulamalarda bütün hücreler aynı güneş seviyesine maruz kalmazlar. Yani hücreler çoğunlukla homojen olmayan güneş ışınımına maruz kalırlar. Modül de küçük bir kısım gölgelenme etkisine maruz kalsa bile modülün çıkışı ciddi miktarlarda azalabilir. Ancak gölgeli hücrenin fotovoltaik üzerinde oluşturabileceği olumsuz etkinin büyük bir by-pass diyotları ile giderilebilir. By-pass diyotları normal iletim esnasında aktif değil iken, gölge etkisi durumunda aktif hale gelir. By-pass diyotları sistem akımının gölgeli veya hatalı çalışan modülün etrafından dolaşarak akmasını sağlar. By-pass diyotları dizinin sadece performansını arttırmakla kalmayıp aynı zamanda hücrelerin fiziksel eşdeğerindeki paralel dirençten akım geçmesinden dolayı oluşacak sıcak noktaların oluşmasını da engeller. Şekil 5-Tek hücresi gölgeli olan panel eşdeğer devresi Sistemdeki panellere gölge düşme olasığı bulunan durumlarda, panel yerleşim yönü çok önemlidir. Gölgelenme durumlarında by-pass diyotları aktif hale gelir. Panellerin kısa kenarının veya uzun kenarının gölgede kalması iki farklı senaryo oluşturur.

Modül de küçük bir kısım gölgelenme etkisine maruz kalsa bile modülün çıkışı ciddi miktarlarda azalabilir.

6 I. Eğer gölgelenme panelin kısa kenarında oluşmuş ise panel üzerindeki busbarların dikey (seri bağlı) lehimli olmasından dolayı bu panelin ürettiği enerji neredeyse sıfıra yakındır. Çünkü bütün hücre dizilerinin en alt sırasındaki hücre, gölge etkenine maruz kalmıştır. Yani modülü oluşturan bütün hücre dizilerinin birer hücresi gölgelenmiştir. Bir modülün gölge etkisinde kalması demek,bir dizinin komple o gölgeden etkilenmesi demektir. Yani o dizinin üretim değerlerinin minimum seviyelere ulaşması demektir. Şekil 6-Dikey yerleştirilmiş panele gölge etkisi II. Eğer gölgelenme panelin uzun kenarında oluşmuş ise gölge miktarlarına bağlı olarak aktif hale geçen by-pass diyotu sayısına göre üretim düşer; Şekil-7 Yatay yerleştirilmiş panele gölge etkisi

Bir modülün gölge etkisinde kalması demek,bir dizinin komple o gölgeden etkilenmesi demektir. Yani o dizinin üretim değerlerinin minimum seviyelere ulaşması demektir.

7 a) 1 By-pass diyodu aktif ise %33 üretim düşer b) 2 By-pass diyodu aktif ise %66 üretim düşer c) 3 By-pass diyodu aktif ise %99 üretim düşer Yatay montajlanmış panelde gölge alt uçtan vursa bile hücre dizileri birbirine yatayda bağlı olduğundan, gölge etkisinden panel içindeki hücre dizisinin tamamı yerine bir kısmı etkilenmiş olacağı için dikey montajlanmış panelde olduğu gibi üretim miktarımızın tamamından değil sadece gölge boyuna bağlı belli bir miktarından taviz vermiş olacağız. Sonuç Olarak Güneş panellerinden en iyi şekilde faydalanabilmek için fotovoltaik sistemler maksimum güç noktasında çalıştırılmalıdır. Tasarlanan sistemde gölge analizleri iyi yapılmış olmalı, parçalı gölgelenme durumları iyi bir şekilde analiz edilerek santraller projelendirilmelidir. Panelleri dikey yerine, yatay montajlayarak, meydana gelebilecek gölge etkisinden sistem üretimimizin en az şekilde etkileneceğini bilmeliyiz. Anıl AKAR Proje Planlama Yöneticisi /Project Planning Manager ELSE ENERJİ KAYNAKLAR Solar Power Panel Orientation: Landscape vs. Portrait Landscape-vs-Portrait.pdf Solar Power Panel Orientation: Landscape vs. Portrait, Cooper B-Line, 2010 Fotovoltaik Enerji Dönüşüm Sistemlerinde Parçalı Gölgelenme Durum Analizi Murat Ünlü Sabri Çamur Birol Arifoğlu Solar Energy Handbook

miktarımızın tamamından değil sadece gölge boyuna bağlı belli bir miktarından taviz vermiş olacağız.

8 Anıl AKAR Kısa Özgeçmiş Anıl AKAR, 2012 yılında Fırat Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünden mezun olmuştur. Okuldan mezun olur olmaz taahhüt sektörünün öncü firmalarından birinde 5 ay kadar şantiye şefliği yaptıktan sonra oradaki görevinden ayrılıp, 2013 yılı Ocak ayından itibaren Else Enerji de şantiye şefi olarak göreve başlamıştır yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Makinaları anabilim dalında yüksek lisanssa başlamış olup yüksek lisans öğrenimi devam etmektedir yılı Nisan ayından itibaren Proje Planlama Yöneticisi olarak ELSE ENERJİ de görevine devam etmektedir. Görevi kapsamında PV uygulamaları, yönetmelik kapsamına uygun PV proje dosyalarının hazırlanması ve onaylatılması, elektriğin üretimi, iletimi ve dağıtımı konularına odaklanmıştır.

şefi olarak göreve başlamıştır. 2013 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Makinaları anabilim dalında yüksek lisanssa başlamış olup yüksek lisans öğrenimi devam etmektedir.

Benzer belgeler

Bir PV Modül ve Panel in Elde Edilmesi

Bir PV Modül ve Panel in Elde Edilmesi Bir P Modül ve Panel in Elde Edilmesi Tipik olarak bir P hücre 5-30 cm lik kare bir alana sahip olup, yaklaşık W lık güç üretir. Yüksek güçler elde edebilmek için birçok P hücre seri ve paralel olarak