ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ HAYMANA ARAŞTIRMA

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ HAYMANA ARAŞTIRMA"

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ HAYMANA ARAŞTIRMA VE UYGULAMA ÇİFTLİĞİ NİN GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ VE GÜNEŞ ENERJİSİNDEN YARARLANABİLME OLANAKLARI Levent YALÇIN TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Doktora Tezi ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ ZĠRAAT FAKÜLTESĠ HAYMANA ARAġTIRMA VE UYGULAMA ÇĠFTLĠĞĠ NĠN GÜNEġ ENERJĠSĠ POTANSĠYELĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE GÜNEġ ENERJĠSĠNDEN YARARLANABĠLME OLANAKLARI Levent YALÇIN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı DanıĢman: Prof. Dr. Ramazan ÖZTÜRK Bu çalıģma kapsamında, Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği nin teorik, saha ve teknik güneģ enerjisi potansiyeli belirlenmiģ, saatlik detayda yıllık elektrik tüketim veri seti oluģturulmuģ ve elektrik tüketiminin 2 farklı iģletim tipinde ve 3 farklı fotovoltaik yapıda simülasyonu yapılmıģ, fotovoltaik güç elektriği sistemleriyle karģılanma durumu değerlendirilmiģtir. Bölgenin yıllık toplam güneģlenme süresi 2607 saat ve saha güneģ enerjisi potansiyeli 1743 kwh/m 2 olarak hesaplanmıģtır. Yıllık toplam teorik güneģ enerjisi potansiyeli 2918 kwh/m 2 olan bu tarımsal iģletmede yatayda tam güneye bakan ve dikeyde 15 derece açıyla yerleģtirilen fotovoltaik panellerle kurulacak bir güneģ elektriği üretim sisteminin teknik güneģ enerjisi potansiyeli 1891 kwh/m 2 /yıl bulunmuģtur. Kurulu gücü 400 kw olan iģletmenin yıllık elektrik tüketimi 334 MWh olarak belirlenmiģtir. Bu yükü karģılayabilecek, Ģebeke bağlantılı tek kristalli silisyum yapıda FV modül kullanılan sitemin performans oranı 0.85 iken çoklu kristal silisyum FV modülde 0.83, ince film amorf silisyum FV modülde 0.89; Ģebeke bağlantısız, akülü, tek kristalli silisyum FV modüllü sistemde performans oranı 0.65, çoklu kristal silisyum FV modülde 0.64 ve ince film amorf silisyum FV modülde 0.65 olarak hesaplanmıģtır. ġebeke bağlantılı ince film amorf silisyum FV modül kullanan FV sistemlerin, tarımsal iģletme tüketim davranıģlarına ve çevre Ģartlarına en uygun donanım olduğu sonucuna varılmıģtır. 2010, 207 sayfa Anahtar Kelimeler: GüneĢlenme süresi, güneģ ıģıması, güneģ enerjisi potansiyeli, tarımda güneģ enerjisi kullanımı, enerji denetimi, tarımsal iģletmelerde enerji tüketimi, FV güneģ elektriği, FV sistem tasarımı i

3 ABSTRACT Ph.D. Thesis DETERMINATION OF SOLAR ENERGY POTENTIAL AND USING POSIBILITIES FOR RESEARCH AND APPLICATION FARM OF AGRICULTURAL FACULTY OF ANKARA UNIVERSITY IN HAYMANA Levent YALÇIN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Agricultural Machinery Supervisor: Prof.Dr. Ramazan ÖZTÜRK In this study, both as theoretical, geographical and technical solar energy potential of Haymana Research and Application Farm and as data set for annual hourly electricity consumption of this farm were determined. Two operating types of photovoltaic systems, each has three different structures of PV module were simulated to match the electricity consumption of the farm. Total sunshine duration of the field is 2607 hours/year and geographical solar energy potential of the field is 1743 kwh/m 2. While the theoretical solar energy potential of the field is 2918 kwh/m 2, technical solar energy potential of the field is 1891 kwh/m 2 /year in case of PV panels installed in the 0 degree to south horizontally and in the 15 degrees vertically. HAVUÇ has 400 kw of installed power and 334 MWh/year of electricity consumption. Performance ratios of PV solar system interconnected to grid with the PV modules of single crystalline silicon, multi crystalline silicon and thin film amorphous crystalline silicon are 0.85, 0.83, 0.89 respectively. Performance ratios of Autonomous PV solar system with the PV modules of single crystalline silicon, multi crystalline silicon and thin film amorphous crystalline silicon are 0.65, 0.64, 0.65 respectively. PV solar system interconnected to grid with the PV modules of thin film amorphous crystalline silicon is more suitable than others for electricity consumption behavior of a agricultural enterprise and its environmental conditions. 2010, 207 pages Key Words: Sunshine duration, solar radiation, solar energy potential, energy consumption in agricultural farms, energy audit, application of solar energy in agriculture, PV solar electricity, design of PV system ii

4 TEŞEKKÜR ÇalıĢmamı yönlendiren, araģtırmalarımın her aģamasında bilgi, öneri ve yardımlarını esirgemeyerek akademik ortamda olduğu kadar beģeri iliģkilerde de engin fikirleriyle yetiģme ve geliģmeme katkıda bulunan danıģman hocam Sayın Prof. Dr. Ramazan ÖZTÜRK e; çalıģmalarım süresince maddi manevi desteklerini esirgemeyen Tez Ġzleme Komitesi nin değerli hocaları Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü öğretim üyelerinden Sayın Prof. Dr. Ali Ġhsan ACAR a ve Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü öğretim üyelerinden Sayın Prof. Dr. M. Fatih SELENAY a teģekkürlerimi sunarım. AraĢtırmam sırasında ihtiyaç duyduğum sosyal ve teknik konularda fiziki ve fikri karģılıksız desteklerini gördüğüm baģta Devlet Meteoroloji ĠĢleri Genel Müdürlüğü ndeki çalıģma arkadaģlarım, Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği nde görevli mühendis arkadaģlarım, EĠE Mühendisi Ġsmail KÜÇÜK, PVSYST yazılımı için verdikleri destekten dolayı Cenevre Üniversitesi Enerji Grubu Çevre Bilimleri Enstitüsü, teknolojik konulardaki katkılarından dolayı Kamuran AKYILDIZ ve Yusuf Salih EROĞLU ile tüm bu süreç dahilinde birçok fedakarlık göstererek beni destekleyen baģta babam ve annem olmak üzere bütün yakınlarıma ve sevgili eģim Sevcan YALÇIN a en derin duygularımla teģekkür ederim. Levent YALÇIN Ankara, Ekim 2010 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ... v ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER... xi 1. GİRİŞ Dünyada Enerji, Yenilenebilir Enerji ve Güneş Enerjisi Türkiye de Enerji, Yenilenebilir Enerji ve Güneş Enerjisi Tarımda Enerji Güneş Enerjisi ve Potansiyeli Güneş Enerjisi Türevleri Güneş Elektriği Türkiye de Güneş Elektriği Fotovoltaik Güneş Elektriği Sistemleri Denge bileşenleri Ekonomik durum Geleceğe Hazırlık Yapılan Çalışmanın Amacı KAYNAK ÖZETLERİ MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Haymana Araştırma ve Uygulama Çiftliği Meteorolojik veri PVSYST yazılımı Yöntem Güneş enerjisi potansiyelinin belirlenmesi Elektrik enerjisi tüketim analizi Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşümü BULGULAR Güneş Enerjisi Potansiyeli Teorik güneş enerjisi potansiyeli Saha güneş enerjisi potansiyeli Teknik güneş enerjisi potansiyeli Elektrik Enerjisi Tüketim Analizi FV Tasarım Şebeke bağlantılı FV güneş elektriği üretim sistemi tasarımı Bağımsız FV güneş elektriği üretim sistemi tasarımı TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ iv

6 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ A Azimut (yön açısı) AA Alternatif akım Ah Amper saat ALESCO Arap Birliği Eğitim, Kültür ve Bilim Organizasyonu AM Hava kütlesi (air mass) B$ Milyar ABD Doları BIPV Binaya tümleģik FV sistem (building integrated photovoltaic) BOS Denge bileģenleri (balance of system) cal/cm 2 -gün Bir günde santimetrekareye gelen kalori enerji CBS Coğrafi bilgi sistemi CdTe Kadmiyum tellür (cadmium tellur) CIS Bakır indiyum diselenit (cupper indium selenid) DA Doğru akım DMĠ Devlet Meteoroloji ĠĢleri Genel Müdürlüğü DMT Dünya Meteoroloji TeĢkilatı (World Meteorological Organization, WMO) EĠE Elektrik ĠĢleri Etüd Ġdaresi Genel Müdürlüğü EJ Ekzajul (exajoule, jul ) ETSU Doğu Tenesi Devlet Üniversitesi (East Tennessee State University) FV Fotovoltaik GaAs Galyum arsenit GENSED GüneĢ Enerjisi Sanayicileri ve Endüstrisi Derneği GW Gigavat HAVUÇ Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği HES Hidro elektrik santrali Hz Hertz I Akım I-V Akım-gerilim I 0 GüneĢ sabiti v

7 IAM IEEE I MP I sc K kcal/cm 2 -ay KGK kw/kiģi kwh y -1 kwh/gün/aile kwh/gün/kiģi kwh/kwp kwh/kwp/gün kwh/kwp/yıl kwh/m 2 /ay kwh/m 2 /gün kwh/m 2 /yıl kwp kwp/hane LPG MJ/m 2 /gün Mtep mv NaS NIST nm NOCT NOx GeliĢ açısı değiģtiricisi (incidence angle modifier) Amerikan Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (Institute of Electrical and Electronics Engineering) En yüksek güç akımı (maximum power current) Kısa devre akımı (short circuit current) Berraklık indeksi Aylık santimetrekareye gelen kilokalori enerji Kesintisiz güç kaynağı KiĢi baģına düģen kilovat güç Bir yılda düģen kilovat saat enerji Aile baģına bir günde düģen kilovat saat enerji KiĢi baģına bir günde düģen kilovat saat enerji Tepe kilovat baģına kilovat saat Bir günde tepe kilovat baģına düģen kilovat saat Bir yılda tepe kilovat baģına düģen kilovat saat Bir ayda bir metrekareye düģen kilovat saat enerji Bir günde bir metrekareye düģen kilovat saat enerji Bir yılda bir metrekareye düģen kilovat saat enerji Tepe kilovat Hane baģına düģen tepe kilovat SıvılaĢtırılmıĢ petrol gazı (liquid propane gas) Günde metrekareye düģen megajul enerji Milyon ton eģdeğeri petrol Mili volt Sodyum kükürt Amerikan Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology) Nanometre Normal iģletim FV hücre sıcaklığı (normal operating cell temperature) Azot oksitler vi

8 NREL OMGĠ PbO PR RES SAM SDġ Si SNL SOx STC TEP TET UEA FVGS V MP V oc W/m 2 Wh/m 2 Wh/m 2 gün Wm -2 YEK z Amerika Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı (National Renewable Energy Laboratories) Otomatik meteoroloji gözlem istasyonu KurĢun oksit Performans oranı (performance ratio) Rüzgar enerjisi santrali Solar Advisor Model Standart deney Ģartları Silisyum Amerikan Sandia Ulusal Laboratuarları (Sandia National Laboratories) Kükürt oksitler Standart deney Ģartları (standard test conditions) Ton eģdeğeri petrol Ton eģdeğeri taģkömürü Uluslararası Enerji Ajansı Fotovoltaik Güç Sistemleri En yüksek güç gerilimi (maximum power voltage) Açık devre gerilimi (open-circuit voltage) Metrekareye düģen vat saat güç Metrekareye düģen vat saat enerji Metrekareye bir günde düģen vat saat enerji Metrekareye düģen vat saat güç Yenilenebilir enerji kaynakları Zenit (güneģin geliģ açısı) vii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ ġekil 1.1 Dünya elektrik üretiminde yakıtların payı... 5 ġekil 1.2 GüneĢ enerji dengesi... 7 ġekil yılı Türkiye birincil enerji kaynakları arzı... 9 ġekil 1.4 Elektromanyetik tayf ġekil 1.5 Yön (A), yükseklik (h) ve geliģ (z) açılarının gösterimi ġekil 1.6 GüneĢ enerjisi dağılımı ve kullanımı ġekil 1.7 Fotovoltaik etki ġekil 1.8 Silisyum FV zinciri ġekil 1.9 Hücreler modülü, modüller dizeyi oluģturur ġekil 1.10 Bir hücrenin örnek akım-gerilim grafiği ġekil 1.11 Tipik bir FV modül etiketi ġekil 1.12 ġebeke bağlantılı FV sistem diyagramı ġekil 1.13 Bataryalı FV sistem diyagramı ġekil 1.14 Panel kurulumunda gölgelemenin etkisi ġekil 1.15 GüneĢi çift eksende takip eden A. Sun Company FV düzeneği ġekil 2.1 Türkiye yıllık ıģınım Ģiddeti haritası ġekil 2.2 Türkiye güneģ enerjisi alansal ve zamansal dağılımı ġekil 2.3 Ölçülen ve iliģkilendirilen küresel ve yayınık güneģ ıģıması ġekil 2.4 Arap ülkeleri aylık ortalama güneģlenme süresi haritası ġekil 2.5 Arap ülkeleri ortalama küresel toplam güneģ ıģıması haritası ġekil 2.6 Açılı yerleģtirilmiģ güneģ toplayıcısına gelebilecek saatlik ıģıma ġekil 2.7 Tek bir katmanda 5 sinir hücresi kullanan YSA mimarisi ġekil 2.8 Türkiye güneģ enerjisi potansiyeli Haziran tahmini ġekil 2.9 Telefon hatlı bilgisayarlı su pompaj kontrol sistemi ġekil 2.10 FV sistem değiģkenlerinin değerlendirilmesi ġekil 2.11 FV su pompaj sistemi donanım düzeni ġekil 2.12 Tek kristalli silisyum FV modül için ölçülen ve tahmin edilen I-V eğrisi ġekil 2.13 Elektronik ölçüm ve hidrolik sistem bileģenleri viii

10 ġekil 2.14 FV sistem diyagramı ġekil 2.15 NIST ve SNL nin geliģ açısı-akım grafiği ġekil 2.16 Yazılımın ve geleneksel yöntemin FV tasarım akıģ Ģeması ġekil 2.17 Lizbon ve Helsinki için elektrik yük talebi ve FV üretim seyri ġekil kwp/hane doğu-batı doğrultulu yazlık ortalama tüketim ve FV üretim ġekil 2.19 Aylık FV performans oranları ġekil 2.20 Öngörülen iģletim programı deneme sonuçları ġekil 3.1 HAVUÇ genel görünüm ġekil 3.2 HAVUÇ A paftası idari kısım genel görünümü ġekil 3.3 HAVUÇ boyutlandırılmıģ A paftası idari kısım genel görünümü ġekil 3.4 HAVUÇ boyutlandırılmıģ B paftası genel görünümü ġekil 3.5 HAVUÇ boyutlandırılmıģ C paftası iģletmeler kısmı genel görünümü ġekil 3.6 HAVUÇ D paftası iģletmeler kısmı genel görünümü ġekil 3.7 HAVUÇ boyutlandırılmıģ D paftası iģletmeler kısmı genel görünümü ġekil 3.8 HAVUÇ boyutlandırılmıģ E paftası genel görünümü ġekil 3.9 HAVUÇ organizasyon Ģeması ġekil 3.10 EĠE HAVUÇ otomatik meteoroloji gözlem istasyonu ġekil 3.11 Kipp&Zonen marka CMP11 modeli piranometre ġekil 3.12 Campbell-Stokes helyograf ġekil 3.13 Solpos Calculator arayüzü ġekil 3.14 PVSYST baģlangıç arayüzü ġekil 3.15 PVSYST araçlar arayüzü ġekil 3.16 FV tasarımı belirleyen ana ve alt unsurlar ġekil 3.17 PVSYST yazılımında yeni coğrafi mevki (HAVUÇ) tanımlanması ġekil 3.18 Saatlik meteorolojik verinin giriģi için PVSYST arayüzü ġekil 3.19 PVSYST yazılımında albedo katsayısının girilmesi ġekil 3.20 HAVUÇ yıllık saatlik elektrik tüketim verisinin PVSYST e aktarılması ġekil 4.1 HAVUÇ GüneĢ yolu kartı ġekil 4.2 HAVUÇ, Culuk, Etimesgut ve Ankara istasyonları uydu görüntüsü ġekil 4.3 HAVUÇ, Culuk, Etimesgut ve Ankara meteoroloji istasyonları haritası ġekil 4.4 Teorik güneģ enerjisi potansiyeli ve meteorolojik güneģ ıģıması ix

11 ġekil 4.5 HAVUÇ faturalı yıllık elektrik tüketim seyri ġekil 4.6 FV tasarıma esas yük talep verisi ile küresel güneģ ıģıması grafikleri ġekil 4.7 ġebeke bağlantılı ve bataryalı FV sistem Ģeması ġekil 4.8 ġebeke bağlantılı FV güneģ elektriği üretim sistemi tasarımı ġekil 4.9 Yaz mevsimi için optimum FV panel açısı belirleme ġekil 4.10 Tüm bir yıl için optimum FV panel açısı belirleme ġekil kw güç talebi için tek kristalli silisyum FV sistem donanımı ġekil kw güç ve saatlik tüketim için tek kristalli yapılı FV elektrik üretimi 171 ġekil 4.13 ġebeke bağlantılı tek kristalli FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği ġekil 4.14 ġebeke bağlantılı tekli kristal yapıda FV sistem kayıp akıģ Ģeması ġekil kw güç talebi için çoklu kristal silisyum FV sistem donanımı ġekil kw güç ve saatlik tüketim için çoklu kristal FV elektrik üretimi ġekil 4.17 ġebeke bağlantılı çoklu kristal FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği ġekil 4.18 ġebeke bağlantılı çok kristalli yapıda FV sistem kayıp akıģ Ģeması ġekil kw güç talebi için amorf silisyum ince film FV sistem donanımı ġekil kw güç ve saatlik tüketim için ince film amorf FV elektrik üretimi ġekil 4.21 ġebeke bağlantılı ince film amorf kristal FV sistemde ıģıma-enerji grafiği 182 ġekil 4.22 ġebeke bağlantılı ince film amorf silisyum FV sistem kayıp akıģ Ģeması ġekil 4.23 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı için akü ve modül seçimi ġekil 4.24 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı ġekil 4.25 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı ana sonuçları ġekil 4.26 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı için akü ve modül seçimi ġekil 4.27 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı ana sonuçları ġekil 4.28 Bağımsız çoklu kristal FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği ġekil 4.29 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı yük talebi ve üretilen enerji ġekil 4.30 Bağımsız ince film amorf kristal FV sistem için akü ve modül seçimi ġekil 4.31 Bağımsız ince film amorf kristal FV sistem tasarımı ana sonuçları ġekil 4.32 Bağımsız ince film amorf kristal FV sistem tasarımı yük-enerji grafiği x

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1.1 Türe göre gerçekleģen ve beklenen dünya enerji talep artıģı... 3 Çizelge 1.2 Dünya sektörel enerji tüketimleri ve değiģim oranları... 4 Çizelge 1.3 Yenilenebilir enerji kullanımı ve potansiyeli... 6 Çizelge itibariyle UEA FVGS üyelerinin FV güç kapasiteleri... 8 Çizelge 1.5 Türkiye nin enerji hammaddeleri ve doğrudan enerji ithalatı... 9 Çizelge 1.6 Türkiye de bazı sektörlerin enerji tüketim seyirleri Çizelge 1.7 Türkiye'nin aylık ortalama güneģ enerjisi potansiyeli Çizelge 1.8 Türkiye coğrafi bölgeler güneģlenme süresi ve güneģ ıģıması Çizelge 1.9 Tarımda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı Çizelge 1.10 FV dize performansına etki eden ikincil değiģkenler ve etkileri Çizelge 1.11 Tipik bir evsel FV sistemde donanımın toplam maliyetteki payı ve ömrü 37 Çizelge 2.1 Türk tarımındaki uygun fiziksel güç kaynakları Çizelge 2.2 Türk tarımında tahmini fiziksel enerji girdisi Çizelge 2.3 Türk tarımında gübre enerji girdisi Çizelge 2.4 Yıllık yataya ve açılı yüzeye günlük toplam ıģıma ve enerji üretimi Çizelge 3.1 HAVUÇ daki tesislerin yön açıları ve boyutlandırması Çizelge 3.2 HAVUÇ bitkisel üretim seyri Çizelge 3.3 HAVUÇ hayvansal üretim seyri Çizelge 3.4 Kipp&Zonen marka CMP11 modeli piranometre özellikleri Çizelge 3.5 HAVUÇ meteorolojik veriler Çizelge 4.1 HAVUÇ için açısal konum bilgisi Çizelge 4.2 HAVUÇ 2010 yılı gün doğumu ve batımı ile gün süresi Çizelge 4.3 HAVUÇ 2010 yılı teorik güneģ ıģıması Çizelge 4.4 HAVUÇ günlük güneģlenme süreleri Çizelge 4.5 HAVUÇ meteorolojik güneģ ıģıması ortalaması Çizelge 4.6 HAVUÇ yataya doğrudan güneģ ıģıması Çizelge 4.7 HAVUÇ yataya yayınık güneģ ıģıması Çizelge 4.8 HAVUÇ berraklık indeksi Çizelge 4.9 HAVUÇ saha güneģ enerjisi potansiyeli xi

13 Çizelge 4.10 HAVUÇ teknik güneģ enerjisi potansiyeli Çizelge 4.11 HAVUÇ un kurulu gücünü oluģturan elemanlar Çizelge 4.12 Gece ve gündüz enerji tüketimine esas aylık süre dağılımı Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi Çizelge 4.14 ĠĢletmelerin günlük ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı Çizelge 4.15 ĠĢletmelerin gündüz ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı Çizelge 4.16 ĠĢletmelerin gece ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı Çizelge 4.17 HAVUÇ yıllık elektrik enerjisi tüketimi Çizelge 4.18 HAVUÇ elektrik tüketimi enerji denetimi sonuçları Çizelge 4.19 HAVUÇ fatura bazlı ortalama elektrik tüketim Çizelge 4.20 Fatura, ölçüm ve denetim sonuçlarının değerlendirilmesi Çizelge 4.21 Tasarıma esas teģkil eden enerji tüketim dönemi için açı seçimi Çizelge 4.22 HAVUÇ FV tasarıma esas elektrik tüketim verisi Çizelge 4.23 FV sistem donanım ve iģçilik ücret tarifesi Çizelge 4.24 ġebeke bağlantılı tek kristalli sabit açılı FV sistem göstergeleri Çizelge 4.25 ġebeke bağlantılı çoklu kristal sabit açılı FV sistem göstergeleri Çizelge 4.26 ġebeke bağlantılı ince film amorf kristalli FV sistem göstergeleri Çizelge 4.27 ġebeke bağlantılı merkezi evirici nitelikleri Çizelge 4.28 ġebeke bağlantılı FV sistem değiģkenlerinin karģılaģtırılması Çizelge 4.29 Bağımsız FV sistem değiģkenlerinin karģılaģtırılması xii

14 1. GİRİŞ Ġçerisinde bulunduğumuz çağın özelliklerine bağlı olarak, tüm dünyada olduğu gibi, hızla artan nüfus ve sanayileģmeden kaynaklanan enerji gereksinimi, ülkemizin kısıtlı kaynaklarıyla karģılanamamakta, enerji üretimi ve tüketimi arasındaki açık hızla büyümekte ve enerjide dıģa bağımlılık oranımız artmaktadır. Bu durumda, kendi öz kaynaklarımızdan daha etkin biçimde yararlanmak giderek artan bir önem kazanmaktadır. Enerji talebindeki hızlı artıģın karģılanmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarından en etkin ve rasyonel biçimde yararlanılması amacıyla kamu ve özel sektör yatırımlarının artırılmasının yanı sıra araģtırma kuruluģlarının da bu alanda çalıģma yapmaları yeni uygulama yöntemleri geliģtirmek açısından yararlı olacaktır. Enerji iģ yapabilme kabiliyeti olarak tanımlanır. Enerjinin dönüģebilirliğinin ölçümü, ekserji ile ifade edilmektedir. Ekserji, belirli termodinamik koģullarda, belli bir miktar enerjinin diğer bir enerji biçimine dönüģtürülebilen en yüksek miktarıdır. Herhangi bir değiģime ya da dönüģüme uğrayıp uğramadığına göre enerjiler birincil ve ikincil enerjiler olmak üzere ikiye ayrılırlar. Doğadaki enerjilerin herhangi bir değiģim veya dönüģüm göstermemiģ biçimi birincil enerji; birincil ya da diğer ikincil enerjilerin dönüģtürülmesi sonucu elde edilen türü de ikincil enerjidir. Birincil enerjiler güneģ, rüzgar, hidrolik, petrol, kömür, jeotermal, nükleer; ikincil enerjiler elektrik, termik, mekanik, kimyasal, elektromanyetik ve ıģık enerjileridir. Ayrıca enerji türlerini alıģılagelmiģ (konvansiyonel) ve yenilenebilir enerjiler olarak sınıflandırabiliriz. AlıĢılagelmiĢ enerjiler uzun zamandan beri kullanılan, rezervi kısa sürede yinelenemeyen, çoğunlukla fosil kaynaklı petrol, kömür, kısmen elektrik türü enerjilerdir. Yeni ve yinelenebilir enerjiler ise uzun süredir kullanımda olmakla birlikte sistematik ve geliģtirilmiģ tekniklerle kullanılan, rezervi kısa sürede yinelenebilen güneģ, rüzgar, hidrolik, biyokütle, jeotermal türü enerjilerdir. Yine ham maddelerinin özgül enerji içeriklerinin yoğunluğuna göre petrol, kömür, hidrolik ve atom enerjilerini yoğun enerjiler, güneģ ve rüzgar enerjilerini de yoğun olmayan enerjiler olarak sınıflandırabiliriz. Ayrıca kömür, petrol, atom enerjileri hammaddelerinden dolayı tam depo edilebilir; doğalgaz ve su kısmen depo edilebilir; güneģ, rüzgar, gel-git ise depo edilemeyen enerji türlerine girmektedirler (Yavuzcan 1994). 1

15 Günümüzde, üretimin en temel girdisi elektrik enerjisi olup, onu ısınma veya ısıtma amaçlı fosil yakıtlar takip etmektedir. GeçmiĢten günümüze elektrik genellikle hidroelektrik santraller vasıtasıyla üretilmektedir. Arazi yapısı ve nehir potansiyeli uygun olmayan ülkeler ise termik santraller vasıtasıyla elektrik ihtiyacını giderirler. Tüm ülkeler yine ısınma ihtiyacı için kömür, doğalgaz veya petrol kullanmaktadırlar. Diğer taraftan enerji ve yakıt talebi sürekli olarak artmaktadır. Dolayısıyla hidrolik veya termik santraller vasıtasıyla ve kömür veya petrol kullanımıyla enerji talebinin karģılanamaz hale gelmesi kaçınılmaz bir gelecektir. Özellikle kömür ve petrol rezervlerinin sınırlı ve bir gün mutlaka bitecek olması gelecek enerji talebini planlayan enerji projeksiyonlarınca önemle değerlendirilmektedir (Ünalan 2000). Fosil yakıtlar içindeki karbonun havadaki oksijen ile birleģmesiyle CO 2 (tam yanma halinde) veya CO (yarım yanma halinde veya yanma havasının az olması durumunda) gazları ortaya çıkmaktadır. Yine yakıt içerisinde eser miktarda bulunan kurģun, kükürt gibi elementler yanma sıcaklığında oksijen ile birleģerek insan sağlığı açısından önemli tehdit oluģturan bileģikler (SOx,PbO, NOx...) oluģturmaktadır. Bu yanma ürünleri atmosfere bırakılmakta ve atmosfer içerisinde birikmektedir. Fotosentez ve çürüme gibi tabii dönüģümler bu birikime engel olabilse de, aģırı yakıt tüketimi kısa sürede büyük bir birikime neden olmaktadır. Atmosfer içinde biriken yanma gazları güneģ ve yer arasında doğal olmayan bir katman meydana getirmekte, bu katman insan ve bitki hayatı üzerinde negatif etkiye neden olmaktadır. Sera etkisi olarak bilinen bu etki ve buna bağlı olarak insan sağlığı, bugün önemle üzerinde durulan olgulardır. Tabiatın ve tabii değerlerin korunması amaçlı çevreci düģünceler toplumlarda önemini hissettirmektedir. Dolayısıyla endüstrinin veya toplumun enerji talebi düģünülürken, seçilecek enerji türünün çevre ve insana olan etkisi de düģünülmelidir. Ġlave olarak, fosil yakıtların ana maddesi olan karbon endüstrinin en temel malzemesi olan çeliğin de önemli bir elementidir. Gelecek nesillerin sanayisinde üretilecek plastik-sentetik kumaģ, solventler, yağlar, karbon lifli ürünler için de mevcut fosil yakıt kaynaklarının muhafazası gerekir. Kömür rezervlerinin yaklaģık 200 yıl, petrol rezervlerinin yaklaģık 30 yıl dayanacak olması alternatif enerji kaynaklarına olan ihtiyacı daha önemli kılmaktadır (Ünalan 2000). 2

16 1.1 Dünyada Enerji, Yenilenebilir Enerji ve Güneş Enerjisi Anonymous (2009a) raporuna göre Dünya 2006 daki 6.5 milyar nüfustan, yıllık % 1 artıģla, 2030 da 8.2 milyar nüfusa doğru gitmektedir. Dolayısıyla insanlık refah düzeyi için bir gösterge kabul edilen enerji kullanımı da hem bu nüfus artıģı, hem de yeni teknolojilerin ıģığında insan ve toplum davranıģlarındaki değiģimin etkisiyle hızla artmaktadır da TWh olan küresel elektrik üretimi 2015 de TWh e, 2030 da ise TWh e yükselecektir. Son 25 yıl için yıllık bazda enerji kaynaklarına olan talep değiģimine dikkat edilirse petrol (% 1) ve nükleerde (% 0.9) diğer kaynaklara oranla bir talep azlığı vardır. Yenilenebilir enerjide ise yıllık artıģ oranı % 7.2 gibi oldukça yüksek bir değerdedir. Toplam talepte yenilenebilir enerjinin payı hidrolik ve biyokütle ile birlikte 2000 yılında % 0.12 iken 2030 yılında % 0.14 e çıkması beklenmektedir (Çizelge 1.1). Çizelge 1.1 Türe göre gerçekleģen ve beklenen dünya enerji talep artıģı 1980, 2000, 2006, 2015, 2030, , Enerji türü Mtep Mtep Mtep Mtep Mtep %* Kömür Petrol Doğal gaz Nükleer Hidrolik Biyokütle ve atıklar Diğer yenilenebilir Toplam *Ortalama yıllık büyüme Sektörel bazda baktığımızda enerji tüketimindeki en yüksek talep artıģı sanayi sektöründe görünmektedir. Bu sektörde kömür hala öncülüğünü korurken, elektrikteki talep artıģı dikkate değerdir. TaĢımacılık sektöründe ise net bir Ģekilde biyokütle arzı gerekecektir. Tarım ve konut enerji tüketiminde kömüre olan ilginin azalmasının yanında elektrik enerjisini ciddi bir talep artıģı (% 2.3) beklemektedir. Petrol ürünlerinin de daha çok motorlu taģıtlar tarafından tüketildiği düģünüldüğünde tarım ve konut sektöründe enerji tüketiminin elektrik temelli olacağı (elektrikte talep artıģı yıllık % 2.7, kömürde talep düģüģü yıllık % 0.5), dolayısıyla CO 2 salınımında düģüģ beklenebileceği kanaatine 3

17 varılabilir (Çizelge 1.2). Anonymous (2009a) 2006 yılı için tüm dünyada CO 2 emisyonuna sebebiyet veren enerji kullanımının % 2 sinin tarımsal amaçlı kullanılan enerjiden kaynaklandığını açıklamıģtır. Çizelge 1.2 Dünya sektörel enerji tüketimleri ve değiģim oranları (Anonymous 2009a) Sektör / 1980, Enerji kaynağı Mtep 2000, Mtep 2006, Mtep 2015, Mtep 2030, Mtep , %* Sanayi Kömür Petrol Doğal gaz Elektrik Diğer Taşımacılık Petrol Biyo dizel Diğer Konut, hizmet, tarım Kömür Petrol Doğal gaz Elektrik Diğer Toplam *Ortalama yıllık büyüme Anonymous (2009a) raporuna göre tüm dünyada 2006 yılında kurulu bulunan güneģ elektriği gücü 6 GW tır. Bunun büyük kısmı Almanya (2.9 GW), Japonya (1.7 GW) ve ABD (0.6 GW) de bulunmaktadır. Fotovoltaik (FV) $/kw lık fiyat aralığıyla hala en pahalı kurulum maliyetli enerji üretim teknolojisi olmasına karģın bu tutarın 2030 yılında 2600 $/kw a düģmesi beklenmektedir. (http://www.solarbuzz.com/ sbqdata.htm, 2010) araģtırma sitesi ise FV güneģ elektriği kurulu gücünü tüm dünyada 2009 yılı itibariyle 7.5 GW olduğunu hesaplamıģ, 2010 tahminini ise 15.2 GW olarak açıklamıģtır. 4

18 Dünya elektrik üretiminde yenilenebilir kaynakların payı % 18.1 oranındadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrikte en büyük pay % 16 ile hidrolik kaynaklara aittir. Bunu atıklar ve rüzgâr, güneģ, jeotermal, dalga vb kaynaklardan elektrik üretimi izlemektedir (ġekil 1.1). Yenilenebilir enerji günümüzde dünyanın birçok ülkesinde enerji temin güvenliği, enerjinin çeģitlendirilmesi, enerjide ithalat bağımlılığının azaltılması, iklim değiģikliği ile mücadele, istihdam yaratma gibi yararları ile gittikçe daha fazla kullanılmaktadır (Anonim 2009a). ġekil 1.1 Dünya elektrik üretiminde yakıtların payı (Anonim 2009a) Yenilenebilir enerjinin en büyük avantajı, nakil gereksinimi olmaması, dünyanın her yerinden eriģilebiliyor olmasıdır. Üstelik sürdürülebilir olması, iklimi ve çevreyi kirletmemesi, potansiyelinin tüm insanlığın ihtiyacına yetebilir olması diğer avantajlarıdır. Yüksek teorik ve teknik potansiyeline karģın yaygın kullanımı olduğu söylenemez (Çizelge 1.3). 5

19 Çizelge 1.3 Yenilenebilir enerji kullanımı ve potansiyeli (Luque ve Hegedus 2002) Kaynak Halihazır kullanım, EJ Teknik potansiyel, EJ Teorik potansiyel, EJ Hidrolik Biyokütle 50 > GüneĢ 0.1 > Rüzgar Dünya üzerine güneģten gelen 1.73x10 14 kw lık toplam güç, yıllık olarak 1.9x10 14 TEP (ton eģdeğeri petrol) karģılığı 1.5x10 18 kwh lik bir enerji anlamına gelmektedir (ġen 2007) ve bu enerji dünyaya ıģınımlarla ulaģmaktadır. GüneĢin saldığı toplam enerji göz önüne alındığında bu çok küçük bir kesirdir. Ancak bu tutar, dünyada insanoğlunun bugün için kullandığı toplam enerjinin bin katıdır. Dünyaya gelen güneģ enerjisi çeģitli dalga boylarındaki ıģınımlardan oluģur ve güneģ-dünya arasını yaklaģık 8 dakikada aģarak dünyaya ulaģır (ıģınımlar saniyede km lik bir hızla yol alırlar). Havakürenin (atmosfer) dıģına, güneģ ıģınlarına dik bir metrekare alana gelen güneģ enerjisi, güneģ sabiti (I 0 ) olarak adlandırılır ve değeri 1373 W/m 2 dir. Bu değer, tanım gereği, yıl boyunca değiģmez alınabilir. Bu sabit ölçüm yeri, zamanı ve yöntemine göre küçük değiģimler gösterebilir. ġen (2007) güneģ sabitini 1367 W/m 2 olarak vermektedir. Çünkü dünyanın güneģ çevresindeki yörüngesi bir çember olmayıp bir elips olduğundan, yıl boyunca bu değerde % 3.3 lük bir değiģim söz konusudur. Dünya üzerine herhangi bir zamanda gelen ortalama güneģ ıģıması (radyasyonu) değeri ise 340 W/m 2 dir (ġen 2007). Yer yüzeyine gelen ortalama güneģ ıģıması ile enerjinin dağılımı yaklaģık ortalama değerlerle ġekil 1.2 de karakterize edilmiģtir. Dünya ortalaması 4 kwh/m 2 /gün kabul edilir. Ortalama bir hesapla ihtiyaç duyulan enerji için kaç m 2 FV gerektiği, FV veriminin % 10 verimle çalıģtığı esas alınarak hesaplanabilir. Yani her bir m 2 FV modül 0.4 kwh/gün enerji üretmektedir. GeliĢmiĢ ülkelerde kiģi baģı evsel elektrik tüketimi 5 kwh/gün/kiģi, 4 kiģilik bir aile için ise 20 kwh/gün/aile dir. 20 kwh/0.4 kwh/m 2 den yola çıkarak 50 m 2 lik bir FV sistem standart bir ailenin elektrik ihtiyacını karģılamaya yetecektir (Luque ve Hegedus 2002). 6

20 ġekil 1.2 GüneĢ enerji dengesi Uluslararası Enerji Ajansı FV Güç Sistemleri Grubu, 2008 yılında özel ve kamu sektöründe strateji geliģtirenlere, elektrik Ģebekeleri için orta ölçekli planlama yapanlara ve enerji hizmeti üreticilerine, enerji politikaları ve ulusal enerji planlaması yapan devlet adamlarına yardımcı olmak amacıyla 40 W ve üzeri FV sistemlere odaklanan bir rapor yayınlamıģtır (Anonymous 2008). Bu raporda 2007 yılında kurulan FV gücün, bir önceki yıla oranla % 50 büyüyerek 2.26 GW olduğuna ve toplam kurulu FV gücün de, % 73 lük kısmı Almanya ve Ġspanya da olmak üzere, 7.8 GW a ulaģtığına vurgu yapılmıģtır. Kayda giren FV güneģ elektriği üretim tesisleri bağımsız ev, bağımsız ticari, Ģebeke bağlantılı dağıtık ve Ģebeke bağlantılı merkezi tip olmak üzere 4 sınıfta derlenmiģtir. Son dönem kurulan kapasitenin büyük çoğunluğu Ģebeke bağlantılı dağıtık güç üretimi olarak tasarlanmaktadır (Çizelge 1.4). 7

21 Çizelge itibariyle UEA FVGS üyelerinin FV güç kapasiteleri Ülke Bağımsız FV kapasite toplamı, kw ġebeke bağlantılı FV kapasite toplamı, kw Evsel Ticari Dağıtık Merkezi Kurulu toplam FV güç, kw KiĢi baģı Kurulu toplam FV güç, kw/kiģi 2007 de kurulan FV güç, kw 2007 de kurulan Ģebeke bağlantılı FV güç, kw ABD Almanya Avustralya Avusturya Çek Cum Danimarka Fransa Hollanda Ġngiltere Ġspanya Ġsrail Ġsveç Ġtalya Japonya Kanada Kore Meksika Norveç Portekiz Tahmini toplam Türkiye de Enerji, Yenilenebilir Enerji ve Güneş Enerjisi 2008 yılı Türkiye toplam birincil enerji kaynakları arzı Mtep olup bunun kaynaklara göre dağılımları ġekil 1.3 de verilmektedir yılı Türkiye toplam birincil enerji arzının Mtep i (% 9) yenilenebilir enerji kaynaklarından karģılanmaktadır. Ülkemizin orman, bitki ve hayvan atıklarından oluģan biyokütle kaynakları çoğunlukla geleneksel yöntemler kullanılarak enerjiye dönüģtürülmektedir. Bu miktar yıllık birincil enerji arzının % 4.52 sini oluģturmaktadır. Yenilenebilir enerji arzının % ü biyokütle kaynakları, % 32.2 si hidrolik ve jeotermalden elektrik üretimi, % 0.72 si rüzgârdan elektrik üretimi, % 10.8 ini jeotermal ısı ve diğer ısı, % 4.5 ini güneģ-ısı ve % 0.01 ini biyo yakıtlar oluģturmaktadır. Ülkemiz % 75 oranında enerjide dıģa bağımlı durumdadır (Anonim 2009a). Enerji sektöründe hem enerji hammaddesi hem de doğrudan enerji alımı yapmak durumundadır. Hem tüm kalemlerdeki mutlak miktarı hem de toplam ithalat içerisindeki enerjiye düģen pay her geçen yıl artıģ göstermektedir (Çizelge 1.5). 8

22 ġekil yılı Türkiye birincil enerji kaynakları arzı (Anonim 2009a) Çizelge 1.5 Türkiye nin enerji hammaddeleri ve doğrudan enerji ithalatı Maden ve linyit kömürü Ham petrol ve doğal gaz Kok kömürü ve rafine petrol 2003, Mil. $ 2004, Mil. $ 2005, Mil. $ 2006, Mil. $ 2007, Mil. $ 2008, Mil. $ 2009, Mil. $ Enerji ithalatı Toplam ithalat Enerji payı, % ithalat yılında yurtiçi üretimi ile dıģ alımın toplamından dıģ satım çıktıktan sonra kalan Türkiye elektrik enerjisi brüt tüketimi, yıllık % 8.8 artıģ ile 190 Milyar kwh; 2008 yılı için 204 Milyar kwh olarak tahmin edilen brüt elektrik tüketimi, yıl ortalarında ortaya çıkan 9

23 ekonomik durgunluğun etkisi ile azalma eğilimi göstermiģ ve yıl sonunda bir önceki yılın tüketimine göre % 4.3 artıģ göstererek Milyar kwh olarak gerçekleģmiģtir. Türkiye net tüketimi 2007 yılında Milyar kwh, 2008 yılında ise Milyar kwh olmuģtur (Anonim 2009a). Ülkemizde elektrik enerjisi tüketiminin bazı sektörlerle birlikte tarım sektörünü de alacak Ģekilde dağılımı Çizelge 1.6 de verilmiģtir. Yoğun ve mekanizasyon ağırlıklı tarımın yaygınlaģmasıyla tarım sektörünün elektrik tüketimi de artıģ göstermekte, toplam ülke elektrik enerjisi tüketimindeki payı % 3-4 aralığında seyretmektedir. Çizelge 1.6 Türkiye de bazı sektörlerin enerji tüketim seyirleri (Anonim 2008) Sektör 2002, GWh 2003, GWh 2004, GWh 2005, GWh 2006, GWh Konut Demir çelik UlaĢtırma Tarım Diğer Tarımın payı, % Toplam GENSED (GüneĢ Enerjisi Sanayicileri ve Endüstrisi Derneği) in yaptığı enerji araģtırmasına göre Türkiye nin enerji durumu, 2015 beklentisi ve yenilenebilir enerji potansiyeli Ģu Ģekildedir: Enerji üretimi (2009) : 198 TWh Kurulu güç (2009) : 44.3 GW Enerji ihtiyacı (2015) : 380 TWh Olması gereken kurulu güç (2015) : 84 GW 6 yılda ilave kurulacak güç : 39.7 GW Yatırım maliyeti (konvansiyonel) : 130 B$ Rüzgar enerjisi potansiyeli : 400 TWh/yıl 10

24 Jeotermal enerjisi potansiyeli : 16 TWh/yıl Biokütle enerjisi potansiyeli : 1.58 TWh/yıl GüneĢ enerjisi potansiyeli : 500 TWh/yıl Hidro enerjisi potansiyeli : TWh/yıl GüneĢ santrali enerji üretimi : 350 GW EĢdeğer kömür santrali üretimi : 74 GW Türkiye de rüzgâr enerjisi baģta olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretimi, 4628 Sayılı Elektrik Piyasası Kanunu, 5346 Sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına ĠliĢkin Kanun ve ikincil mevzuat kapsamında teģvik edilmektedir sayılı Kanun ile YEK belgesine sahip üretim lisansı sahibi tüzel kiģinin yenilenebilir enerji kaynaklarından ürettiği elektrik enerjisi için alım zorunluluğu ile birleģtirilmiģ sabit fiyat sistemi uygulaması getirilmiģ ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Kanunu nda satın alma fiyatı için alt ve üst sınırlar belirlenmiģtir. Ancak yenilenebilir enerji kaynakları türleri ve kullanılan teknolojiler arasında satın alma fiyatları açısından bir farklılığa gidilmemiģtir. Bunun yanında yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı kurulu gücü en fazla 500 kw olan üretim tesisleri Ģirket kurma ve lisans alma yükümlülüğünden muaftırlar (Anonim 2009a). Elektrik Enerjisi Piyasası ve Arz Güvenliği Strateji Belgesi nin Elektrik Üretimi GeliĢimi ve 2023 Yılı Ġçin Hedefler kısmında yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payının asgari % 30 olacağı planlanmaktadır. GüneĢ enerjisi için % veya miktar cinsinden hedef konulmamakla birlikte, ülke potansiyelinin azami ölçüde değerlendirilmesinin sağlanması, teknolojik geliģmelerin takip edilmesi ve uygulanması, elektrik üretimini özendirmek üzere yasal çerçevenin güçlendirilmesi kararlaģtırılmıģ ve kamuoyuna duyurulmuģtur (Anonim 2009b). DMĠ (Devlet Meteoroloji ĠĢleri Genel Müdürlüğü) ve EĠE (Elektrik ĠĢleri Etüd Ġdaresi Genel Müdürlüğü) nin 1983 yılında 1973 petrol krizinden sonra tüm dünyada baģlayan alternatif enerji kaynaklarını araģtırmaya yönelik çalıģmalar doğrultusunda tespit etmeye çalıģtığı güneģ enerjisi potansiyeli, aylık olarak birim alana gelen enerji miktarını zamanın koģullarına göre birim zamanda birim alana gelen kilokalori (kcal/cm 2 -ay) cinsinden 11

25 vermektedir. Günümüzde özellikle elektrikten bahsedilirken kwh birimini kullanmak daha uygun olmaktır. Kalori birimi daha çok beslenme sektöründe kullanılır olmuģtur. Bu sebeple veriler kwh birimine dönüģtürülmüģtür (Çizelge 1.7). Coğrafi bölgeler bazında güneģlenme süreleri ve güneģ ıģıması Ģiddetleri Çizelge 1.8 de verilmiģtir. Karadeniz Bölgesi en düģük güneģlenme süresi ve güneģ ıģımasına maruz kalırken, Güneydoğu Anadolu Bölgesi en yüksek güneģlenme süresi ve güneģ ıģımasına sahiptir (Anonim 1983). Çizelge 1.7 Türkiye'nin aylık ortalama güneģ enerjisi potansiyeli (Anonim 1983) Aylar Aylık toplam güneģ enerjisi (kcal/cm 2 -ay) (kwh/m 2 -ay) GüneĢlenme süresi (Saat/ay) Ocak ġubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Toplam Ortalama cal/cm 2 -gün 3.6 kwh/m 2 -gün 7.2 saat/gün Çizelge 1.8 Türkiye coğrafi bölgeler güneģlenme süresi ve güneģ ıģıması Bölge Toplam güneģ enerjisi, kwh/m 2 -yıl GüneĢlenme süresi, Saat/yıl Güneydoğu Anadolu Akdeniz Doğu Anadolu Ġç Anadolu Ege Marmara Karadeniz

26 1.3 Tarımda Enerji Tarım, üretim ve değerlendirmeye iliģkin bir sektördür. Bu kesimde tarımsal faaliyet yapılırken çeģitli teknik araçlardan yararlanılır. Bunlar birincil ve ikincil enerjileri mekanik enerjiye dönüģtüren termik ve elektrik motorları gibi güç makinaları ve bağlantı düzenleri yardımıyla güç makinalarından enerji alan, aldıkları bu enerjiyle iģ yapan, direngen makinalar adı da verilen sulama, tarımsal savaģım, hasat ve harman, yem hazırlama gibi iģ makinalarıdır. Tarım sektöründe, iģ makinalarına mekanik enerji sağlayan güç makinaları elektrik, yakıt, kömür, benzin, dizel, doğalgaz, LPG ve biyokütle gibi doğrudan enerjiler ile insan iģ gücü, hayvan iģ gücü, makine, gübre, ilaç, tohum üretimi ve su temini gibi dolaylı enerjileri kullanırlar (Yavuzcan 1994). Tarımsal faaliyetler için yenilenebilir enerji kaynaklarından hangi tarımsal faaliyette yararlanılabileceğinin özeti Çizelge 1.9 da sunulmuģtur. Tarımsal üretimde enerji girdisinin miktar olarak en aza indirilmesi çabalarından önce, enerjinin verimli kullanılması, kayıpların giderilmesi, enerji tasarrufu yöntemlerinin iģler hale getirilmesi öncelikli olarak değerlendirilmelidir. Tarımda enerji kullanım etkinliğinin artırılabilmesi için: ĠĢletmelerin mekanizasyon alt yapısı için enerji verimliliği yüksek olan teknolojilerden yararlanılmalıdır. Güç kaynağına uygun kapasitede alet ve donanım kullanılmalıdır. ĠĢletme için gerekli güç optimizasyonu sağlanmalıdır. Tarım alet ve makinaları tam yükte ve verimli olarak çalıģtırılmalıdır. Isıtma, soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında ısı transferi açısından etkinlik artırılmalıdır. Isı yalıtımı standartlara uygun olarak yapılmalıdır. Isı üreten, dağıtan ve kullanan tüm üniteler etkin bir Ģekilde yalıtılarak, ısı kayıpları en aza indirilmelidir. Atık ısı geri kazanımı uygulamaları yaygınlaģtırılmalıdır. Elektriksel güç tüketiminde kayıplar önlenmelidir. Elektriğin iģ ve ısıya dönüģümlerinde etkinlik artırılmalıdır. Otomatik kontrol uygulamaları ile insan faktörü en aza indirilmelidir 13

27 Çizelge 1.9 Tarımda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı (Öztürk 2005) Yenilenebilir Enerji Kaynağı GüneĢ Enerjisi Jeotermal Enerji Biyokütle Enerjisi Rüzgar Enerjisi Teknoloji Uygulama Alanı Gereksinimler Yararları Aydınlatma Fotovoltaik Ortam ısıtma Ortam ısıtma/toplaç Su ısıtma Jeotermal ısı pompası Biyoenerji yakıtları Rüzgar türbini Doğal aydınlatma Elektrik üretimi Ortam ısıtma Ön ısıtma ve ısıtma Sıcak su Sera ısıtma Hayvan barınakları Balık çiftlikleri Toprak ısıtma Ürün kurutma Mantar üretimi Toprak ıslahı Elektrik üretimi Ortam ısıtma ve soğutma Su ısıtma ve soğutma Biyodizel yakıtı Elektrik üretimi Mekanik güç Hidrolik Enerji Hidroelektrik Elektrik üretimi Tarımsal yapılar doğal aydınlatmaya uygun olarak tasarlanmalıdır. GüneĢ ıģınımı engellenmemelidir. Zeminden ısıtma yapmak gereklidir. Duvarların güneģ görmesi gerekir. GüneĢ ıģınımı engellenmemelidir. Yatay veya düģey kuyular için yer gereklidir. Jeotermal akıģkanın kimyasal yapısı önemlidir. Tarım ve orman atıklarından sürekli olarak sağlanılan organik materyal gereklidir. Belirli hızda esen rüzgar gereklidir. Güvenilir su akımı gereklidir. Aydınlatma giderleri azalır. Üretim artıģı sağlanır. Elektrik gereksinimi karģılanır. Bina tasarımına veya çatıya yerleģtirilebilir. YaĢam koģulları iyileģir. Hava kalitesi iyileģir. Sıcak su gereksinimi karģılanır. Isı değiģtiriciler ile yapılan ısıtma ve soğutma uygulamalarında yaģam koģulları iyileģir. Atık kontrolü sağlanır. Çevreye olan olumsuz etkiler önlenir. ĠĢletme giderleri azalır. Yedek güç sağlanır. GeliĢen teknoloji ile birlikte enerji birim maliyetleri düģmektedir. DıĢa bağımı değildir. Çevre dostudur. Yapılan yatırım sadece enerji için değil sulama ve taģkın amaçlı kullanılabilir. 1.4 Güneş Enerjisi ve Potansiyeli SanayileĢme ile birlikte artan enerji talebi ile geleneksel kaynaklardaki kısıtlı ve çevreye zarar veren enerji arzı yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgiyi artırmıģtır. GüneĢ bazlı rüzgâr, dalga, biyokütle, jeotermal gibi yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanabilmenin temel koģulu mevcut potansiyelin doğru bir Ģekilde belirlenmesidir. GüneĢ enerjisinin kullanılabilir Ģekle dönüģtürülmesi için gerekli dönüģtürücülerin teknik 14

28 özellikleri ve fiziksel büyüklükleri ve bu enerji kaynağının ilgili bölge için yıl boyu gerçekçi sayısal ifadesinin yapılması Ģarttır. GüneĢ enerjisinin zaman boyutundaki sayısal büyüklüğünün söylenebilmesi için tahmin yöntemleri, uydudan uzaktan eriģim, coğrafi bilgi sistemleri, modelleme, hesaplama ve doğrudan ölçüm yöntemlerinden en az birisine ihtiyaç vardır. TartıĢılmaz bir gerçektir ki hiçbir tahmin yöntemi gerçek ölçümlerin yerini tutamayacaktır. Ölçüm haricinde geliģtirilen yöntemler, gözlem ve ölçümün doğrudan yapılamayacağı Ģartlarda bilgi ihtiyacını karģılamaya yöneliktir. Tüm tahmin yöntemleri ya istatistiki hesaplamalar gibi eski ölçümlere, ya Angström formülasyonu gibi anlık fakat farklı bir değiģkene ait ölçüme, ya uydu verilerinin gerçek ölçümlerle sağlaması yapılmıģ görüntü iģleme tekniklerine ya da coğrafi bilgi sistemleri gibi önceden tanımlanmıģ algoritmalara dayanmaktadır. DMT (Dünya Meteoroloji TeĢkilatı) 8 sayılı rehberinde meteorolojik değiģkenleri, ölçüm yöntemlerini, ölçüm aralığını, birimleri ve kullanılacak hesaplamaları tarif etmiģtir. GüneĢlenme ölçümleri kapsamında meteorolojik olarak güneģlenme süresi, doğrudan ıģıma, yayınık ıģıma, albedo ve toplam güneģ ıģıması değiģkenlerinin ölçülmesini salık vermiģtir. Tüm bu ıģıma ölçümleri yer yüzeyine paralel bir düzleme gelen güneģ ıģınım (irradiance) Ģiddetini ölçme ilkesine dayanmaktadır. Toplam güneģ ıģıması değiģkeni güneģten hiç bir engele maruz kalmadan gelen doğrudan ıģınım ve atmosferde muhtelif unsurlarca yansıyan yayınık ıģınımın bir toplamıdır. Yatay yüzey kastedildiği için yeryüzünden tekrar gökyüzüne yansıtılan albedo (aklık) ıģıması bu toplam içerisinde yer almaz. GüneĢlenme süresinin doğrudan ölçümü küresel bir cihaz olan helyograflar vasıtasıyla, güneģin üzerinde saat aralıkları bulunan grafik kağıdına cam küre mercekle odaklanması sonucunda yakmasıyla ölçülmektedir. IĢıma yani radyasyon ölçümleri ise genel anlamda radyometre denen ıģınölçerlerle yapılır. Mekanik olarak çalıģan ıģınölçerlere aktinometre veya kayıt edicili manasına, aktinograf; elektronik olarak çalıģanına ise piranometre veya pirhelyometre isimleri verilir. Mekanik aktinograflar cal/cm 2 -dakika cinsinden enerji ölçümü yaparken, elektronik radyometreler W/m 2 cinsinden güneģ ıģınım Ģiddetini birim alana gelen ıģınım gücü olarak ölçerler. Yine DMT nın tavsiyesi doğrultusunda en az 120 W/m 2 ıģınım gücünün ölçülebildiği an, güneģlenme gerçekleģmiģ sonucuna varılır ve bu Ģiddetin görüldüğü zaman aralığı sayılarak günlük güneģlenme süresi dakika veya saat 15

29 olarak ifade edilir. Piranometre her ne kadar toplam güneģ ıģımasını ölçüyor olsa da, doğrudan güneģ ıģımasını sürekli engelleyecek bir çember ile çevrilen piranometreler sadece yayınık ıģımayı ölçerler ve pirhelyometre olarak adlandırılırlar. Ülkemizde güneģlenme süresi ve güneģ ıģıması ölçüm ve rasatları 1936 yılında yapılmaya baģlanmıģtır (Anonim 1983). Meteoroloji istasyonlarında düzenli olarak yapılan güneģ ıģınımı, güneģlenme süresi ve bulut kapalılığı gözlem ve ölçümleri yapılmaktadır. Bu rasatlarla birlikte geçmiģte gözlemi ve ölçümü yapılan bulanıklık (turbidity) verisi rasatlarını, DMT yeterli doğrulukta bulmadığı için, daha doğru bir yöntem veya ölçüm tekniği geliģtirilene kadar durdurmuģtur (Alnaser vd. 2004). Her hangi bir noktadaki güneģ enerjisi potansiyeli, aklık dahil, genel olarak yüzeyin tipi, yüzeyin güneģe olan geometrik açısal durumu, güneģ ıģımasının tayfsal (spectral) dağılımı gibi topografik ve morfolojik etkenlere bağlıdır (ġen 2007). GüneĢ tayfı (spectrumu) (ġekil 1.4), mutlak hava kütlesi (absolute air mass), yoğuģabilir su içeriği (precipitable water content), bulanıklık, bulutlar, atmosferdeki partiküllerin dağılımı, partiküllerin cinsi ve yerden yansıma gibi faktörlerden etkilenir (Myers ve Emery 2002). ġekil 1.4 Elektromanyetik tayf 16

30 Yeryüzünün herhangi bir noktasında, yılın herhangi bir günü ve günün herhangi bir zamanında güneģin gökyüzündeki yerini söyleyebilmek için yön (azimuth, A), yükseklik (altitude, α) ve geliģ açısı (zenit, z) değerlerini bilmek gerekir (ġekil 1.5). Pusula derecelendirmesinden ayrı olarak güneģ yolunu hesaplarken güney 0 kabul edilir. Doğuya gidiģ +, batıya gidiģ derecelerle ifade edilmektedir. Yükseklik açısı ise güneģin dünya üzerinde düz bir yüzeyde ufka olan açısıdır ve güneģin doğuģ ve batıģ anında 0 dir. FV sistemlerin kurulumunda gölgeleme etkisini hesaplamak için bu zaman boyutundaki açısal değerlerden faydalanılır. GüneĢin tam güney doğrultulu ve gün içerisinde gökyüzünde en yüksek noktada olduğu güneģ öğlesi (solar noon) ise sanıldığının aksine 12:00 değil, yerel olarak güneģ doğuģ ve batıģ zamanlarının tam orta noktasıdır (Anonymous 2009b). Bu açılara ek olarak, saat açısından bahsedilebilir. GüneĢ doğudan batıya doğru 15 derece/saat ( derece/gün) hızla hareket etmektedir. GüneĢ öğlesinde saat açısı 0 derecedir ve o gün için gökyüzündeki en yüksek noktadadır. Bir baģka deyiģle, öğleden önce saat ve azimut açıları eksi değerliklidir. GüneĢin ekvatora yaptığı deklinasyon açısından, daha çok uzay araģtırmalarında faydalanılır. GüneĢ öğlesinde ekvator üzerine güneģin dik geldiği an, deklinasyon açısı 0 dır ve bu durum ilkbahar ile sonbaharın ilk günlerinde meydana gelir (Messenger vd. 2007). ġekil 1.5 Yön (A), yükseklik (h) ve geliģ (z) açılarının gösterimi 17

31 GüneĢ ıģığının yoğunluğu veya birim alana gelen güneģ gücü miktarı ıģınım (irradiance yada radiant flux) olarak ifade edilir ve birimi W/m 2 dir. Yazın güneģin dik geldiği anda deniz seviyesinde yeryüzüne ulaģan ıģınım 1000 W/m 2 dir. Bu ıģınım tam güneģ yada tepe güneģ olarak adlandırılır ve FV modül değerlendirmesinde ve denemelerinde standart olarak kullanılır (Anonymous 2009b). Yer yüzeyine gelen küresel güneģ ıģıması (global solar radiation) ile dünya dıģı güneģ ıģıması (extraterrestrial radiation) arasındaki iliģki atmosferik Ģeffaflık (transparency) ölçütünü verir ve berraklık indeksi (clearness index) olarak adlandırılır. Berraklık indeksi sadece güneģ ıģımasının atmosferde katettiği, hava kütlesi (air mass) olarak tanımlanan fiziksel yolla ilgili değil, aynı zamanda atmosferin gaz bileģimi ve bulutluluğuyla da ilgilidir. Bir yerin güneģ iklimini doğru karakterize edebilmek için berraklık indeksinden yararlanılır. Bu özellik eğimi belli bir yüzeye muhtemel gelecek güneģ ıģıması tahminine temel teģkil etmektedir. FV modüller yatay düzleme belli bir açıyla yerleģtirildikleri için, modül yüzeyine gelecek ıģıma meteorolojik ölçümlerin hesaplamaya tabi tutulmasıyla elde edilir (Luque ve Hegedus 2002). GüneĢ enerjisinden yüksek verimli faydalanabilmek için belirtilen yeri ve zaman aralığını temsil edecek doğru ve uygun güneģ enerjisi bilgisine ihtiyaç vardır. GeçmiĢ döneme ait uzun süreli günlük ve hatta saatlik bazdaki güneģ ıģıması ölçümlerinden elde edilen ortalamalar özellikle bağımsız FV sistem tasarımında uzun dönem için doğru bir öngörü sağlar. FV güneģ elektriği üretim sistemlerinin boyutlandırılmasında, enerji üretim tahmininde, gölgeleme etkisinin belirlenmesinde, eğim açısı optimizasyonunda da bu saatlik veya günlük güneģ ıģıması ölçümleri esas teģkil etmektedir (Luque ve Hegedus 2002). Her güneģ enerjisi uygulaması, kendine has güneģ ıģıması elemanının ölçüm ve bilgisinden yararlanır. Bu elemanların en kabul görmüģleri Ģunlardır: Aylık olarak günlük güneģlenme süresi ortalaması ve yıl içerisindeki seyri. Aylık olarak günlük küresel toplam güneģ ıģıması ortalaması ve yıl içerisindeki seyri. Aylık olarak günlük yayınık güneģ ıģıması ortalaması ve yıl içerisindeki seyri. Aylık olarak günlük doğrudan güneģ ıģıması ortalaması ve yıl içerisindeki seyri (Alnaser vd. 2004). 18

32 GüneĢ enerjisi potansiyelinden kapsamlı Ģekilde söz edebilmek için teorik, saha, teknik ve ekonomik potansiyellerini incelemek gerekir. Teorik güneģ enerjisi potansiyeli dünya üzerindeki bir noktanın enlem ve boylamına, yılın gününe ve günün saatine bağlı olarak değiģir. IĢınımsal akıģ yeryüzüne ulaģana kadar atmosferde maruz kaldığı yansıma, saçılma ve emilmelerden dolayı kayıplara uğrar. Gelen ıģınımın yansıtılarak uzaya tekrar gönderilen kısmına albedo denir. Küresel ortalaması yaklaģık % oranındadır (ġen 2007). Teorik güneģ enerjisi potansiyeli, arazi kullanım kısıtları, dönüģüm verimliliği, depolama gereksinimi gibi konulardan bağımsızdır (Luque ve Hegedus 2002). Coğrafik veya bölgesel potansiyel olarak da bilinen saha güneģ enerjisi potansiyeli, yerel koģullara göre FV sistem kurulumuna uygun karasal yüzey üzerine gelen yıllık güneģ ıģımasını kwh y -1 birimiyle ifade eder. Teknik güneģ enerjisi potansiyeli, güneģ enerjisinin saha potansiyelinin elektrik enerjisine dönüģtürülmesi sırasında oluģan kayıplardan sonraki halini kwh y -1 birimiyle yıllık olarak verir. Ekonomik güneģ enerjisi potansiyeli ise güneģ enerjisinin teknik potansiyelinin, mevcut yatırım ve iģletim durumları gözetilerek ekonomik olarak elektrik enerjisi üretilebilecek kısmı için kullanılır. Ayrıca ekonomik güneģ enerisi potansiyelinin büyük kısmını oluģturan yatırım finansmanı, altyapı, estetik kaygılar, mevzuat desteği ve kısıtlardan ibaret olan bir uygulama güneģ enerjisi potansiyelinden de bahsedilebilir (Hoogwijk 2004). 1.5 Güneş Enerjisi Türevleri GüneĢ ıģınları atmosfere girdikten sonra bir kısmı doğrudan yeryüzüne ulaģırken kalan kısmı emilme, yansıma ve sıçramalara maruz kalır ve enerji dönüģümleri doğal olarak baģlar. Bugün yenilenebilir olarak tanımladığımız enerji türlerinin tamamının kökeni güneģtir. BeĢeri hayatla birlikte ilkel yollarla, çağımızda ise teknolojik müdahalelerle ıģın enerjisinden, ısı ve elektrik enerjisine dönüģtürülerek yararlanılır (ġekil 1.6). 19

33 ġekil 1.6 GüneĢ enerjisi dağılımı ve kullanımı (ġen 2007) GüneĢ enerjisi ısı enerjisine ve yarı iletkenler kullanılarak doğrudan elektrik enerjisine dönüģtürülebilir. Isıya dönüģtürerek yararlanma alanları sıcaklık sınırlarına göre üç bölüme ayrılır: DüĢük sıcaklıklarda: 150 C den düģük sıcaklıklar o Kullanma suyunun ısıtılması o Bina ısıtma ve havalandırma o Tarımda ürün kurutma, seracılık o Su damıtımı, tuz üretimi Orta sıcaklıklarda: 600 C ye kadar olan sıcaklıklar o Sulama için su pompaları o Küçük motorlar, güneģ tencereleri o Buhar jeneratörüyle elektrik üretimi 20

34 Yüksek sıcaklarda: 600 C nin üzeri sıcaklıklar o GüneĢ fırınları o Elektrik eldesi o Madde ayrıģtırılması o Egzotik (yabancıl) maddeler yapımı, seramikler. 1.6 Güneş Elektriği Gün elektrik, güneģ elektriği, fotovoltaik ve FV birbirlerinin yerine ve diğerlerine gönderme yapılmaksızın kullanılabilmektedir. Fotovoltaik Yunanca ıģık veya ıģın anlamına gelen photo ve gerilimin birimi olan volt kelimelerinden türetilmiģtir. Fotovoltaik güç teknolojisi birkaç santimetrekare büyüklüğündeki yarı iletken hücreler (dilim (wafer)) kullanır. Her bir hücre yaklaģık 1 W gücündedir. Hücre temel anlamda üst yüzeye yakın pozisyonda yerleģtirilmiģ geniģ yüzey alanlı p-n diyotudur. GüneĢ ıģığı bu maddeler tarafından emildiğinde elektronlar atomlarından ayrılarak madde içerisinde serbest kalırlar. Serbest kalan elektronlar bağlantı bölgesinde potansiyel bir fark yaratıp, elektrik alanı altında hızlandırılırlar ve harici bir devreye doğru akım olarak gönderilirler. IĢığın bu Ģekilde elektriğe dönüģmesine fotovoltaik etki adı verilir (ġekil 1.7). Fotovoltaik etki sonucunda ortaya çıkan bu güç doğrultularak elektriğe dönüģtürülür. Fotonların elektriğe dönüģtürülemeyen gücü hücrenin sıcaklığı için ısı enerjisi açığa çıkarır. Bu bilgi ıģığında FV hücrenin aģırı ısınması enerji dönüģüm veriminde kayıp olduğunun bir göstergesi olarak değerlendirilebilir. 21

35 ġekil 1.7 Fotovoltaik etki (Patel 1999) FV hücreler silisyum (Si) galyum arsenit (GaAs), bakır indiyum diselenit (CIS) ve kadmiyum tellür (CdTe) bileģikleri gibi belli bazı yarıiletkenler ve elementlerden üretilmektedirler (Messenger vd. 2007). Piyasa Ģartlarında yaygın olarak kullanılan tüm FV lerin % 90 kadarı silisyum üretimidir. Silisyum tabiatta asla serbest halde bulunmamasına karģın oksijenden sonra gezegenimizde en bol bulunan elementtir (ġekil 1.8). ġekil 1.8 Silisyum FV zinciri (Luque ve Hegedus 2002) 22

36 Birden fazla hücrenin korunaklı bir yapı içerisinde seri ve paralel devreler olarak bağlanmasıyla ihtiyaç duyulan gücü üretebilecek modüller (panel) elde edilir (Patel 1999). Modüllerin paralel ve seri bağlanmasıyla dizeler (array) oluģturulur (ġekil 1.9). ġekil 1.9 Hücreler modülü, modüller dizeyi oluģturur (Patel 1999) Çoğu FV sistem 0.1 m 2 yüzey alanda 5-10 W güç üretir. Bu güç farklı teknoloji çeģitliliğine ve farklı FV ürün verimliliğine bağlı olarak değiģebilir. Tipik bir 2 kw FV sistem m 2 serbest alana gereksinim duyar (Anonymous 2001). Genel kabul olarak FV hücreler, V luk bir açık-devre gerilimini üretebilmesi ve 12 V luk bir aküyü doldurabilmesi amacıyla genellikle her biri 0.5 V gerilim üretebilen (çalıģma Ģartlarında toplam 15 V) seri bağlanmıģ 36 veya 72 lik seri diziler halinde gruplandırılırlar larda W gücünde modüller üretilirken günümüzde W gücündeki modüller daha yaygınlaģmıģtır (Anonymous 2009b). Bir FV dizinin ağırlığı kg/m 2 kadardır (Anonymous 2001). Fotovoltaik sistemler en fazla silisyum ağırlıklı tek kristalli (mono-crystalline), çoklu kristal (polycrystalline) ve son yıllarda amorf kristal ince film (thin film veya amorphous-crystalline) teknolojileriyle elektrik enerjisi üretmektedirler. Tek kristalli yapıdaki hücreler mükemmel bir kristal yapıya, yüksek saflığa ve dolayısıyla en yüksek verime sahiptirler. Ancak bu hücrelerin oluģturulması için çok yüksek sıcaklık gerektiğinden maliyetleri de yüksek olmaktadır. Çok kristalli yapıdaki hücre dilimleri 23

37 dökme metoduyla, eriyik haldeki silisyumun bir kalıba dökülmesiyle üretilirler. Dökme iģi maliyeti düģürür ancak kristal yapıdaki mükemmellikten uzaklaģıldığı için verim de düģmektedir. Amorf silisyum ve ince film hücreler kolay çökme ve bağlanma, inģaat malzemelerine ve çerçevesine kolay yerleģme, kütle üretiminin kolay oluģu ve geniģ uygulamalara yüksek uyumluluk gibi bir çok avantaja sahiptirler. Ancak diğer kristal yapıdaki hücrelere göre verimlilikleri düģüktür (Soto 2004). Fotovoltaik hücrenin çıkıģ gücü, ıģık yoğunluğu, hücre sıcaklığı, panel yerleģimi ve ebatıyla doğrudan ilintilidir. IĢık yoğunluğu daha çok akım üretimini etkilerken, hücre sıcaklığı gerilim üretiminde öncelikle etkilidir. Hücre sıcaklığı arttıkça üretilen akım aynı kalmasına karģın gerilim üretimi düģer, dolayısıyla çıkıģ gücü azalır (Soto 2004). Modül herhangi bir yüke bağlı olmadığında (akım vermediğinde) açık-devre gerilimi oluģur. Eğer modüller seri bağlanırsa, akülerde olduğu gibi, gerilimler toplanır ve istenilen gerilim seviyesine ulaģana kadar seri bağlanan modül sayısı arttırılır. Eğer modüller paralel bağlanırsa, yine akülerde olduğu gibi, istenilen akım seviyesine eriģilene kadar paralel bağlanan modül sayısı arttırılır (Anonymous 2009b). Bölgesel Ģartlar ve iklim değiģkenleri FV elektrik üretimine doğrudan etki eden güneģlenme Ģiddetini açık Ģekilde etkilemektedir (Paatero ve Lund 2006). FV modüller, doğrudan güneģ ıģımasıyla beraber bulutların da ıģınları yansıtmasıyla bulutlu bir günde, güneģli bir güne göre beklenen değerin üzerinde bir üretim yapabilirler (Paatero 2009). Panel yönelimi (orientation), toplam ıģıma, tayfsal ıģıma, rüzgar hızı, hava sıcaklığı, topraklama ve sistemle ilgili diğer kayıplar FV sistem çıkıģ performansına etki eden unsurlardır. FV Hücre sıcaklığı, modül doğrudan güneģ ıģığına maruz kaldığında ortam sıcaklığından derece daha yüksek sıcaklıkta olabilir (Luque ve Hegedus 2002). FV bir modülde akım ve gerilim modülün sıcaklığına bağlı olarak değiģkenlik gösterir. FV modül çıkıģ gerilimi panel sıcaklığı düģtükçe artarken, modül çıkıģ akımı ıģınım ile doğru orantılı artar. Kristal yapılı FV modüller sıcaklık arttıkça akım çok az artarken gerilim yaklaģık her bir derece için % 0.4 düģer. Dolayısıyla FV modüller en düģük sıcaklıkta en yüksek gerilim ve gücü üretirler (Anonymous 2009b). Sıcaklıkla modül veriminin düģüģüne karģılık rüzgar etkisiyle modüllerin serinlemesi dolayısıyla verimdeki artıģ bir arada değerlendirildiğinde her iki etki de hesaplamalarda ihmal edilebilir (Hoogwijk 2004). 24

38 Hücre elektrik performansını açıklarken kullanılan en önemli ve yaygın iki değiģken açık devre gerilimi (open-circuit voltage, V oc ) ve kısa devre akımı (short circuit current, I sc ) dır. Akım-gerilim (I-V) grafiği de hücrenin elektriksel karakteristiğini gösterir (ġekil 1.10) (Patel 1999). Ġdeal bir güneģ hücresinin kısa devre akımı ve açık devre gerilimi olabildiğince yüksek ve doluluk çarpanı (fill factor) olabildiğince 1 e yakın olmalıdır. FV panel verimi ise FV çıkıģ gücünün, FV panel alanının panel yüzeyine gelen toplam güneģ ıģımasıyla çarpımına oranıdır (Luque ve Hegedus 2002). Bunun yanında FV paneller birbirleriyle kıyaslanabilmeleri adına standart anma koģullarındaki en yüksek güç, kısa devre akımı, açık devre gerilimi, en yüksek güç noktasındaki akım ve gerilim grafiği, normal iģletim FV hücre sıcaklığı (NOCT) ve kısa devre akımı ile açık devre gerilimi için sıcaklık katsayılarından (ġekil 1.11) yararlanılır (Soto 2004). ġekil 1.10 Bir hücrenin örnek akım-gerilim grafiği 25

39 ġekil 1.11 Tipik bir FV modül etiketi (Brooks 2009) FV modül maliyeti evrensel kıyaslamalar yapılabilmesi açısından birim en yüksek güç (peak Watts) baģına para birimi (TL) yani TL/Wp olarak ifade edilmektedir. En yüksek FV güç ise yeryüzünde deniz seviyesinde herhangi bir noktaya güneģin ıģınlarının kesintisiz geldiği açık bir günde FV modülün elektrik enerjisi üretebilme gücünü ifade etmektedir. En yüksek FV güç, standart deney Ģartları (SDġ) (standard test conditions, STC) olan 25 C sıcaklık, 1000 W/m 2 ıģınım ve 1.5 hava kütlesi (AM 1.5) Ģartlarında hesaplanır ve FV modüllerin kapasitesini anlatır. Hava kütlesi, atmosferdeki emilimin, yeryüzüne ulaģan güneģ ıģınımının yoğunluğu ve tayfsal içeriğine etkisinin ölçümüdür (Hava kütlesi = 1/cos θ (ıģıma açısı)). Göreceli olarak optik hava kütlesi barometrik basınçla çarpılıp deniz seviyesi basıncına bölünmek suretiyle doğrulanır. Atmosfer dıģında hava basıncı değerleri sıfır olduğundan, mutlak hava kütlesi sürekli sıfırdır. FV modül değerlendirmesi ve denemelerinde standart kabul edilen deney Ģartlarından biri olan hava kütlesi, Florida-Cape Canaveral da güneģ öğlesinde 21 Mart tarihinde yeryüzüne ulaģan güneģ ıģığının kat ettiği atmosfer miktarıdır ve AM 1.5 Ģeklinde ifade edilmektedir (Anonymous 2009b). 26

40 1.7 Türkiye de Güneş Elektriği Fotovoltaik sistemler müstakil konut, toplu konut, alıģveriģ merkezi, spor tesisi, endüstriyel iģletme, enerji santrali ve tarımsal iģletmelerde elektrik ihtiyacının tamamı veya bir kısmının karģılanması; Ģebekedeki arıza, kesinti ve gerilim dalgalanmalarından etkilenmemesi; enerji üretip elektrik dağıtım Ģirketlerine ticari olarak satmak amacıyla kurulmaktadır. Ülkemizde FV güneģ elektriği sistemleri, çoğunluğu Orman Gözetleme Kuleleri, Türk Telekom haberleģme istasyonları, deniz fenerleri, üniversite ve kurumlar baģta olmak üzere bazı yerlerde küçük güçlerin karģılanmasında ve araģtırma amaçlı, otoyol ve park aydınlatmasında, su pompalama ve su arıtma sistemlerinde küçük güçlerde çatılarda veya binaya tümleģik (BIPV) olarak kullanılmaktadır. Halen kullanılmakta olan güneģ pili sistemlerin toplam kapasitesi 3000 kw tır (Anonim 2009a). Binaya tümleģik Ģebeke bağlantılı güneģ elektriği uygulamaları küçük ölçekte bazı sistemlerde kullanılmakta olup bu sistemlerin toplam gücü yaklaģık 1500 kw tır. FV güneģ elektriği sistemleri uygulamaları: Toyota Türkiye Sakarya Fabrikası giriģinde (14 kw lık Ģebeke bağlantılı sistem, 176 adet x 80 W FV panel), Muğla Üniversitesi Rektörlük Binası cephe kaplaması (40 kwp, 210 adet 140 Wp, 10 adet 75 Wp binada, 64 Wp kulelerde), Muğla Üniversitesi YerleĢkesinde (Toplam 94 kwp güç ile elektrik enerjisi ihtiyacının % 3.5 i karģılanmaktadır), Türk Telekom un toplam 28 değiģik ildeki 324 SDH merkezinde (Toplam 300 kw gücünde güneģ enerjili sistem), Cep telefonu Ģebekesi aktarım istasyonlarında (ÇeĢme GSM istasyonu vb), DMĠ havza yağıģ ve kar ölçüm istasyonlarında (Anonim 2009a) aktif olarak kullanılmaktadır. 27

41 1.8 Fotovoltaik Güneş Elektriği Sistemleri FV aygıtların en büyük avantajı Ģebekeden bağımsız olarak microvat tan megavat a kadar geniģ bir yelpazede elektrik üretebilecek Ģekilde kullanılabilmeleridir (Messenger vd. 2007). Alternatif akım elektriği sağlayan güneģ elektriği üretim sistemleri daha çok bağımsız (özerk), ters besleme, Ģebeke bağlantılı, adalı, ayrık ve Ģebeke dıģı iģletim olarak yaygınlaģmıģlardır (Ongun vd. 2009). Kurulu güç olarak Ģebeke bağlantılı sistemler enerji depolama gereksinimi olmadığından dolayı daha büyük çapta kurulabilmektedirler. Sistemi oluģturan donanım setleri ise Ģebekeyle bağlantı iliģkisine bağlı olarak farklılık gösterir. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) na üye ülkelerin 2008 verileriyle 7841 MW kurulu fotovoltaik gücünün 7178 MW lık kısmı Ģebeke bağlantılı, 663 MW lık kısmı Ģebeke bağlantısızdır (Anonymous 2008). ġebeke bağlantılı FV sistemlerin (ġekil 1.12) tasarımında yıl boyu maksimum elektrik üretimine göre planlama yapmak en optimum sonucu vermektedir. Doğru akım (DC) pompaj tesisleri için tasarlanan FV sistemlerde baz alınacak dönem, mevsimsel sulama programıdır. Bağımsız sistemlerde (ġekil 1.13) ise güneģ ıģımasının en düģük geldiği kıģ dönemine göre tasarım yapmak yükün karģılanmasında önem arz etmektedir. Ancak Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği gibi tarımsal iģletmelerde bu genel kanının aksine güneģ ıģımasının en yüksek geldiği dönem, iģletmenin de elektrik yük talebinin en yüksek olduğu dönemdir. Bu anlamda FV sistemlerin tarımsal iģletmeler için ayrıca bir uyumluluğu söz konusudur. Resmi istatistikler 500 bini Avrupa Birliği'nde olmak üzere yaklaģık 2 milyar insanın elektrik Ģebekelerine doğrudan eriģimlerinin olmadığını tahmin etmektedirler. Bağımsız FV sistemler kırsal ve uzak yerleģim alanları için en uygun ve çevre dostu bir elektrifikasyon çözümüdür (Kaldellis vd. 2004). Bir FV sistemin açık devre gerilimi, panellerin açık devre gerilim değerleri ile panel sayısının çarpımına, sistemin kısa devre akımı da paralel bağlanmıģ dizi sayısıyla panel kısa devre akımının çarpımına eģittir. FV modül üretici el kitaplarında yazan I sc, V oc ve SDġ ndaki en yüksek güç ile normal hücre çalıģma sıcaklığı verileri kullanılarak verimlilik 28

42 tahminleri yapılabilir (Luque ve Hegedus 2002). Enerji üretimi tahmin edilmek istendiğinde tüm bu girdiler göz önünde bulundurulmalıdır (Soto 2004). ġebeke bağlantılı FV sistem performansının değerlendirilmesi amacıyla geliģtirilmiģ birden farklı yöntem vardır. Bu yöntemlerin her birinin kendine has kriterleri olsa da bazı kabul görmüģ değiģkenlerde birlik sağlanmıģtır. Bir kısmı ıģıma, sıcaklık gibi etkileri ön plana çıkarırken, bir kısmı da değiģik sistem kayıpları ile ıģıma geliģ açısı ve tayfsal etkileri esas alırlar (Çizelge 1.10) (Mayer vd. 2008). Genel anlamda farklı uygulamalardaki FV sistem verimliliğinin karģılaģtırılması için performans oranı (PR) kullanılmaktadır. Performans oranı: PR (%) = FV sistem verimi (kwh/gün) / FV panele gelen günlük ortalama güneģ ıģıması (kwh/gün) ile hesaplanmaktadır (Gillet vd. 1991). ġekil 1.12 ġebeke bağlantılı FV sistem diyagramı (Brooks 2009) 29

43 ġekil 1.13 Bataryalı FV sistem diyagramı (Brooks 2009) Çizelge 1.10 FV dize performansına etki eden ikincil değiģkenler ve etkileri Etki Oran, % Sıcaklık 1-10 GeliĢ açısı 1-5 Tayfsal dağılım 0-3 Üreticinin anma değerlerindeki belirsizlik 0-5 YaĢlanma (ekonomik ömür boyunca) 5 Uygunsuzluk 2 Tozlanma 0-15 Kar Gölgelenme Yere bağlı Yere bağlı Diyotlar ve kablolama 3 30

44 FV güç elektriği sistemleri tasarlanırken karar verilmesi gereken bir diğer unsur da FV panellerin yerleģimi ve yönelimidir. Her ne kadar yön açısını güneye 0 veya 0 a yakın bir değer seçmek genel ilkeyse de, yıl boyu gölgelenme etkisinde kalmamak adına yön açısının 0 derece olmasından taviz verilebilir (ġekil 1.14). Uygun bir açıyla sabit bir Ģekilde yerleģtirilen paneller güzergahı değiģen güneģten gelen ıģımayı sürekli farklı açıyla alırlar. Dolayısıyla elektrik güç üretimleri sürekli değiģim göstermektedir. FV sistem donanımları boyutlandırılırken bu değiģim içerisindeki olabilecek en yüksek değerler esas alınır. ġekil 1.14 Panel kurulumunda gölgelemenin etkisi (Anonymous 2009b) GüneĢin gün ve yıl içerisindeki güzergahı hesaplamayla bulunabildiği veya en yüksek ıģık noktasını fark edebilen hassas algılayıcılar kullanılabildiği için, güneģi sürekli takip eden FV modül mesnetleri de FV güç elektriği üretim sistemlerinde kullanılabilmektedir. Gün içerisinde güneģi takip eden sistemler güneģ gününü uzattıkları için elektrik üretimini artırırlar. Yazın bu artıģ sabit sistemlere oranla % 30 lara eriģirken, kıģın bu fark güneģin gökyüzündeki kat ettiği mesafenin kısalmasından dolayı % 15 civarında olmaktadır. Takipli sistemler bulutluluğun az olduğu sahalarda çok daha verimli olurlar. Tek eksenli takip düzenekleri 40 derece enlemlerinin altında daha uygunken, çift eksenli takip düzenekleri (ġekil 1.15) 40 derecenin üstü enlemlerde daha ekonomik olurlar (Anonymous 2009b). Bulut güneģi kapattığı zaman üzerindeki sensörlerin etkisiyle en parlak noktaya dönme ilkesi doğrultusunda güneģ ıģığının sızdığı bulut kenarına doğru dönerler ve bulut çekildikten sonra tekrar güneģ ıģığını en parlak görecekleri pozisyonlarını alırlar (Patel 1999). 31

45 ġekil 1.15 GüneĢi çift eksende takip eden A. Sun Company FV düzeneği (Patel 1999) FV sistemlerin avantajları: Dünyadaki en yüksek elektrik üretim potansiyeline sahiptir ve sürdürülebilir bir yolla, radyoaktif atık ve emisyon olmaksızın tüm dünyanın elektrik enerjisi talebini karģılayabilir. FV endüstrisi ve pazarı geliģtirildiği ve geniģletildiği takdirde çok yüksek bir maliyet düģüģ potansiyeline sahiptir. 32

46 Küçük el aletlerinden çok büyük endüstrilere kadar her ölçekte kullanıma uygundur. Sadece ılıman kuģakta değil, düģük güneģ ıģımalı bölgeler dahil tüm dünyada uygulaması yapılabilir. Kırsal bölgelere elektrik ulaģtırmanın en pratik yoludur. Çok düģük bakım ihtiyacıyla çok uzun yıllar güvenilir Ģekilde çalıģabilir. Enerji ithalatını en aza indirerek bağımlılığı azaltır. Ulusal ve yerel ekonomiyi canlandırır, yeni iģ olanakları sunar (Hipp vd. 2008). Yeni bir üretim tesisi tasarlamak, kurmak ve çalıģtırmak için tedarik süresi kısadır. Modüler yapıda olduğundan büyüklük tesis planlamasında bir kısıt değildir. Hareketli parça bulunmadığından bakım gerektirmez ve ses yapmaz. Birim ağırlık baģına güç üretimi yüksektir. Hafif malzeme olduğundan taģınabilirliği ve kurulumu kolaydır (Patel 1999). Yakıt tüketmediğinden iģletim maliyeti yok denecek kadar azdır. Yüksek sıcaklık gerektirmez, güvenlidir. Paslanma ve korozyon oluģmaz. Yeni ve kurulu tesislere monte edilebilir (Luque ve Hegedus 2002). FV sistemlerin dezavantajları: GüneĢ ıģığı düģük yoğunlukta bir enerjidir. Ġlk kurulum maliyeti yüksektir. Denge bileģenleri elemanlarının (balance of system, BOS) verimliliği düģüktür. Henüz ticari olarak geniģ kitlelerce kabul görmemiģtir. Ekonomik enerji depolama etkinliği yoktur (Luque ve Hegedus 2002). Buna ek olarak yük talebinin düģük olduğu dönemde FV üretim yüksek olursa, dağıtım ve iletim Ģebekesinde yüksek gerilim problemleri oluģması da kaçınılmazdır (Paatero 2009). Bu avantaj ve dezavantajların yanı sıra ekonomik ömrü boyunca bir FV modülün mekanik olarak baģlıca 13 muhtemel yıpranma durumu söz konusudur: 33

47 Hücre bölümlerinden bir kısmının bağlantısının kesilmesi, Hücrelerin kısa devrelenmesi, Bağlantılarda kopmalar, Kademeli olarak hücrenin gücünde yıpranma, Modül kasasının optik yıpranması, Ön yüzeyin kirlenmesi, Camın kırılması, Modül kablolamasında kopmalar, Modül hücrelerindeki sıcak nokta özürleri, By-pass diyotlarının kısa devrelenmesi, Çerçeveye ya da toprağa kısa devrelenme, Modül kaplamasının parçalanması, Ekonomik ömürde azalma (Luque ve Hegedus 2002). Ev ve iģyeri kullanıcıları için gün ve yıl içinde en yüksek güç talebinin olduğu zamanlar güneģ enerjisi potansiyelinin en düģük olduğu zamanlardır. Oysa tarımsal iģletmelerde faaliyetlerin özellikle bahçe ve tarla tarımı için, en yoğun olduğu dönem yaz aylarıdır. Bu iģlerin daha çok gündüz vakti yapıldığı düģünüldüğünde, tarımsal iģletmelerin enerji tüketiminin ve yük talebinin yaz mevsiminde ve gündüz saatlerinde en yüksek seviyede olduğu söylenebilir. GüneĢlenme süresinin ve güneģ ıģımasının yaz ayları ve gündüz vakitleri tepe değerlere ulaģması FV güneģ elektriği uygulamalarının tarım sektörüne diğer kullanım alanlarından daha fazla uyumlu olduğu sonucunu doğurur. Ayrıca azimut açısı, ufki ve beģeri gölgeleme unsurları, kurulum alanı, uygulama güçlüğü, güvenlik endiģesi gibi tasarım, uygulama ve iģletim aģamalarında karģılaģılması muhtemel kısıtlar tarımsal faaliyetin yürütüldüğü kırsal kesimde birer kısıt olmaktan uzaktır. Tasarım aģamasında güneģ ıģımasının en düģük ve yük talebinin en yüksek olduğu günler esas alınmalıdır. Detaylı bir bağımsız FV sistem donanımını boyutlandırabilmek için geçmiģ güneģ ıģıması verisiyle hesaplanmıģ tahmini değerler kullanılır (Luque ve Hegedus 2002). 387 adet büyük ölçekli FV güneģ elektriği üretim santralinin maliyet analizine baktığımızda % 55 lik payı FV modül, % 10 luk payı evirici (inverter) ve kalan % 35 lik 34

48 payı da denge bileģenleri almaktadır (Anonymous 2007). FV güneģ elektriği üretim tesisi ekipmanlarının boyutlandırılması için Ģu dört adımın doğru tanımlanması gerekir: Sahanın detaylı güneģ ıģıması ölçümünün sağlanması, Günlük güneģ ıģıması dizilerinin hazırlanması, Yatay güneģ ıģıması dizilerinin ihtiyaç duyulan açıya uyarlanması, FV sistem donanım davranıģlarının simule edilmesi (Luque ve Hegedus 2002) Denge bileşenleri FV modül DA (doğru akım) gerilimi üretirken, FV sistemin tamamlanması için zemin hazırlama, mesnet yapısı, kurulum, dizi kablolaması, sigortalar, topraklama elemanları, devre kesiciler, kontrol birimi, eviriciler ve aküler ile mühendislik hizmetlerinden oluģan denge bileģenlerine ihtiyaç vardır (Luque ve Hegedus 2002, Brooks 2009). FV bir sistem için belirleyici unsur eviricinin tipi ve elektriksel büyüklük değerleridir. FV modüllerin evirici elektriksel büyüklüklerine göre seri ve paralel bağlantı kombinasyonları ve sayıları belirlenir. Evirici tasarlanırken, yük talebinin en yüksek olabileceği durum esas alınarak evirici çıkıģ gücü belirlenir. Tasarımda öncelikle talep edilecek yükü karģılayabilecek evirici belirlenir, daha sonra bu eviricinin giriģ eģiklerine uygun FV diziler oluģturulur. Bir eviriciyi karakterize ederken giriģ ve çıkıģ gerilim eģiklerine, giriģ ve çıkıģ akım eģiklerine, dalga Ģekli tipine (waveform type), iģletim modlarına ve anma gücüne bakılır (Anonymous 2009b). FV dizi açık devre gerilimi, evirici en yüksek giriģ geriliminden % 25 daha düģük olmalıdır (Messenger vd. 2007). Eviricide gerçekleģecek % 1 lik bir enerji kaybı tüm sistemde % 10 luk bir kayba sebep olabildiğinden evirici tasarımına özen gösterilmelidir (Gillet 1991): Evirici çıkıģ gücü = Dizi gücü (W) x IĢınım faktörü x Kaçak ve toz faktörü x Dizi sıcaklık faktörü x Kablolama verimlilik faktörü x Evirici verimlilik faktörü 35

49 Dizi gücü : SDġ değerleri, IĢınım faktörü : Genel kabul olarak % 70 alınır, Kaçak ve toz faktörü : Genel kabul olarak % 10 alınır, Dizi sıcaklık faktörü : Referans değerlerde verilir, Kablolama : % 3 alınır, Evirici : % 90 üzeridir (Anonymous 2009b). ġebeke bağlantılı, bağımsız ve kesintisiz güç kaynağı (KGK) Ģeklinde çalıģan üç tip evirici vardır. IEEE (Amerikan Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) nin 929. standardına göre Ģebeke bağlantılı bir dönüģtürücü, Ģebekenin gerilimini sürekli olarak izler ve eğer Ģebeke gerilimi izin verilen limitlerin altına düģerse bağlantıyı keserek Ģebekeye verdiği akımı durdurur. Bağımsız sistem dönüģtürücüsü bir gerilim kaynağı gibi davranırken, Ģebeke bağlantılı evirici bir akım kaynağı olarak çalıģır. KGK ise her ikisinin görevini üstlenebilir, Ģebeke bağlantısı kesildiğinde bağımsız evirici olarak çalıģmaya devam eder (Messenger vd. 2007). Eviriciler ayrıca FV donanıma bağlantı özelliklerine göre de modül evirici, dizi evirici ve merkezi evirici olmak üzere üçe ayrılırlar. Merkezi eviricide verim yüksek, maliyet düģüktür. Ancak gölgeleme etkisi olması durumunda serinin tamamında enerji üretimi durur. Bu sebeple merkezi evirici gölgelemenin kesinlikle olmayacağı yerlerde tercih edilmektedirler. Bağımsız bir FV sistem söz konusu olduğunda denge bileģenlerinin ana donanımlarından birisi de enerji depolama düzeneği olan akü bankalarıdır. Bağımsız FV sistemde tüm ekonomik ömür boyunca maliyetin % 30 undan fazlasını akü bankası oluģturmaktadır. ġebeke bağlantısız FV güneģ elektriği üretim sistemlerinde enerji depolamasından, sadece gece saatlerinde değil, güneģin bulutlanmadan dolayı uygun olmadığı ve 3-4 gün süreklilik arz edebilecek bu durumda da yararlanılır. Seri bağlanan aküler dizileri (string), paralel bağlanan aküler akü bankasını oluģtururlar. Akü Ģarj denetleyicisi, yüksek gerilimi ve aģırı deģarjı önler, akü ömrünü uzatır; hibrit sistemlerde akülerin dengeli dolmasını ve üreticiler arasında yük dağılımını sağlar (Luque ve Hegedus 2002). 36

50 1.8.2 Ekonomik durum FV modül fiyatı 1968 de 90 $/Wp, 1974 de 70 $/Wp 1976 da 51 $/Wp dolaylarında seyretmiģtir. Dünya petrol kriziyle birlikte 1980 lerde 30 $/Wp e düģen sistem maliyetinin 10 $/Wp lik kısmı FV modüle, 20 $/Wp lik kısmı denge bileģenlerine aitti (Harmon 2000) lerin ikinci yarısında petrol fiyatlarının düģüģüyle yatırımları ve geliģimi azalan FV sistemler, 1990 larda dünyada küresel ısınma, iklim değiģikliği, CO 2 emisyonu, sürdürülebilir yaģam vb konu baģlıklarının ön plana çıkmasıyla birlikte yeniden ön plana çıkmıģtır da bağımsız FV sistem maliyeti Wp için $/Wp, 1-4 kwp için $/Wp; Ģebeke bağlantılı FV sistem maliyeti ise 7-15 $/Wp seviyelerine inmiģtir de Ģebeke bağlantılı FV sistem maliyetinde FV modülün payı 3.5 $/Wp, denge bileģenlerinin payı 2.5 $/Wp olmak üzere toplam maliyet 6 $/Wp e gerilemiģtir (Harmon 2000). Sırasıyla 2006, 2007, 2008 ve 2009 yıllarında 125 W ve üzeri için perakende satıģ fiyatları 4.88, 4.83, 4.85 ve 4.31 $/Wp dir (http://www.solarbuzz.com/moduleprices.htm, 2010). Önümüzdeki 10 yılda 1 $/Wp olacağı tahmin edilmektedir (Messenger vd. 2007). Her ne kadar para birimi/kwh birimi yatırımcı için önemli bir tarif ve kriter olsa da, yaygın olarak kabul görmüģ ifade biçimi para birimi/wp Ģeklindedir. Yani üretim santralinin muhtemel maruz kalacağı yükü karģılama oranı olarak ifade edilebilir. Evsel bir FV sistemin donanım dağılımı ve yatırım maliyetindeki payları Çizelge 1.11 de verilmiģtir (Luque ve Hegedus 2002). Çizelge 1.11 Tipik bir evsel FV sistemde donanımın toplam maliyetteki payı ve ömrü Ekipman Fiyat, $ Fiyat, % Ekonomik ömür FV modül (53 W) ve desteği >20 Akü (70 Ah) Akü Ģarj denetleyicisi Kablolama, anahtarlama Nakliye, kurulum, satıcı karı Harçlar ve vergiler Toplam

51 1.9 Geleceğe Hazırlık Günümüz elektrik üretim ve iletim sisteminin ana çalıģma ilkesinin vazgeçilmez unsuru olan natif akım, dönüģtürülebilirliğin ve iletimin mucidi Tesla nın 1883 yılında yayınladığı dizayn esaslarına göre tasarlanmıģ; merkezi üretim, talep kontrolü ve tek yönlü iletim sistemlerini içeren ve bugüne kadar ciddi bir değiģikliğe ihtiyaç duymadan iģlerliğini sürdüren bir yöntemdir. Ancak özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının sisteme dahil edilmesi ve yük merkezlerinin farklılaģması sonucu günümüz ihtiyaçlarını karģılayamama durumu oluģmaktadır (Çetinkaya 2009). Günümüz elektrik dağıtımı, merkezi devasa üretim santrallerinden sağlanan elektriğin uzun ve yoğun bir Ģebeke trafiğinden sonra tüketiciye ulaģtırılmasıyla yürütülmektedir. Bu yapı serbest piyasa Ģartlarında esnek olmaması, tek yönlü oluģu, çeģitli ve yüksek kayıp oranı, dolayısıyla maliyetteki artıģ ve idaresinin güçlüğü sebebiyle gün geçtikçe verimsizleģmekte ve yenilenmek zorunluluğundadır (Luque ve Hegedus 2002). Dağıtık üretim (distributed generation) dağıtık Ģebekeye veya Ģebekenin müģteri tarafına bağlı elektrik güç üretimi için kullanılan bir ifadedir. Türkiye de henüz baģlamamıģ olsa da muhtemel yasal düzenlemeyle hayatımızın bir parçası olacak ve Ģebeke yükünü hem üretim hem iģletim anlamında rahatlatacaktır. Akıllı üretim ve iletim Ģebekesinde, akımın tek yönlü olmasından kaynaklı Ģebeke yükü ve hataları azalacak; Ģebeke arızaları Ģebekenin kalan kısmından ayrı tutulabilecek adalar/bloklar Ģeklinde tespit edilip genel kesintiye gerek kalmadan giderilebilecektir. Dağıtık üretim tesislerinin fazla enerjisi Ģebekede gerekli düzenleme yapılmadıysa ters yönlü akımdan kaynaklı sorunlar yaratabilir (Paatero 2009). Enerjinin etkin kullanılması, israfının önlenmesi, enerji maliyetlerinin ekonomi üzerindeki yükünün hafifletilmesi ve çevrenin korunması amacıyla enerji kaynaklarının ve enerjinin kullanımında verimliliğin artırılmasını amaçlayan 5627 sayılı Enerji Verimliliği Kanunu yayımlanmıģ, bu kanuna iliģkin usûl ve esasları düzenleyen Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik ise yürürlüğe girmiģtir. Bahse konu yönetmelik toplam inģaat alanı en az 10 metrekare veya yıllık toplam enerji tüketimi 250 TEP ve üzeri olan kamu kesimi binalarının yönetimleri, enerji yöneticisi görevlendirme veya Ģirketlerden veya enerji yöneticilerinden hizmet alma zorunluluğu getirmektedir. Böylece enerji tasarrufu, verimliliği, yönetimi ve denetimi 38

52 konularında yasal alt yapı olarak çözüm üretilmeye çalıģılmıģtır yılları arasında Avrupa ülkeleri için enerji verimliliği ekonomik potansiyelinin % oranında olduğu tahmin edilmektedir (Messenger vd. 2007). Ülkemizde, bina sektöründe %30, sanayi sektöründe %20 ve ulaģım sektöründe %15 olmak üzere önemli düzeyde enerji tasarruf potansiyeli olduğu tespit edilmiģtir (http://www.enerji.gov.tr/index.php?sf=webpages&b= enerjiverimliligi, 2010) Yapılan Çalışmanın Amacı Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği nin güneģ enerjisi potansiyelini belirlemek ve güneģ enerjisinden yararlanma olanaklarını araģtırmak, çiftlikte mevcut enerji tüketicilerin dönemsel olarak enerji tüketim değerlerini belirlemek, tüketilen enerjinin güneģ enerjisi teknolojileri ile karģılanabilme düzeyini ortaya koymak ve bu konuda uygun politikalar geliģtirmek bu çalıģmanın amacını teģkil etmektedir. Bu amaç doğrultusunda konu edilen tarımsal iģletmenin, bulunduğu coğrafyada maruz kaldığı güneģ enerjisi potansiyeli belirlenmiģ; kullanıģlılığı ve toplam maliyetteki oran yüksekliği açısından öne çıkan elektrik enerjisine ait yük talep veri seti oluģturulmuģ; potansiyeli belirlenen enerji kaynağı ile yükü belirlenen bu enerji tüketiminin birbirini karģılama olanağı FV özelinde araģtırılmıģtır. ġebekeyle olan bağlantı iliģkisi ve FV modül çeģitliliği açısından farklı kombinasyonlarda FV güneģ elektriği üretim sistemleri tasarlanmıģ, davranıģsal ve elektriksel büyüklükleri karģılaģtırılmıģtır. Elektriğe dönüģebilecek teknik güneģ enerjisi potansiyeli ile tarımsal iģletmenin yük talep seyrinin oldukça paralel gittiği tespit edilmiģtir. Tarımsal iģletmedeki üretime ve/veya hizmete yönelik elektrik dıģındaki enerji tüketimleri çalıģmaya dahil edilmemiģtir. Ayrıca güneģ enerjisinin ısıl ve biyokimyasal dönüģümü de bu çalıģmanın kapsamı dıģında kalmaktadır. 39

53 40

54 2. KAYNAK ÖZETLERİ Anonim (1983) tüm Türkiye için güneģ enerjisi potansiyeli belirleme çalıģmasını derli toplu ilk yapan araģtırma olmuģtur. O tarihten sonra da bu kapsamda bir çalıģmaya rastlanılmamıģtır. AraĢtırma genel olarak ölçümlerin çeģitli istatistiki yöntemlerle analiz ve ayıklanması; ülkemiz güneģlenme süresinin zamansal ve alansal dağılımının belirlenmesi ve buna bağlı olarak ıģınım Ģiddeti ölçümlerinin analizi ile hatalı ölçümlerinin ayıklanması ve sonuç olarak da ülkemiz güneģ enerjisi potansiyelinin zamansal ve alansal dağılımının belirlenmesi konularını kapsamaktadır. Bu kapsamda aylık ve yıllık Türkiye güneģ enerjisi haritaları çizilmiģ ve bu haritalar planimetrelenerek enerjinin alansal dağılımları ĢekillendirilmiĢtir (ġekil 2.1). ÇalıĢmada DMĠ istasyonlarından güneģlenme süresi ve Ģiddeti ölçümü yapan 54 tanesinin ölçüm verilerinin kullanılabilir olduğu tespit edilmiģ, kalan 32 istasyon için Angström yöntemiyle veri türetilmesine gidilmiģtir. Sonuç olarak Türkiye güneģlenme süresi 2640 saat/yıl, yıllık ortalama ıģınım Ģiddeti 308 cal/cm 2 -gün, yıllık toplam gelen güneģ enerjisi miktarı 1.25x10 11 TET ve kullanılabilir yıllık toplam güneģ enerjisi miktarı da TET olarak tespit edilerek zamansal ve alansal dağılımı çıkarılmıģtır (ġekil 2.2). Aksoy un (1996) aktinograf ve pirhelyometre verilerini karģılaģtırdığı araģtırmasında 2 yıllık günlük bazda küresel güneģ ıģıması verisini yeterli bulmuģtur. Bu araģtırmaya göre güneģlenme Ģiddeti (güneģ ıģıması) ölçümü için tüm dünyada uzun yıllar kullanılan aktinograf cihazları ölçümlerinde yıllık bazda % 14.7, aylık bazda % 42.1 oranlarına ulaģan hatalı değerler olabildiği saptanmıģtır. Aktinograf hassas kısımlarının (sensör) mekanik aksamının sıcaklık duyarlılığı düzenli olarak kalibre edilemediğinden dolayı, elde edilen ölçümler yeterince güvenli değildir. Bu gerekçeyle güneģlenme süresi ile güneģ ıģıması arasındaki iliģkiye dayanarak geliģtirilen bazı ikinci dereceden denklemler vasıtasıyla güneģ ıģıması değerleri tahmin edilmeye çalıģılmıģ, ulaģılan sonuçlar ile çalıģılan nokta için ölçülen piranometre değerleri karģılaģtırıldığında yıllık bazda sadece % 4 lük bir hata payı tespit edilmiģtir. 41

55 ġekil 2.1 Türkiye yıllık ıģınım Ģiddeti haritası, cal/cm 2 -gün (Anonim 1983) 42

56 ġekil 2.2 Türkiye güneģ enerjisi alansal ve zamansal dağılımı, 10 7 TET (Anonim 1983) Dinçer vd. (1996) TÜBĠTAK MAM'da yaptığı çalıģmalarında, hava sıcaklığıyla küresel ve yayınık güneģ ıģıması arasındaki bağıntıya dayanarak bir güneģ ıģıması tahmin modeli önermektedirler. Bu bağlamda yılları arasında Gebze de küresel güneģ ıģıması ve yayınık güneģ ıģıması cinsinden ölçülmüģ güneģlenme verisi ile hava sıcaklığı arasında bir iliģki kurulmuģtur yılları arasındaki güneģlenme verisi bu yöntemle tahmin edilmiģ ve 0.95'lik bir regresyon katsayısıyla gerçek ölçümlerle arasında doğru bir iliģki tespit edilmiģtir (ġekil 2.3). Ancak iliģkideki bu yüksek oran her ne kadar güneģ ıģıması tahmininde kullanılabilir olsa da, hava sıcaklığı verisinin güneģ ıģımasıyla arasındaki iliģkinin doğrusal bir kanıtı olarak algılanamayacağını vurgulamıģlardır. 43

57 ġekil 2.3 Ölçülen ve iliģkilendirilen küresel ve yayınık güneģ ıģıması, Nisan Toğrul vd. (2000) Türkiye de aylık günlük ortalama küresel güneģ ıģıması tahmini için açık gökyüzü ıģımasının kullanılabilirliğini araģtırmıģlardır. Aylık ortalama günlük güneģlenme süresinin, o ay için olabilecek teorik en yüksek güneģlenme süresine oranından yola çıkarak yazlık ve kıģlık olmak kaydıyla, farklı regresyon analiz eģitlikleri geliģtirmiģlerdir. ÇalıĢma Ankara, Aydın, Antalya, Ġzmir, Adana, Elazığ Ģehirlerinde Kipp Zonen CM11 piranometresinden alınan ölçümlere dayanarak yapılmıģtır. ġehir bazında çok baģarılı olmasa da Türkiye geneli için bu yöntemle küresel güneģ ıģımasının tahmin edilebileceği sonucuna varılmıģtır. Trabea ve Shaltout (2000) Mısır'da 5 farklı meteorolojik Ģartı temsil edecek, seçilmiģ 5 nokta için yatay yüzeye gelen küresel güneģ ıģıması, günlük ortalama en yüksek sıcaklık, günlük ortalama nispi nem, günlük ortalama deniz seviyesine indirilmiģ basınç, günlük ortalama buhar basıncı ve güneģlenme süresi verilerini tablo ve grafikler vasıtasıyla düzenlemiģ ve incelemiģlerdir. Bu 5 noktada küresel güneģ ıģıması ölçümleri ile meteorolojik değiģkenler arasındaki iliģkiyi göstermek adına bir bağıntı ortaya 44

58 çıkarmıģlardır. Bu bağıntıya ulaģmak için ilk olarak 1988 de Gopinathan ın geliģtirdiği bir tahmin modeli, ikinci olarak 1994 yılında aynı modelden Abdalla nın Bahreyn için dönüģtürerek oluģturduğu tahmin modeli ve üçüncü olarak da bu çalıģma için geliģtirilen yeni bir tahmin modeli kullanılmıģtır. Sonuçta elde edilen korelasyon, regresyon ve standart hata katsayılarından yararlanılarak Mısır'ın tamamı için güneģ ıģıması tahmini MJ/m 2 /gün cinsinden yapabilmek adına, öncelikle konu edilen her bir nokta için özel modeller türetmiģlerdir. Kahire için türetilen model % 99 ile en yüksek korelasyon katsayısını vermiģtir. Tüm Mısır için korelasyon katsayısı % ve tahmin hatası % 1-4 arasında çıkmıģ ve modellerin uygulanabilir olduğu sonucuna varılmıģtır. Kahire küresel güneģ ıģıması tahmin modeli: G/G 0 = (S/S 0 ) + 8T V 2R + 2P G : Küresel güneģ ıģıması, MJ/m 2 /gün, G 0 : Dünya dıģı güneģ ıģıması, MJ/m 2 /gün, S/ S 0 : GüneĢlenme süresi, T : En yüksek sıcaklık, C, V : Su buharı basıncı, hpa, R : Nispi nem, %, P : Ortalama deniz seviyesine indirilmiģ basıncın su buharına oranı Ģeklinde formülleģtirilmiģtir. Alnaser vd. (2004) araģtırmalarında 1998 senesinde Arap Birliği Eğitim, Kültür ve Bilim Organizasyonu (ALESCO) nun Arap dünyası için yaptığı güneģ ıģıması atlası çalıģmasını anlatmaktadırlar. Bu atlas aylık ortalamalardan oluģan, güneģlenme süresi (ġekil 2.4), küresel güneģ ıģıması (ġekil 2.5) ve yayınık ıģıma haritalarından ibarettir. Atlasın oluģumu için 19 Arap ülkesinden farklı yüksekliklerdeki 280 meteoroloji istasyonunun verisinden yararlanılmıģtır. GüneĢlenme süresi ölçümü için tüm dünyada yaygın olarak kullanılan ve DMT nın referans cihaz olarak kabul ve tavsiye ettiği Campbell Stokes helyograflar Arap ülkelerinde de tercih edilmiģtir. GüneĢ ıģıması ölçümleri içinse farklı tip ve markalarda muhtelif piranometreler kullanılmaktadır. Ölçümlerin depolanması, kontrol ve analiz 45

59 edilmesi, iģlenmesi MS Excel programı vasıtasıyla yapılmıģtır. Ölçümü eksik olan istasyonlar için komģu istasyon veri amprik metotlarla uyarlanmıģtır. GüneĢlenme süresi ölçümü yapıp güneģ ıģıması ölçümü yapmayan istasyonlar için Angström yöntemiyle veri türetmesine gidilmiģtir. Meteoroloji istasyonlarında daha yaygın olarak küresel toplam güneģ ıģıması ölçümü yapıldığından dolayı, doğrudan ve yayınık güneģ ıģıması değerleri için Liu ve Jordan formülasyonu kullanılmıģtır. Ayrıca 16 Arap ülkesindeki 207 Ģehir için güneģlenme süresinin yanında, doğrudan, yayınık ve küresel toplam güneģ ıģımaları aylık tabloları da oluģturulmuģtur. 10 yıllık küresel toplam ıģımanın en yüksek olduğu Arap kentleri 6.7 kwh/m 2 /gün ile Moritanya nın Nouakchott ve 6.6 kwh/m 2 /gün ile Cezayir in Tamenraset olurken; en düģük küresel toplam ıģıma 4.1 kwh/m 2 /gün ile Irak ın Musul kentinde gerçekleģmektedir. Arap dünyasında en uzun güneģlenme süresi 10.7 saat ile Mısır ın Asuan; en düģük güneģlenme süresi ise 7.5 saat ile Tunus'un baģkenti Tunus ta olmaktadır. ġekil 2.4 Arap ülkeleri aylık ortalama güneģlenme süresi haritası, saat/gün 46

60 ġekil 2.5 Arap ülkeleri ortalama küresel toplam güneģ ıģıması haritası, kwh/m 2 /gün Tiba vd. (2004) yaptıkları çalıģmada sabit açılı veya tek ya da çift eksende güneģi izleyen tipte kurulacak FV güneģ gücü sistemlerinin tasarımında FV panellerin üzerine gelebilecek güneģ ıģımasının hesaplanabilmesine yardımcı olmak amacıyla Brezilya GüneĢ Kaynağı Atlası CD'si hazırlamıģlardır. ÇalıĢma kapsamında Brezilya ya gelen günlük, aylık, yıllık güneģ ıģıması değerlerini, kullanılan veri iģleme ve haritalama yöntemlerinin açıklamalarıyla birlikte renkli haritalara aktarmıģlardır yılları arasında güneģlenme süresi ölçümleri için helyometrik, güneģ ıģıması ölçümleri için aktinometrik ve piranometrik ölçüm yapan istasyonlar koordinatlarıyla haritalara yerleģtirilmiģtir. Eksik veri tamamlamak ve ıģıma ölçümü yapılmayan istasyonlara güneģ ıģıması değerleri türetebilmek için Angström ve benzeri modeller kullanılmıģtır. CD toplamda 567 adet Brezilya ve sınır komģu meteoroloji istasyonlarının verilerini içeren bir veri bankasına sahiptir. Veri bankası aracılığıyla belli bir merkez sorgulanabilmekte veya haritadan herhangi bir nokta ya da bölge seçilebilmektedir. Böylece hem güneģlenme süresi, hem de güneģ ıģıması ve türevleri için aylık ve yıllık olmak üzere her bir değiģken için birimi MJ/m 2 /gün olan 13 adet harita oluģturulabilmektedir. Özel bir yazılım kuzey güney yerleģimi verilen ve eğimi belli olan bir yüzeye gelebilecek güneģ ıģıması tahmininin yanında, Markov's Transition Matrixes temelli bir üretimle tek veya çift eksenli güneģ takip sistemlerinin üzerine gelebilecek güneģ 47

61 ıģıması tahminini de yapabilmektedir (ġekil 2.6). Tüm dünyada olduğu gibi Brezilya da da ekonomik, sosyal ve coğrafik Ģartlar sebebiyle düzenli sayılamayacak bir ölçüm Ģebekesi söz konusudur ve bu program sayesinde veri yoğunluğunun yetersiz olduğu yerler tespit edilebilmiģ ve yeni kurulumlar için bir fizibilite oluģturulmuģtur. ġekil 2.6 Açılı yerleģtirilmiģ güneģ toplayıcısına gelebilecek saatlik ıģıma, Wh/m 2 Sözen vd. (2004) meteorolojik ve coğrafik veri kullanan yapay sinir ağları (YSA) aracılığıyla Türkiye nin güneģ enerjisi potansiyelini tahmin etmeye çalıģmıģlardır. Bu amaçla Türkiye de bulunan 17 meteoroloji istasyonun üç yıllık meteorolojik verisinden yararlanmıģlardır. YSA da girdi olarak enlem, boylam, yükseklik, ay, güneģlenme süresi ve ortalama sıcaklık verileri kullanılmıģtır. Çıktı olarak ise güneģ ıģıması verisi elde edilmiģtir. YSA genellikle girdi katmanı, bazı gizli katmanlar ve çıktı katmanından oluģmaktadır (ġekil 2.7). En yüksek ortalama mutlak hata yüzdesi % 6.7 den düģük, mutlak değiģim yüzdesi değerleri ise % 99 un üzerinde çıkmıģtır. Bu gerekçeyle YSA aracılığıyla elde 48

62 edilen ve aylık değerler olarak haritalanan güneģ ıģıması değerleri güneģ ıģınım ölçümü yapılmayan bölgeler için güneģ enerjisi çalıģmalarında kullanılabilir sonucuna varılmıģtır (ġekil 2.8). ġekil 2.7 Tek bir katmanda 5 sinir hücresi kullanan YSA mimarisi (Sözen vd. 2004) 49

63 ġekil 2.8 Türkiye güneģ enerjisi potansiyeli Haziran tahmini, W/m 2 (Sözen vd. 2004) HepbaĢlı (2001) çalıģmasında, enerji verimliliği açısından enerjinin, modern sanayi toplumunun bir payandası olduğunu vurgulayarak, genel anlamda, toplam kalite felsefesini oluģturan PUKÖ (Planla, Uygulama, Kontrol et ve Önlem al-düzelt) çevriminin tekrarına dayanan mantıklı ve etkin bir Ģekilde, belirli bir amaca ulaģmak için gerekli olan tüm etkinlikleri içeren enerji yönetimini, çevresel çözümün anahtarı olarak sunmaktadır. Hangi enerji kaynağını kullanırsak kullanalım, enerji verimliliği ve buna giden etkin yol, enerji yönetimidir. ĠĢletmelerde enerji tasarrufu çalıģmalarını gerçekleģtirebilmek için, öncelikle Enerji Yönetim Sistemlerinin doğru anlaģılıp, iģletmeye en üst derecede yarar sağlayacak Ģekilde uygulanması gerekmektedir. Enerji Yönetim Sistemlerinin en önemli iki konusu elektrik yönetimi ve ısı yönetimidir. Enerji tasarrufu olanaklarının karlılığının çok yönlü olmasına karģın, yine de önlemler gerektiğince alınamamaktadır. Maliyetlerin fiyatlara hemen yansıdığı piyasa ekonomilerinde bile, sanayi ve diğer sektörlerde, enerji tasarrufu yatırımları oldukça yavaģ uygulanmaktadır. Bu yavaģlık az geliģmiģ ülkelerde daha da fazladır ve bu durumun baģlıca nedenleri Ģu Ģekilde ifade edilebilir: 50

64 Fiyat değiģmelerine olan tepkinin yavaģ olması ve mevcut iģletmelerin verimli çalıģtığı kanısının hakim olması, Enerji tasarrufu yatırımlarının karmaģık oluģu, önerilen yeni donanımlara tam güvenilmemesi ve gerekli revizyonlar nedeniyle üretimin aksamasının istenmemesi, Enerji tasarrufu yatırımlarının, çok sayıda küçük yatırımlardan oluģması, Son yıllarda, ekonomik Ģartların ağırlaģması nedeniyle yeni yatırımlara yeterli kaynak ayrılamaması, Verimin iyileģtirilmesinden çok üretim artıģına önem verilmesi ve üst yönetimlerin enerji tasarrufuna yeterince ilgi göstermemesi. Bu nedenlere ek olarak, tesis bazında, uygun teknik imkanların bilinmemesi, enerji yönetimi konusunda uzman kadroların bulunmayıģı, ölçü ve kontrol aletlerinin eksikliği gibi faktörler de teknik engelleri oluģturmakta ve enerji tasarruf çalıģmalarını geciktirmektedir. Ayrıca sermaye kıtlığı, yüksek faiz oranları ve enerji tasarrufu donanımları için orta vadeli basit finansman imkanlarının bulunmayıģı da mali engeller olarak karģımıza çıkmaktadır. Enerji taraması, enerji analizi, enerji değerlendirmesi ve enerji denetimi olarak da bilinen enerji tasarrufu etüdü, enerji tasarrufu potansiyelini belirlemek için enerji yöneticisinin veya enerji komitesinin elinde bulunan en önemli teknik araçtır. Enerji tasarrufu etütleri, yüzeysel gözlemlerden en detaylı mühendislik çalıģmalarına kadar, birçok Ģekilde uygulanabilir. Bu çerçevede, enerji tasarrufu etüdünün kullanım amaçları aģağıda belirtilmiģtir: Enerji gider artıģlarını yönetime bildirmek ve gideri kontrol altına alan bir önlem olarak bir enerji tasarruf programının yapılması için motivasyonu sağlamak, Akıllı tasarruf önlemlerinin planlanabilmesi için, tesisin enerji kullanım karakteristiklerini mühendislik çalıģması yapanlara bildirmek, Enerji tasarruf önlemlerini içeren akıllı yatırım kararlarının alınması amacıyla, yönetime gerekli olan bilgiyi sağlamak, Alternatif yakıtların planlanması ve kurulması için temeli oluģturmak, Geleceğe yönelik enerji tüketimlerinin kıyaslanabildiği enerji tüketim verisini vermek, 51

65 Mevcut Yönetim Bilgi Sistemlerine (YBS) entegre edilebilen sürekli Enerji Bilgi Sistemi (EBS) için temeli sağlamak, Enerji ve gider tasarruflarını her zaman verebilmek için kolayca çaresi bulunabilen yetersiz sevk ve idare uygulamalarını açığa çıkarmaktır. Enerji tasarrufu etüdü, özellikle müģteri ve müģavirler arasında yanlıģ anlamalardan kaçınmak için, genellikle üç etkinlik düzeyinde sınıflandırılır. BaĢka bir deyiģle, üç aģamalı olarak yapılır. Bunlar, ön enerji tasarrufu etüdü, tesis taramaları (veya mini-enerji tasarrufu etüdü) ve detaylı enerji tasarrufu etüdü (veya maksi-enerji tasarrufu etüdü) olarak sayılabilir. Enerji tasarrufu etüdünün tüm enerji tasarrufu etütleri için geçerli olan detaylı yöntemleri: Enerjiyle ilgili geçmiģ kayıtların gözden geçirilmesi, Esas enerji kullanan bileģenleri belirlemek, enerji tasarrufu etüdü takımıyla prosesin genel enerji ve malzeme akıģları arasında iliģki kurmak ve önemli enerji atık kaynakları ortaya koymak için tesisin planlanması, Veri ihtiyaçlarının detaylı tanımlanması, Enerji ve kütle akıģlarının hesaplanması, enerji kayıplarının tahmin edilmesi, Enerji Tasarruf Olanakları (ETO) nın ayrıntılı listesinin çıkarılması, Her ETO için enerji tasarruf potansiyelinin tahmin edilmesi, ETO nın yürütülmesi için gider ve kar potansiyelinin belirlenmesi, ETO nun yürütülmesi için önem sırasına göre önerilerin oluģturulması, Esas enerji kullanım sistemleri için sürekli izleme çabasının oluģturulması Ģeklinde sıralanmaktadır. Özkan vd. (2004) çalıģmalarında, yılları arasında Türk tarım sektöründe enerji kullanımını irdelemiģlerdir. Ġstatistiki veriler TSE'nin Türkiye Ġstatistik Yıllığı'ndan ve DPT'nın ÖzelleĢtirme Komisyon Raporlarından alınmıģtır. Daha önce yapılan tarımda enerji analizi çalıģmaları ve araģtırmalarından da yararlanılmıģtır. Girdi-çıktının enerji oranı, üretilen ana ürünlerin verimleri ile üretim için harcanan girdilerin enerji eģdeğerleri kullanılarak hesaplanmıģtır. Buğday, Ģeker pancarı, tütün, pamuk, ayçiçeği, kayısı, elma, 52

66 fiğ, portakal gibi 36 tarımsal ürünün tahmini çıktı enerji değerleri dikkate alınmıģtır. Girdi olarak da insan ve hayvan gücü, makine, elektrik, motorin, gübre ve tohum değerlerinden yararlanılmıģtır. Tarımsal enerji girdisi tahmini için, çiftçilerin yılda 210 gün, günde 8 saat çalıģtıkları ve hayvanların yılda saat çalıģtıkları kabul edilmiģtir. Enerjinin tarımsal üretimde kullanımı veya makina onarımında kullanımını hesaplamak için: ME = (G x E) / (T x C a ) ME G E T C a : Makine enerjisi, MJ/ha, : Traktörün ağırlığı, kg, : Sabite, traktör için MJ/kg, : Traktörün ekonomik ömrü, yıl, : Verimli arazi kapasitesi, ha/h, C a = (S x W x E f ) / 10 W : ÇalıĢma geniģliği, m, S : ÇalıĢma hızı, km/s, E f : Arazi verimliliği formüllerinden yararlanılmıģtır. Aktif tarımsal nüfus, çalıģma periyodunun baģlangıcı olan 1975 deki 11.7 milyondan 25 yılda 7.1 milyona düģmüģtür. Aynı Ģekilde tarım sektöründeki toplam insan gücü 1975 de 10.5 milyon BG iken 2000 de 6.4 milyon BG e gerilemiģtir. Böylece aktif nüfus ve toplam iģgücündeki düģüģ % 39 civarında gerçekleģmiģtir (Çizelge 2.1). 53

67 Sayı, milyon Güç, BG Toplam iģgücü, milyon BG At, milyon Güç, BG EĢek, milyon Güç, BG Öküz, BG Güç, BG Sığır, milyon Güç, BG Toplam hayvan gücü, milyon BG Traktör, bin Güç, BG Toplam fiziki güç, milyon BG Çizelge 2.1 Türk tarımındaki uygun fiziksel güç kaynakları (Özkan vd. 2004) Tarımsal iģgücü Hayvan iģgücü Mekanik iģgücü Yıl Tarımda teknolojinin kullanımındaki artıģa paralel olarak, hayvan gücü kullanımı 25 yılda 38.1 milyon BG den 23.2 milyon BG e hızlı bir düģüģ göstermiģtir. En yüksek insan gücü kullanımı 1990 da 11.3 milyon BG ve en yüksek hayvan gücü kullanımı 41.6 milyon BG ile 1980 yılında olmuģtur. Periyot boyunca hayvan gücü kullanımı % 39 azalmıģtır. Tarımsal mekanizasyon enerji tüketimi hesaplamasında sadece traktörler dikkate alınmıģtır yılında olan traktör sayısı 2000 yılında e çıkmıģtır. Bu çalıģmada ortalama traktör gücünün 38.5 BG den 58.7 BG e çıktığı görülmektedir. Tarım için kullanılan toplam fiziksel güç 25 yılda 58 milyon BG den 85 milyon BG e yükselmiģtir. Ayrıca enerji girdisinde makine gücü, elektrik ve motorinin payı artarken, insan iģgücü ve hayvan gücünün payı düģmektedir. Fiziksel enerjinin girdi değeri 1975 de 131.1x10 15 J olarak tahmin edilirken, bu değer 2000 yılında 338.2x10 15 J e ulaģmıģtır. Bu artıģ bize tarımsal endüstride kullanılan fiziksel girdinin son 25 yılda % 158 arttığını göstermektedir. Elektrik ve motorinin toplam tüketimdeki payı sırasıyla % 30.8 ve % 54.2 olmuģtur (Çizelge 2.2). Tarımsal üretimde enerji girdisi olarak gübre kullanımına baktığımızda, son 25 yılda N 3.75, P 2 O ve K 2 O 5.19 kat artmıģtır. Tarımsal üretimdeki toplam gübre enerji girdisi 1975 de x10 12 J iken 2000 yılında x10 12 J e yükselmiģtir (Çizelge 2.3). 54

68 Çizelge 2.2 Türk tarımında tahmini fiziksel enerji girdisi (Özkan vd. 2004) Yıl Ġnsan yıllık iģgücü, J Hayvan yıllık iģgücü, J Traktör enerjisi Elektrik, J Petrol, J Toplam fiziksel enerji girdisi, J Çizelge 2.3 Türk tarımında gübre enerji girdisi (Özkan vd. 2004) Yıl N, 000 ton N enerjisi P 2 O 5, 000 ton P 2 O 5 enerjisi K 2 O, 000 ton K 2 O enerjisi Toplam enerji girdisi, J N eģdeğeri, 10 6 kg Meder vd. (2007) herhangi bir bölgede, binaların çatı yüzeylerine gelen güneģ ıģımasının değerlendirilmesi için topografya temelli küresel güneģ ıģıması değerleri; bulut kapalılığı ve iklim temelli küresel güneģ ıģımasına etki eden gökyüzü geçirgenliği; yayınık ıģımayı belirleyen yer sıçraması ve yansımasını esas alan albedo; belirli zaman ve periyotlarda çekilmiģ hava fotoğraflarından sağlanan arazide gölgelenen alanların ölçümüne dayanan gölge katsayısı, yine hava fotoğraflarının analizine göre hazırlanmıģ toplam çatı yüzey 55

69 alanları, görsel analizle tespit edilmiģ çatı eğim, tip ve yönelimleri ile derlenen bu verilerden elde edilen toplam bina çatı ıģıma potansiyelini kapsayan bir yöntem geliģtirmiģlerdir. Bu uygulama ile toplam güneģ ıģıması potansiyelini değerlendirmiģler ve binalara uygulanabilecek FV güç üretim potansiyelini belirlemiģlerdir. Mapunapuna bölgesinde seçilmiģ alanlar için bilgisayar ortamında çalıģan güneģ ıģımasından güneģ elektriği potansiyelini hesaplayabilen bu güneģ ıģıması modelleme programı, arazinin topografik olarak gölgelenmesi, çatı yüzeylerinin alanı, eğimi, yönelimi ve geometrisini iģleyerek aylık ve yıllık güneģ ıģıması potansiyeli ve bu ıģıma potansiyeline dayanan elektrik enerjisi üretim potansiyelini hesaplayabilmektedir. ÇalıĢmada, ıģımanın ısıl enerjiye dönüģümündeki kompleks iliģkiler sebebiyle, güneģ ısıl sistemleri değerlendirilmemiģtir. GüneĢ enerjisi potansiyelini tarif ederken, güneģ elektriği üretimine esas olan potansiyeli kastetmiģlerdir. IĢık (2007) çalıģmasında güneģ enerjisinden faydalanma yollarını inceleyerek, bir konutun sıcak su ihtiyacının karģılanması ve kıģ konumunda güneģ enerjisinden elde edilebilecek sıcak su miktarı ile kalorifer kazanından yıllık olarak sağlanabilecek enerji tasarrufunu araģtırmıģtır. AraĢtırma konutunda güneģ enerji destekli ısıtma sisteminin kurulması ve klasik ısıtma sistemiyle sağlanan enerji tasarrufunun simülasyonunu yapmak amacıyla T*SOL Pro 4.4 programını kullanmıģtır. Kurulan sistemin dokuz yıl içerisinde ilk kurulum maliyetini karģıladığı sonucuna varılmıģtır. Abdulkarem (2008) çalıģmasında güneģ enerjisinden yararlanarak Ankara Ģartlarında döģemeden ısıtma sisteminin projelendirilmesini ve ısıl konfor Ģartlarını incelemiģtir. AraĢtırmada toplam 4 m 2 alanda düzlem plakalı toplaçlar kullanılarak güneģ enerjisi kazanımı elde edilmiģ ve sıcak su depolanmıģtır. Isıtılan su 200 litre hacminde bir tankta depolanmıģtır. -12 C atmosfer sıcaklığında yerden ısıtma için 50 C gidiģ suyu sıcaklığına ihtiyaç vardır. Ankara Ģartlarında 1000 W/m 2 olan güneģ ıģıması kıģın yetersiz kalmakta ve depo içerisinde 2 kw gücünde bir elektrikli ısıtıcı takviyesi gerektirmektedir. ÇalıĢmada Fanger yöntemi kullanılarak sistemin ısıl konfor Ģartları deneysel olarak incelenmiģtir. Bu yöntemde ısıl konfor Ģartlarını etkiyen değiģkenler, çevresel ve kiģisel değiģkenler özel üretilen bilgisayar yazılımında girdi olarak kullanılmıģ ve güneģ enerjisi kullanılarak ısıtılan 56

70 suyun zemin döģemesi altında dolaģtırılmasıyla ısıtılan ortamların daha homojen dolayısıyla daha ekonomik ısındıkları sonucuna varılmıģtır. Pontoriero vd. (1998) Arjantin nin San Juan Ģehrinde Ģebekeden uzak 14 kırsal ev tipi güneģ elektriği üretim sisteminden gücü, tüketicileri ve yük talep davranıģları birbirlerinden farklı üç tanesini esas alarak yaptıkları çalıģmada gerçekleģen sonuçların, FV sistem ekipmanı üreticilerinin referans olarak verdikleri teknik niteliklerle, ekonomik ömür boyunca tutarlı olup olmadığını, kısa süreli bir temsil periyodunda denetlemiģlerdir. Tasarım aģamasında detaylı bir potansiyel talebi çalıģması, donanım kalite ve tip seçimi; sistemin iģletim ve bakımının düzenli ve doğru yapılabilmesi için kullanıcı eğitimi uygulamaları yapılmıģtır. Sistem oluģturulurken güneģ enerjisi arzı ve yük talebi öngörülmeye çalıģılmıģtır. GerçekleĢen değerlerin tahminlerden az da olsa yüksek çıkması güneģ potansiyeli olarak kullanılan verinin o noktaya değil de komģu bölgeye ait olmasından kaynaklanma olasılığına dikkat çekmiģlerdir (Çizelge 2.4). Ekipmanların ve sistem bütününün verimliliği meteorolojik değiģkenlere, ekipman kalitesine ve yük talep davranıģlarına göre değiģkenlik gösterse de, tasarım aģamasındaki beklentiyle örtüģtüğü tespit edilmiģtir. Çizelge 2.4 Yıllık yataya ve açılı yüzeye günlük toplam ıģıma ve enerji üretimi DeğiĢken Tahmin edilen, Wh/m 2 /gün Ölçülen, Wh/m 2 /gün Fark, % Yataya güneģ ıģıması Açılı panele güneģ ıģıması Enerji (kullanılan) Enerji (modül çıkıģı) Benghanem vd. (1999) Cezayir'de kırsal kesimde çalıģtırılan FV su pompaj düzeneklerini incelemiģlerdir. ÇalıĢmalarında FV güç elektriği üreteci boyutlandırmasından kaynaklı yüksek gerilim ve teknik personel kaynaklı öngörülemeyen bakım sorunları tespit etmiģlerdir. FV su pompaj düzeneklerinin her birinden veri toplama iģinin kurulum ve bakımı yüksek maliyet gerektirdiğinden, düģük maliyetli mikro sunucu gibi davranan merkezi bilgisayar tabanlı gerçek zamanlı, kolayca eriģilebilen ve uygun donanımdan ibaret evrensel uzman bir veri toplama sistemi geliģtirmiģlerdir (ġekil 2.9). Bu veri toplama 57

71 sistemi ile FV su pompaj düzenekleri analiz edilmiģ, sistemin donanım ve yazılım mimarisi ile performans test uygulaması irdelenmiģtir. GeliĢtirilen yöntemle analiz ve performans testinin yapılabilmesi için uzun yıllar güneģ ıģıması verisine ihtiyaç duyulmuģ, ancak Cezayir de güneģ ıģıması ölçümleri yeterli sıklıkla yapılmadığından güneģ ıģıması ölçümleri ile sıcaklık ölçümleri elektronik cihazlarla proje kapsamında yapılmıģtır. FV modüllerin kalibrasyonu piranometre ile Wh/m 2 cinsinden ölçülen küresel güneģ ıģıması değerleri ile FV panel çıkıģından alınan ma cinsinden kısa devre akımı değerleri kullanılarak yapılmıģtır. Bu sayede elektronik bir yükten yararlanılarak FV panelin performansını değerlendirebileceğimiz akım-gerilim eğrisine ulaģılmıģtır. Tekrarlamalı uygun bir yazılımla sistemin en yüksek güç noktası tespit edilmiģtir. Pompanın ve FV panelin I-V grafiğindeki kesiģim noktası pompaj düzeneğinin çalıģma noktasıdır. Çoğu kayıtta bu kesiģim noktası FV panelin en yüksek güç noktasından farklı çıkmıģtır. Ölçülen güneģ ıģımasındaki değiģimi, FV sistem akımının birebir izlediği görülmüģtür (ġekil 2.10). ġekil 2.9 Telefon hatlı bilgisayarlı su pompaj kontrol sistemi (Benghanem vd. 1999) 58

72 ġekil 2.10 FV sistem değiģkenlerinin değerlendirilmesi (Benghanem vd. 1999) Al-Ali vd. (2001) FV güneģ elektriğinin otomatik sulama sisteminde kullanımını incelemiģlerdir. Belli bir süreyle, haftanın belli günleri ve saatlerinde araziyi sulayacak sistem, Ģarj kontrolörü, kontrol vanaları, 2 adet FV panel, 2 adet akü ve sensörlerden oluģmaktadır (ġekil 2.11). Sistem sulamayı tanımlanan aralıklar haricinde toprak nem seviyesindeki düģüģe ve su ihtiyacı olan ürünün beklentilerine bağlı olarak yapmaktadır. Böylece düzenli sulamanın yanında su tasarrufu da yapılmaktadır. Suudi Arabistan ın su ihtiyacı kıyı bölgelerindeki deniz suyu arındırma istasyonlarından temin edilmektedir. Bu su üretimi ve iletimi pahalı olduğundan sulama suyu olarak kullanılamamaktadır. Bu sebeple sulama suyu ihtiyacı için yer altı suları kullanılmakta, dolayısıyla pompaj tesislerine ihtiyaç duyulmaktadır. Suyu verimli ve etkili kullanabilmek için otomatik sulama sistemleri tasarlanmıģtır. Suudi Arabistan günlük ortalama 8.89 saat güneģlenme süresi ve 5591 Wh/m 2 güneģ ıģımasına sahip olduğundan, FV su pompaj sisteminin enerji ihtiyacı güneģ elektriği ile karģılanmıģtır. Günlük kapasitesi m 3 olan pompalar ile 13 ayrı kuyuda bu sistemler çalıģtırılmıģtır. Sistem elle kontrollü, programlı, sensörlü ve acil olmak üzere 4 ayrı durumda sulama yapabilmektedir. Sulanacak iki tarla için iki ayrı vana tahsis edilmiģ, elle kontrollü ve programlı durumlar haricinde vanalar tarlalara yerleģtirilen toprak nem sensörleriyle kontrol edilmiģlerdir. 59

73 ġekil 2.11 FV su pompaj sistemi donanım düzeni (Al-Ali vd. 2001) Spanos ve Duckers (2004) çalıģmalarında Ġngiltere ve Yunanistan için binaya tümleģik kurulan FV üreteçler vasıtasıyla üretilen elektrik maliyetini incelemiģlerdir. Bina türleri her iki ülke için orta ölçekli 4 kiģilik bir ailenin yaģadığı evler ve küçük iģyerleri ile Yunanistan da bunlara ek olarak küçük otellerdir. Bunlar yeni, yenilenen veya halihazırdaki yapısı FV kuruluma müsait olan binalardır. Tüm analizler PVSYST yazılımı aracılığıyla yapılmıģtır. PVSYST çok fazla türde FV sistem özelliği seçme Ģansı tanıyan ve FV sistemin hemen tüm donanımı için detaylı bir veri bankasını bünyesinde bulunduran iyi tasarlanmıģ bir araçtır. ÇalıĢtırdığı algoritmalar, ısı ve rüzgar etkisini, omik ve ıģınım geliģ açısından kaynaklı kayıpları, albedo ve ufuk değerlerini hesaba katmaktadır. ETSU Üniversitesinin Ġngiliz Sanayi ve Ticaret Bakanlığı için hazırladığı raporda FV sistem değerlendirme araģtırmaları için kuvvetle tavsiye edilmiģtir. Çatı eğim açıları ve panel açıları her iki ülkede de 30 derecedir. Modül verimi % 12.7, sistem verimi % 9.8 olarak belirlenmiģtir. Yunanistan için % 70 ve Ġngiltere için % 80 devlet desteği girdi olarak alınmıģtır. KarĢılaĢtırmalar mevcut çatıya kurulum, yeni binaya tasarım aģamasında dahil etme ve düz yüzey kaplaması tiplerinde olmak üzere ayrı ayrı yapılmıģtır. Maliyetler 25 yıllık bir FV ekonomik ömrünü esas almaktadır. Maliyet girdilerinde FV donanım fiyatları Ġngiltere de daha ucuzken, iģçilik maliyeti Yunanistan da daha ucuzdur. ġebeke ve FV elektrik fiyatları 60

74 ise sırasıyla Ġngiltere de 0.13 /kwh ve 0.25 /kwh; Yunanistan da 0.07 /kwh ve 0.18 /kwh dir. GüneĢ ıģıması Birmingham için 1000 kwh/m 2 /yıl iken bu değer Atina için 1500 kwh/m 2 /yıl dır. Ġngiltere de kurulum maliyeti avro olan bir FV sistemin yıllık elektrik üretimi 2894 kwh/yıl iken, Yunanistan da aynı donanım ve kapasiteye sahip sistemin kurulum maliyeti avroyu bulmakta ancak yıllık elektrik üretimi 4562 kwh/yıl a ulaģmaktadır. Böylece birim elektrik maliyeti Ġngiltere de 0.25 /kwh olmasına karģın % 25 yüksek kurulum maliyetli Yunanistan da elektrik maliyeti 0.19 /kwh çıkmıģtır. Ayrıca FV elektrik fiyatı ile Ģebeke elektrik fiyatı arasındaki iliģki de önümüzdeki on yıl için hassasiyetle değerlendirilmiģtir. Asıl aranan sonuç FV güneģ elektrik fiyatlarının standart kullanıcılar için ne zaman uygun olacağını tahmin etmektir. Bu hassas analiz muhtemel senaryolar üzerine odaklanmıģtır. FV kurulumunun verimlilik arz edebileceği tarih gerçekçi bir yaklaģımla arası olarak tahmin edilmektedir. Bu periyotta Ġngiltere'de binaya tümleģik FV sistem kurulumu Yunanistan'dan daha önce uygun duruma geçecektir. Muhtemel gelebilecek çevresel vergi ve yaptırımlara dayanan en iyi, normal ve en kötü Ģartlara göre hazırlanan senaryolar için: En iyi senaryo : FV sistem maliyeti yıllık % 7.5 düģecek, FV sistem verimi yıllık % 7.2 artacak, 2013 e kadar FV elektrik fiyatları Ģebeke fiyatlarından daha düģük olacaktır. Normal senaryo : FV sistem maliyeti yıllık % 5 düģecek, FV sistem verimi yıllık % 5 artacaktır. En kötü senaryo : FV sistem maliyeti yıllık % 2.5 düģecek, FV sistem verimi yıllık % 5 artacaktır. Beise (2004) makalesinde FV enerji dönüģümüne dayanarak ülkelerin etkin biçimde yeni teknoloji için öncü bir pazar yaratabilirliklerini araģtırmıģtır. GüneĢ enerjisi dönüģümünün petrol ve nükleer enerjiye bir alternatif olarak insanları ve politikacıları umutlandırdığına dikkat çekerek FV hücrelerin güneģ ıģımasını doğrudan elektriğe dönüģtürülebilmesinin keģfinden bu yana güneģ enerjisinin pek yakında yoğun bir pazar olacağı beklentisine vurgu yapmaktadır. Bol güneģi, düz ve boģ arazileri ve elektriğe aç ve yüksek gelirli nüfusuyla ABD güneģ enerjisi için öncü pazar görünümünde olmasına karģın güneģ enerjisine çok daha az uygun olduğu bilinen Japonya ve Almanya yüksek devlet destekleriyle yoğun bir 61

75 güneģ enerjisi dönüģüm pazarı oluģturmaya kalkıģmıģlardır. Almanya ve Japonya da geniģ kampanyalarla desteklenen farklı yenilenebilir dağıtık güç üretimleri düzenli olarak geliģim göstermektedir. Bu araģtırma neden diğer ülkeler arasında bu iki ülkenin lokomotif rol aldıkları sorusuna yanıt aranmıģtır. Geleneksel olarak yeniliklerin uluslar arası yayılım mekanizmaları incelendiğinde görülecektir ki, bu Ģekilde yerel pazarlar oluģturulsa bile bu FV için uluslar arası bir baģarıyı garanti etmemektedir. Böyle bir baģarı için FV sistem adaptasyonunun devlet desteği olmadan yaygınlaģabiliyor olması Ģartı vardır. FV hücrelerle enerji üretim maliyetinin yakın gelecekte bilinen yollarla üretilen elektrik maliyetine beklenilmedik bir Ģekilde yaklaģıp yaklaģmayacağı bir güneģ enerjisi deneme pazarı olarak görünen ABD de cevap bulabilecektir. Soto nun (2004) çalıģmasına göre FV hücre kullanımı son yıllarda üretim maliyetlerinin düģmesiyle ve insanların enerji tüketimiyle ilgilenmeye baģlamalarıyla birlikte artıģ göstermiģtir. Tasarımcılar FV teknolojisinin binaya uyumlu olup olmadığına karar verebilmek adına, binaya tümleģik FV panellerin enerji üretimlerini tahmin edecek güvenilir araçlara ihtiyaç duymaktadırlar. Bu amaçla geliģtirilmiģtir enerji üretim tahmin modelleri bulunmaktadır. Ancak bu modeller tasarım aģamasında temin edilemeyecek çeģitlilikte girdiye ihtiyaç duymaktadırlar. Bu araģtırmada incelenen 5-Parameter Model FV modül üreticilerinin aktardığı referans verilerini ve yarı amprik bağıntı eģitliklerini kullanarak iģletim Ģartlarında, seçilmiģ hücre değiģkenleri aracılığıyla enerji üretimini tahmin etmektedir. Bu kapsamda American Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST)'nde kurulu binaya tümleģik FV tesisten elde edilen verilerle 4 farklı tip hücre teknolojisi denenmiģtir. Bu veriler enerji üretim tahmini doğruluğunun sağlamasını yapmak için kullanılmıģ ve bu çalıģmada önerilen model uygun bulunmuģtur. Model, 4 farklı tip hücre teknolojisi için irdelenmiģ, sadece üreticilerden temin edilen az miktarda referans veriyi girdi olarak kullanmasına karģın, daha çok girdiye ihtiyaç duyan modellerle (King s Model 43 çeģit veri istemektedir) hemen hemen aynı, hatta bazen daha da iyi sonuçlar üreterek, enerji tahmini için kullanılabilir bir ara yüz olmuģtur. FV panelleri bina yüzeyine dik olarak kaplamak güneģ ıģımasını özellikle daha dik geldiği yaz aylarında uygun olmayan bir yönelimle almasına sebebiyet verdiği için enerji üretiminde düģüģler yaģanmaktadır. 1 Ocak ile 31 Aralık arasında tam bir yıllık süreyle dikey yerleģtirilmiģ dört farklı tip FV dizenin çıkıģ akımı ve çıkıģ gerilimi ile meteorolojik ölçümler de bu çalıģmada veri olarak kullanılmıģtır. 62

76 FV paneller yaygın olarak bulunabilen, tek kristalli, çoklu kristal, ince film ve amorf silisyum türlerinden seçilmiģlerdir. NIST, üreticilerden farklı olarak, FV paneller hakkındaki en yüksek güç, kısa devre akımı, açık devre gerilimi, en yüksek güç noktasındaki akım-gerilim, normal iģletim FV hücre sıcaklığı, kısa devre akımı ve açık devre gerilimi için sıcaklık katsayısı, en yüksek güç noktasında kısa devre akımı ve açık devre gerilimi için sıcaklık katsayısı, serideki hücre sayısı, bant aralığı enerjisi ve kısa devre akımındaki akım-gerilim eğrisi ile güç üretimini belirlemek için kullanılan King s Model sabitleri gibi detaylı bilgileri de vermektedir. Hücre sıcaklığı ve güneģ ıģıması biliniyor ise 5-Parameter Model çok yüksek doğrulukla akım-gerilim eğrisini tahmin edebilmiģtir (ġekil 2.12). Böylece müģteriler para ve zaman harcamadan herhangi bir panel için fikir sahibi olabilmektedirler. Tutarlılık yüzdesi tek kristalli, çoklu kristal ve ince film için % 5, amorf silisyum için % 10 (King s Model % 15) çıkmıģtır. Bu tip modüller için daha fazla araģtırma yapılması gerektiği sonucuna varılmıģtır. ġekil 2.12 Tek kristalli silisyum FV modül için ölçülen ve tahmin edilen I-V eğrisi 63

77 Karabulut vd. nin (2004) yaptıkları çalıģmaya göre enerji yönetimi, enerji dağıtım merkezleri ve elektrik Ģirketleri tarafından istenen bir teknik gerekliliktir. Enerji pazarlamasında müģterinin doğru bir Ģekilde beslenebilmesi ve arz talep dengesinin verimli bir Ģekilde kurulabilmesi için güvenilir bir enerji yönetimine ihtiyaç vardır. Yük tahmini enerji yönetimi için olmazsa olmaz Ģarttır. Ġyi bir yük tahmini güvenilir bir planlamayı doğurur. Özellikle uzun dönem yük tahmini elektrik kurulumu ve alt yapı planlamasının bakımı için uygun bir rehber niteliğindedir. Bu nedenle güç sistemi mühendisleri ve elektrik üretim-dağıtım Ģirketleri, güvenilir ve güncel tahmin yöntemlerine büyük önem verirler. Yük tahmin analizleri kısa vade, orta vade ve uzun vade olmak üzere üçe ayrılır. Orta ve uzun dönem tahminler haftalık, aylık, mevsimlik ve yıllık tahminlerdir. Kısa vade yük değiģimleri saatlik ve dakikalık kısa süreli ölçümlere ve değiģimlere dayalı olduğundan doğrusal olmayan yapıdadır. Güç sistemi planlayıcıları bakım, yatırım, geliģim, dağıtım programları için 1-10 yıl gibi süreleri kapsayan uzun dönem tahminleri esas alırlar. Klasik yük tahmin teknikleri istatistiksel yöntemlere göre çalıģırlar. Stokastik (raslantıya dayalı), otoregresyon (her değer bir öncekiyle kısmen ilintili), parametrik olmayan regresyon modelleri de yük tahmininde kullanılmaktadır. Türkiye de orta ölçekte bir Ģehrin uzun vadeli elektrik güç tüketimini tahmin etmek amacıyla genetik programlama yöntemi kullanılarak yapılan bu çalıģmada, geçmiģ yıllara ait yıllık veriler kullanılarak sembolik regresyon aracılığıyla gelecek yıllar için tüketim verisine ulaģılmıģtır. Bilinmeyen bir fonksiyonu örnek veriyle tahmin etmek için, fonksiyon eğri uydurma denen yöntemle örnek veri noktalarına yakıģacak Ģekilde yapılandırmaktadır. Eğri uydurmanın enterpolasyon ve regresyon baģta olmak üzere farklı yöntemleri de vardır. Bu çalıģmada güç tüketim verisi MATLAB yazılımı vasıtasıyla hem bilinen regresyon analiz tekniğiyle hem de genetik programlama tekniğiyle iģlenmiģ ve sonuçları incelenmiģtir. Regresyon için MATLAB curve fitting (eğri uydurma) aracı, genetik programlama için de yine MATLAB ın GPLAB Toolbox ından yararlanılmıģtır. Paatero ve Lund (2004) Finlandiya Ģartlarında, evsel amaçlı, tüm tüketim detaylarını içeren, bir elektrik tüketim veri profilinin, yük modeli aracılığıyla oluģturulabilirliğini araģtırmıģlardır. Elektrik kurumlarının tipik ev elektrik tüketimi hakkında detaylı bilgi sahibi olması, iģletimin doğası gereği çok zordur. Buna karģın kiģisel bazda tüketim bilgisi olmadan toplu tüketim bilgileri edinilebilmektedir. KiĢisel bazda elektrik tüketimindeki 64

78 dalgalanma ancak simülasyon modelleriyle üretilebilir. Bu amaçla 1970'lerden bu yana birçok tahmin yöntemi geliģtirilmiģ ve uygulanmıģtır. En güncel olanları bulanık mantık ve genetik algoritmaya dayanan modellerdir. Çok az verinin toplanabildiği durumlarda ise yaygın ekonometrik modeller tercih edilmektedir. Bu tarz modellerde, hane halkı veya onların kiģisel cihazlarından ibaret olan birincil yük elemanları talep edilecek yükü meydana getirirler. Bu çalıģmada basitleģtirilmiģ, birkaç haneden binlerce haneye kadar değiģebilen geniģ bir yelpazede, saatlik bazda ev elektrik tüketim verisi oluģturabilen bir model hazırlanmıģtır. Bu model kiģisel ev elektrik yük profilini çıkarabilmek adına, tüm elektrik tüketici ve tüketici gruplarının yük taleplerini, resmi raporları, referans değerleri girdi olarak kullanıp saatlik bazda detaylı tüketim analizleri oluģturmaktadır. Temsili evlerden ölçümle toplanmıģ iki ayrı veri seti, istatistik analiz, model eğitimi ve doğrulama için kullanılmıģtır. Analizler oluģturulan yük profillerinin gerçek veriyle uyumlu olduğunu göstermiģtir. Modele girdi olması açısından, Finlandiya için iki ayrı ev elektrik tüketim veri seti oluģturmak amacıyla toplu konut bölgelerinde, birinci veri seti 2002 yılında 365 gün 702 hanede saatlik; ikinci veri seti birinciyi de kapsayan 1082 hanede 143 gün saatlik Ģeklinde oluģturulmuģtur. Evlerde standart ev tüketimlerinin yanı sıra iklimlendirme cihazları, su ve kiģisel sauna ısıtıcıları da bulunmaktadır. Orijinal günlük elektrik tüketimi 5.12 kwh/gün ölçülmüģken, yıllık bazda hafta sonu ve tatil günleri göz ardı edilerek ortalama günlük elektrik tüketimi model vasıtasıyla 5.16 kwh/gün olarak belirlenmiģ ve çalıģmaya referans teģkil etmiģtir. Model hane için çalıģtırılmıģ, oluģturulan elektrik tüketim verisinin doğrulamalardan sonra gerçek değerlerle uyumlu çıktığı görülmüģtür. Model bundan sonraki benzer çalıģmalarda da kullanılabilecektir. Ancak modelin endüstriyel sahalarda kullanılabilmesi için, veri toplama güçlüğünden ve standart tüketim eğilimleri olmadığından dolayı, modelin bu duruma göre güncellenmesi gerekecektir. Yılmaz vd. (2005) çalıģmalarında, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü kampüsünün günlük ve mevsimsel elektrik talep değiģimlerini, Talep Yönetimi Metodu ile analiz ederek kampüsün ekonomik açıdan yenilenebilir enerji potansiyelini değerlendirmiģlerdir. Elektrik dağıtım Ģirketlerinin sunduğu elektrik tarifeleri, tüketicileri Talep Yönetimi Metodunu uygulayarak temiz ve ucuz enerji elde etmeye yönlendirmektedir. Türkiye de, bir gün içinde üç farklı zaman aralığında uygulanan elektrik tarifesi, tüketicilerin talep yönetimi tekniklerini kullanmalarına olanak vermektedir. En yüksek fiyata sahip olan

79 saatleri, kampüs elektrik talebinin de yüksek olduğu bir zaman periyodunu içine alması sebebiyle, kampüs için bir talep yönetimi planlamasını gerekli kılmıģtır. Kampüs için yapılacak olan bu planlama, kampüsün saatlik elektrik talep değerlerinin bilinmesini gerektirmektedir. Baz olarak alınan bir haftanın, saatlik elektrik taleplerinin bir talep ölçer ile belirlenmesinin ardından, ölçülen değerlerin ortalama haftalık talebe oranlanmasıyla, yılın her haftası için saatlik elektrik talep verisi elde edilmiģtir. Bununla birlikte, Ģehir Ģebekesinden çekilen elektrik enerjisinin, özellikle yüksek tarifeye sahip zaman aralıklarında, baģka alternatif enerji kaynaklarıyla karģılanması da talep yönetimi sistemlerinin bir konusudur. Talep Yönetimi Metodu, fotovoltaik ve rüzgar enerji sistemlerinin oluģturduğu hibrit sistemin elektrik Ģebekesi ile bütünleģtirilmesini kapsamaktadır. Hibrit sistemi oluģturan yenilenebilir enerji sistemleri için hesaplanan maliyet fonksiyonları ve kampüsün elektrik talebi, talep yönetimi sistemi içerisinde analiz edilerek kampüs için optimum yerel enerji sistemi belirlenmiģtir. Ayrıca, gelecek yıllarda fotovoltaik sistemin verimindeki muhtemel iyileģtirmelerin sistemin toplam elektrik maliyetine etkisi de araģtırılmıģtır. Optimum yerel enerji sistemi tasarımı yapabilmek için ilk olarak üç çeģit veri toplanmıģtır. Toplanan verilerden iki tanesi yerel karakteristiğe bağlı olan yenilenebilir enerji potansiyeli ve yıllık enerji talebi ile ilgili verileridir. Üçüncü veri ise yenilenebilir enerji sistemlerinin yatırım ve iģletim giderleri ile ilgilidir. Kampüs için saatlik güneģ ıģınım yoğunluğu verisi, literatürde geçen ampirik formüller ile üretilmiģtir. PV toplaçlardan alınan etkin güneģ ıģınımı yoğunluğu için hesaplar, % 14 verime sahip olan ve optimum iģletim için belirlenen açı ile yerleģtirilen fotovoltaik toplaçlar temel alınarak yapılmıģtır. Kampüs elektrik maliyetini minimize etmek amacıyla, yenilenebilir enerji kaynaklarının tasarım parametreleri, grid arama yöntemi ile optimize edilmiģtir. Kullanılan algoritma, bu çalıģmada talep yönetimi sistemi içerisinde kullanılan 1 kw ile 50 kw arasında kapasiteye sahip yenilenebilir enerji kaynaklarının bütün kombinasyonları için saatlik iģletim maliyetini, saatlik enerji üretimini, saatlik artan enerjiyi ve toplam sistem maliyetini hesaplayabilmektedir. Hesaplama iģlemi bir önceki yılın saatlik rüzgar hızı, saatlik güneģ ıģınımı yoğunluğu ve saatlik kampüs talep değerlerine dayandırılmıģtır. Azami anma gücü, güneģ ve rüzgar enerji sistemleri için kampüste kullanılabilecek alanın kısıtlı olması gibi sebeplerden dolayı 50 kw olarak seçilmiģtir. Toplam maliyet minimize edildiğinde, optimum sistemin, $/yıl maliyete ve kwh/yıl fazla enerjiye neden olan 50 kw kapasiteye sahip rüzgar enerji sistemi ile gerçekleģtirildiği 66

80 görülmektedir. Kampüs talebi sadece konvansiyonel Ģebekeden sağlandığında ise toplam yıllık enerji maliyeti $/yıl olmaktadır. Bundan dolayı talep yönetimi sisteminin uygulanmasıyla birlikte yıllık olarak yaklaģık 3000 $ tasarruf edileceği açıktır. Fotovoltaik sistemin kapasitesi arttırıldıkça yıllık toplam maliyette de artıģ gözleneceğinden, fotovoltaik sistemlerin, kampüsün konumu açısından bakıldığında pahalı bir alternatif enerji kaynağı olduğu sonucuna varılmıģtır. Diğer yandan, rüzgar enerji sistemi kapasitesi 25 kw ı aģtığında maliyeti daha düģük bir alternatif olarak karģımıza çıkmaktadır. YeĢilata vd. (2006) çalıģmalarında küçük ölçekte su teminine yönelik birebir bağlı prototip bir FV panel dalgıç pompa sistemini deneysel olarak analiz etmiģlerdir. Elektrik Ģebekesinden uzak bölgelerde yer üstü ve yer altı su temininde, klasik enerji kaynaklarına nazaran FV destekli su pompaları daha ekonomik ve güvenli olabilmektedirler. Tarıma dayalı ekonomik yapısı bulunan GAP Bölgesinde sulama amaçlı tüketilen elektrik enerjisinin, toplam elektrik tüketimindeki payı % gibi yüksek değerlere ulaģmaktadır. FV destekli su pompaları DA motor-pompa ikilisinin panellere hiçbir ara düzenleyici olmadan doğrudan bağlandığı sistemlerdir. Gün boyu ıģınım Ģiddetinin gösterdiği sinüzoidal değiģime bağlı olarak değiģen değerlerde çıkan gerilim ve akım, motora direkt olarak verildiğinden, sistemin çalıģması ancak ihtiyaç duyduğu gücü sağlayan gerilim ve akım değerlerinin temini ile mümkün olmaktadır. Sistemde amorf-silikon hücreli FV panellere birebir bağlı mono-blok bir konvansiyonel DA motor-merkezkaç dalgıç pompa ikilisi kullanılmıģtır. FV panellerin uzun süreli performanslarını tespit etmek amacıyla çok sayıda parametrenin ölçümüne olanak sağlayan bir elektronik ölçüm düzeneği kurulmuģtur. Bu gerekçeyle sisteme toplam güneģ ıģınımı için panellerle aynı eğim açısında yerleģtirilen piranometre, FV panellerin gerilim ve akımını ölçmek için kullanılan gerilim ve akım terminalleri; panel yüzey sıcaklığı için sıcaklık sensörü; veri kartı ve verilerin aktarıldığı bilgisayar dahil edilmiģtir. DA motor-dalgıç pompa ikilisinin hidrolik sistemi iki adet 750 litre hacimli su deposu, bağlantı hortumları ve bir debi ölçme düzeneği içermektedir. Debi ölçümü için bir su sayacı ve kronometre kullanılmıģtır (ġekil 2.13). FV panellerin eğimi, kendi tasarladıkları sehpa vasıtasıyla deneylerin yapıldığı ay için geçerli optimum aylık eğim açısına denk gelecek Ģekilde ayarlanabilmektedir yılı Temmuz ayı için optimum panel eğimi ġanlıurfa ilinde 0 derece olarak alınmıģtır. ÇalıĢma sonucunda, dinamik atmosfer koģulları nedeniyle temel sistem parametrelerinin anlık değerlerinde önemli 67

81 dalgalanmalar tespit edilmiģtir. GüneĢ ıģınım değeri FV panel akımını doğru orantılı, panel sıcaklığı ise gerilim değerini ters orantılı olarak etkilemiģtir. Pompalanan ortalama su debisi anlık değerlerdeki dalgalanmalardan etkilenmemiģtir. FV panel parametrelerinden panel çıkıģ gücü kullanılarak, debi tahmininde bulunulabilmiģtir. FV pompa sisteminin ilk yatırım maliyeti yüksek, sistem toplam verimi (sağlanan hidrolik güç/güneģ ıģınım gücü) düģük çıkmıģtır. Toplam verim % 2 seviyelerindedir. Günlük 4.1 ton su 5 m yükseklikte kullanıma hazır hale getirilebilmiģtir. Bu somut değeri yeterli bulan kullanıcılar dıģında FV pompa sistemleri sürekli elektrik bulunan bölgeler için avantajlı görünmemektedir. ġekil 2.13 Elektronik ölçüm ve hidrolik sistem bileģenleri (YeĢilata vd. 2006) Paatero ve Lund (2006) yaptıkları çalıģmaya dayanarak FV kurulumundaki Ģu anki seyrin daha fazla yaygınlaģmasının, özellikle güneģ ıģımasının tepe noktada ve ev tüketiminin orta seviyede olduğu öğle vakitlerinde Ģebekede yüksek gerilim sebebiyle sorunların çıkacağı uyarısında bulunmaktadırlar. Günümüzdeki bu muhtemel soruna karģı alınabilecek önlem, fazla enerjinin öncelikle depolanması, daha sonra üretimin düģtüğü zamanlarda tekrar yükü beslemeye geçerek, sorunun faydaya dönüģtürülmesi Ģeklinde olmalıdır. Dağıtım Ģebekesine depolama birimlerinin eklenmesi Ģebeke topolojisini düzenlemeyi, FV kapasiteye göre depolamanın boyutlandırılmasını ve depolama kontrol stratejilerini gerektirmektedir. Bunların yanında Ģebeke kalite ve güvenliğini ilgilendiren geçici gerilim değiģimleri, Ģebeke geriliminin armonik bozulması ve dağıtık üretimin dağıtım Ģebekesine 68

82 muhtemel olacak tüm diğer etkileri bu çalıģmanın konusu dıģında kaldığından göz ardı edilmiģtir. Bilgisayarlı dinamik bir metotla büyük ölçekli FV tasarımların bağlı oldukları Ģebekede enerji depolamanın etkisini inceleyen toplam 11 örnek olay dağıtık üretim ve depolama modelleriyle güç akıģ hesaplamalarını birleģtiren bir simülasyon aracı kullanılarak hesap edilmiģtir. Modele farklı depolama tasarımları, FV boyutlandırma ve iklim bölgeleri dahil edilmiģtir. ÇalıĢma her bir kwp için 1 kwh lık depolama kullanmanın duruma bağlı olarak yüksek gerilim ihtimalini % arasında düģürdüğünü göstermiģtir. Güney iklimlerinde, güneģ gücü çıktısı ile yük arasındaki kaybın yüksek olduğu kuzey bölgelere göre bu fayda daha net biçimde görülmektedir. FV birimler Ģebekeye dikkatli bir Ģekilde yerleģtirilirse, benzer faydalar depolama uygulamadan da sağlanabilir. Bu faydalı durum FV sistemlerin güçlü bir Ģebeke altyapısının olduğu bölgelerde kurulmasıyla sağlanabilirken zayıf Ģebekelerde bu denemelerden sakınılmalıdır. ÇalıĢmada güç dağıtım sistemi Helsinki Teknoloji Üniversitesi tarafından geliģtirilen DESIGEN simülasyon aracı uygulanarak modellenmiģtir. Program güç akıģ hesaplamalarını, dağıtık güç üretim modellerini, depolamayı ve özel yük verisini bir arada kullanmaktadır. Model FV dizelerin çıkıģ gücünü Ģu formülle hesaplamaktadır: P Fv = A Fv x I x η A Fv : Toplam dize alanı, m 2, I : Gelen güneģ ıģıması, W, P Fv η : FV sistemin dönüģüm verimliliği, : Sistem verimi. GüneĢ ıģıması doğrudan ve yayınık olarak iki ayrı türde standart formüllerle hesaplanmıģtır. Sistem verimliliği ise modül verimliliği ve sıcaklık iliģkisi ile kablo kayıpları dahil DA-AA (doğru akım alternatif akım) dönüģüm verimliliği gibi değiģkenlere bağlıdır. Ayrıca gölgeleme gibi etkiler bekleniyorsa bunlar da hesaba katılmalıdır. Tüketici yük verisi de model vasıtasıyla oluģturulmuģtur. Ortalama elektrik tüketim oranını haftalık bazda mevsimsel olarak içeren veri, cihazların günlük tüketim profillerine, kullanım sıklıklarına, güç seviyelerine ve beklemedeki tüketimlerine ihtiyaç duymaktadır. Böylece ortalama günlük tüketimleri ifade edilebilmektedir. YaklaĢık ev sayısı da bilindiği takdirde, bölgenin 69

83 zamansal olarak elektrik tüketimi hesaplanmıģ olur. Lizbon için standart bir evin yıllık elektrik talebi 2 kwh, Helsinki için 1859 kwh olarak benzer bir yaklaģımla belirlenmiģtir. ÇalıĢmanın bir diğer amacı fazla üretilen elektriği depolayıp talebin arttığı zamanda arz ederek FV kapasitesini düģük tutmaktır. Depolama kapasitesini belirlemek için: Q kapasite,yıl = max yıl (Q kapasite,gün ) Q kapasite,gün = ηa Fv x I öğle - W öğle Töğle Q kapasite,gün max yıl I öğle : Gün ortası üretim kapasitesi, kwh, : Yıllık en yüksek günlük fazla enerji, kwh, : IĢıma yoğunluğu, kw, A Fv : Toplam dize alanı, m 2, η : Sistem verimi W öğle : Gün ortası yerel tüketim, kwh formülünden yararlanılmıģtır. Bölgesel iklim etkilerinin FV elektrik üretimine doğrudan etkisi olan güneģlenme Ģiddetini açık Ģekilde etkilediği tespit edilmiģtir. Chokmaviroj vd. (2006) çalıģmalarında Tayland da gerçekleģtirilen PHA BONG FV projesinin 500 kwp lik pilot santralinin ilk sekiz ayını incelemiģlerdir. Tayland ın kuzey batısındaki kırsal bölgenin yerel ağının geniģletilemiyor olması sebebiyle 1680 modüllü (140x12 lik dizi; 300 W/modül) bir FV sistem kurulmuģtur. Sisteme iki adet 200 kva lık evirici ile 280 adet toplam 560 V, 1200 Ah lik akü bankası dahil edilmiģtir (ġekil 2.14). Referans değerlere göre SDġ ında % 13 olarak beklenen FV verimi, proje saha Ģartlarında % 9 % 12, performans oranı aralığında seyretmiģtir. Hava sıcaklığının 32.4 C iken, modül sıcaklığının 59.0 C olması verimdeki % 2-4 lük kaybın sebebi olarak gösterilmiģtir. GüneĢ ıģınım değerleri W/m 2 aralığında ölçülmüģtür. Ġlk sekiz ayda kwh elektrik üretimi gerçekleģmiģtir. Elektrik üretimi 1453 kwh/gün ile 2042 kwh/gün aralığında ve ortalama 1696 kwh/gün olmuģtur. Günlük ıģımanın 2.0 kwh/m 2 olduğu günler için performans oranı en yüksek değer olan 0.81 e ulaģmıģ, bazı günler 70

84 günlük ıģıması 6.38 kwh/m 2 olmasına karģın performans oranı, sistemin Ģebekede arızaya yol açmasını önlemek amacıyla otomatik kapatılması sebebiyle 0.70 lerde kalmıģtır. ġekil 2.14 FV sistem diyagramı (Chokmaviroj vd. 2006) Fanney vd. (2006) ekonomik kararlar alabilmek için FV sistemlerin enerji üretim tahminini yapan bilgisayar simülasyon araçlarını incelemiģlerdir. Bu araçlar farklı çalıģma ve çevresel Ģartlar altında modül performansını karakterize eden değiģkenlere ihtiyaç duymaktadır. Simülasyon modelinin karmaģık yapısı sebebiyle istenen girdi değiģkenleri FV modül etiketinde sınırlı yer alan bilgilerden, çok detaylı veri setlerine bir değiģim göstermektedir. Bu bilgiler genelde kapalı ortamlarda güneģ simülatörleriyle veya dıģ ortamda doğal ıģık altında ölçülmüģlerdir. ABD de bu konularda çalıģan iki laboratuardan NIST ve SNL (Amerikan Sandia Ulusal Laboratuarları)'de dıģ ortamda test amaçlı ölçülen FV modül performans değiģkenleri karģılaģtırılmıģtır. Denenen üç modülden ikisi tek kristalli silisyum üçüncüsü ise üç bağlantılı amorf silisyumdur. Ölçülen değerleri, uygulanan deneme prosedürünü ve performans değiģkenlerini kullanan bilgisayar simülasyonu, tahmin edilen 71

85 enerji üretimlerindeki farklılıklarını, her bir modülün elektrik performansını etkileyen geliģ açısını, hava kütlesini ve modül sıcaklığını dikkate almaktadır. Her iki laboratuardan alınan veriler birbiriyle çok uyumludur. Sadece, geliģ açısının 75 dereceyi geçtiği durumlarda, geliģ açısı değiģtiricisi etkisinde iki laboratuar arasında bir uyumsuzluk tespit edilmiģtir. Tek kristalli silisyum modülün NIST ve SNL tarafından farklı geliģ açılarında tahmin edilen akımdaki değiģimi gösteren ıģınım geliģ açısı ve akım grafiği oldukça paralellik göstermektedir (ġekil 2.15). NIST ve SNL laboratuarlarında yapılan ölçümlerde sıcaklık katsayısının % 2-17 arasında değiģmesine karģın, bu farkların denenen tüm modül performansları üzerindeki etkisi, % 2 civarında çıkmıģtır. Bir yıllık süresi içerisinde FV hücre sıcaklığı -13 ila 75 C, hava kütlesi 1.02 ila 30, güneģ ıģıması 0 ila 600 W/m 2 ve geliģ açısı 27 ila 90 derece aralıklarında değiģim göstermiģtir. SNL, FV sistemlerin yıllık elektrik üretimlerini tahmin etmek için coğrafi konum, bina yönelimi, FV hücre teknolojisi bilgisini kullanan ve farklı FV modüllerin yıllık elektriksel çıktılarını ölçülen değerlerden % 5 hata ile ortaya koyan PV Design Pro isimli bir bilgisayar programı da geliģtirmiģtir. ġekil 2.15 NIST ve SNL nin geliģ açısı-akım grafiği (Fanney vd. 2006) 72

86 Infantes vd. (2006) Ġspanya nın Ciudad Real kentindeki Endüstri Mühendisliği Lisesi nde yılları arasında yürütülen projede elektrik yük talebi tahmin etmiģ, FV paneller için uygun yer tespiti yapmıģ, merkezin ihtiyaçları doğrultusunda parasal konular dahil tüm ilgili verileri toplamıģlardır. Bu kapsamda Ģebeke bağlantılı bir FV kurulumun tasarımı için elektriksel, finansal ve ekonomik tüm bilgileri girdi olarak kullanan bir bilgisayar programı hazırlamıģlardır. Böylece tasarım için harcanacak zaman kısaltılmıģ ve birden fazla çözüm önerisi için karģılaģtırma Ģansı doğmuģtur. Elektrik tüketimi için, lisenin aktif ve reaktif elektrik tüketimleri ile mevsimsel ve mevsim harici arasında ölçülen değerleri kullanılarak, merkezi ve merkez-dıģı 6 nokta hareketli ortalamalar modeli yardımıyla 2005 yılı için bir elektrik tüketimi tahmininde bulunulmuģtur. GüneĢ ıģıması girdisi olarak Ġspanya GüneĢ IĢıması Atlası yerine yaklaģık % 7 daha düģük değerler veren NASA Yer Meteoroloji ve GüneĢ Tablosu değerleri kullanılmıģtır. FV kurulum için finans kısıtı da gözetilerek, piyasada FV üretecin ve eviricinin gücünü esas alan yaygın sistemler yerine performans, üretim, fiyat, uygun destekleme, elektrik ücretlendirme, ücretlendirmeyi etkileyen vergiler ile faturaya uygulanan indirimleri de dikkate alan daha esnek bir yöntem sağlayan bilgisayar yazılımı faydalı olmuģtur. Böylece 60 ayrı değiģken iģlenebilmiģ, güç, alan, yönelim, elektrik üretimi ve karlılık gibi değiģkenler ayarlanabilmiģ, farklı senaryolar için hızlı tasarımlar oluģturulabilmiģ, yazılım güncellenebilir bir veri bankasıyla ilintili çalıģtığından FV panel ve eviricilerdeki değiģiklikler anında yansıtılabilmiģtir. GeliĢtirilen yazılımın tasarımın ana unsurlarını oluģturan akıģ ġekil 2.16 de Ģematize edilmiģtir. Enlem ve boylamı dikkate alarak aylık dönemlerde elektrik üretimini hesaplamak için: E ay = P anma (G etkili / G*) x F gölge x F etkili [kwh/ay] E ay P anma G etkili : Üretilebilecek aylık enerji, kwh, : FV panel anma gücü, kw, : FV panele gelen etkili yıllık güneģ ıģıması, kw, G* : En yüksek güç için güneģ ıģıması, kw, F gölge : FV panel üzerindeki gölgeleme faktörü, F etkili : Evirici kayıplarını içeren verimlilik faktörü ( ) algoritmasından yararlanılmıģtır. 73

87 Bu Ģekilde yapılan hesap doğrultusunda 2005 yılında tüketimin % 29 unu karģılayabilecek aynı sistem 2000 yılında olsaydı % 43 ünü, 2001 de % 42 sini, 2002 de % 35 ini 2003 de % 32 sini karģılayabileceği sonucuna varılmıģtır. Ortalama kwp baģına elektrik üretimi 1207 kwh hesaplanmıģtır. Bu değer üretici referans değerlerinin kwh/kwp arasındaki üretim hesaplamalarının fazla iyimser olduğunu göstermektedir. ġekil 2.16 Yazılımın ve geleneksel yöntemin FV tasarım akıģ Ģeması (Infantes vd. 2006) Paatero ve Lund (2007) çalıģmalarında Helsinki ve Lizbon için son kullanıcı tarafında büyük ölçekli dağıtık FV güç üretiminin orta gerilim dağıtım Ģebekesindeki etkilerini DESIGEN simülasyon aracıyla modelleyerek incelemiģlerdir. Model için ilk olarak bir yıl içerisindeki ortalama elektrik tüketim oranı verisini ve mevsimsel haftalık değiģimli ortalama yük verisini girdi olarak kullanmıģlardır. Kamuoyunun FV teknolojileri desteklemesi ve artan pazar payı, özellikle elektrik dağıtım Ģebekesi ve müģteri tarafında Ģebeke bağlantılı FV uygulamaların artmasına neden olmaktadır. Odak noktalar gerilim 74

88 düģmesi, Ģebeke kayıpları ve Ģebeke kazançlarını içeren statik davranıģlardır. KiĢisel FV sistemler tüketici noktalarında dağıtık Ģekilde dağıtım Ģebekesine bağlanmaktadırlar. Dağıtım Ģebekesi simülasyonu kullanılarak 150 farklı örnek durum için FV sistemlerin Ģebekeye bu Ģekilde bağlanıģlarının etkileri hakkında detaylı bilgiye ulaģılmaya çalıģılmıģtır. Bu örnek durumlar iki farklı coğrafik konumda, yük belirleme yöntemiyle belirlenen toplam üç farklı evsel elektrik tüketim profilinden oluģmaktadır. BeĢ farklı Ģebekeye bağlantı seviyesi ve dört farklı güneģ paneli yönelim stratejisi de analiz edilmiģtir. Toplam yıllık elektrik tüketimi verisi için, o yıla ait tahmini nüfus, cihazların (elektrik tüketiciler) tercihen hafta içi ve sonu olarak detaylandırılmıģ referans güç değerleri, kullanım sıklıkları, günlük tüketim profilleri ve beklemedeki tüketimlerinden yararlanılmıģtır. FV modüllerin yönelimi ve yerel iklim Ģartlarının, FV elektrik üretimi değiģkenlerini ve yükü karģılama oranını doğrudan etkilediği gözlemlenmiģtir (ġekil 2.17). ġekil 2.17 Lizbon ve Helsinki için elektrik yük talebi ve FV üretim seyri, 1kWp/hane 75

89 Lizbon ve Helsinki için FV panel ıģıma açıları sırasıyla 30 ve 45 seçilmiģtir. Helsinki kuzey ikliminde olduğundan dolayı yıllık bazda Lizbon'dan % daha düģük FV çıkıģ vermektedir. FV çıkıģ seyri Lizbon'da oldukça düzgün giderken, Helsinki deki meteorolojik Ģartlar nedeniyle oldukça dalgalı olmaktadır. Saatlik tepe güç değerlerine her iki iklimde de ilkbaharın ilk günlerinde açık ve serin havada ulaģılabilmiģtir. FV panel yöneliminde doğubatı durumu, ortalama gücün en yüksek olduğu durum olmasına karģın toplam enerji üretimi düģüktür. Diğer yönden sürekli güney durumunda, en yüksek toplam enerji üretimine ulaģılırken, FV eğrinin Ģekli tüm durumlarda en dik halini almaktadır. Güney-batı ve güneydoğu-batı durumları biraz daha ortalama değerler vermektedir (ġekil 2.18). ġekil kwp/hane doğu-batı doğrultulu yazlık ortalama tüketim ve FV üretim Sonuçlar FV üretimle evsel elektrik tüketimi arasındaki farkın FV panellerin yönelimini değiģtirerek kapanamayacağını göstermektedir. FV panellerin doğu-batı yönelimindeki düģüģ öğle vakti FV tepe değerini Helsinki de % 30 Lizbon da % 10 düģürmektedir. AkĢamın erken saatlerinde evsel tüketim tepe olduğunda FV üretim yetersiz kalmıģtır. FV sistemi elektrik Ģebekesine bağlantılı olarak çalıģtırmak sadece gerilim desteği sağlamamakta, aynı zamanda sistem kayıplarını da en aza indirmektedir. FV sistem bağlantısı olmaksızın, Helsinki de toplam yükün % 0.74 ü, Lizbon da % 0.80 i Ģebeke kaybıdır. Ancak 1 kwp/hane lik bir FV sistem Ģebekeye bağlandığında kayıp oranı açık Ģekilde düģmekte, 2 kwp/hane lik bir sistem bağlandığında ise Helsinki de % 1.7, Lizbon da % 1.9 oranına yükselmektedir. Ġncelenen tüm Ģebeke tipleri 1 kwp/hane 76

90 büyüklüğündeki FV sistemlerle problemsiz çalıģabilmiģtir. En iyi performansı ise tarak tipi Ģebekeler göstermiģlerdir. Miwa ve Matsuno (2008) FV sistem donanımı referans değerleri ile gerçekleģen değerler arasındaki doğrulama iliģkisini araģtırmıģlardır. Japonya Yeni Enerji ve Sanayi Teknoloji GeliĢtirme Örgütü (NEDO) 2006 yılında Japonya nın en kuzey kenti olan Wakkanai Ģehrini büyük ölçekli FV güç üretim santralleri çalıģtıran bir Ģebekenin kararlılığının doğrulaması için, doğrulama merkezi seçmiģtir. Birinci etabı sürdürülen projede 80 kw FV sistem için 1 yılı aģkın süreyle veri toplanmıģtır. Ayrıca 2008 yılında 2 MW ve 500 kw NaS (sodyumkükürt) akü sistemi devreye alınmıģ ve FV çıkıģ dalgalanması incelenmiģtir. Proje 2010 yılında 5MW a ulaģarak tamamlanacaktır. Bu kapasitede kurulacak bir FV güç elektriği santrali için en uygun FV modüle karar vermek adına ilk etapta üç adedi tekli kristal silisyum, üç adedi çok kristalli silisyum, iki adedi amorf silisyum, bir adedi yeni model katlı (tandem) tip ve bir adedi de yeni model tümleģik yarıiletken (CIS) tip olmak üzere 5 ayrı teknolojiden 10 tür FV modül kurulmuģ ve sonuçları kıyaslanmıģtır. Bu kıyaslamada ana kriterler maliyet analizi, performans oranı (PR), sıcaklık karakteristikleri ve kar etkisi olarak belirlenmiģtir. Değerlendirmede esas alınan kriter performans oranıdır (ġekil 2.19): PR = E p /(P as *Ha / G s ) PR : Performans oranı, E p P as : FV den üretilen toplam enerji, kwh, : FV anma kurulu gücü, kw, Ha : FV yüzeyindeki toplam ıģıma miktarı, kwh/m 2, G s : Referans ıģınım, kw/m 2. 77

91 ġekil 2.19 Aylık FV performans oranları (Miwa ve Matsuno 2008) Performans oranı Aralık-ġubat arası dönemde FV panel yüzeyleri karla kaplandığı için çok düģük çıkmıģtır. Kristal silisyum FV panellerde kıģ mevsimi hariç performans oranı % 90 gibi çok yüksek değer verirken, sadece kıģ mevsiminde çalıģtırılmıģ olan amorf silisyumum performans oranı % 15 de kalmıģtır. Ancak performans oranları yaz mevsimiyle birlikte hızlı bir yükseliģe geçmiģtir. Mevsimsel bu farkın ana sebebi olarak kıģın sıcaklığın çok düģük olması gösterilebilir. Bu konuda gözlem ve çalıģmalar sürmektedir. FV üretim çıkıģı çok dalgalı bir seyir izlediği için zayıf Ģebekelerde sorun yaratabilmektedir. Bu sebeple NaS aküleri kullanılarak çıkıģın düzgünleģtirilmesi sağlanmaktadır. Bununla birlikte asıl hedeflerden biri programlı bir FV üretim yapmaktır. Bu amaç doğrultusunda gelecek günler için güneģ ıģıması tahmin edilerek FV üretimin ne kadar olacağı ve NaS akülerin dolmaboģalma durumları hesaplanarak programlanmıģtır. GüneĢ ıģıması ve hava durumu tahmini için ayrıca bir sayısal model ve doğruluğunu sürekli iyileģtirmek için farklı yöntemler geliģtirilmiģtir. ġekil 2.20 de görüleceği üzere 9-18 saatleri arası 500 kw lık, sonrası içinse 0 kw lık bir güç beslemesi programlanmıģ ve öngörülen program baģarıyla uygulanabilmiģtir. 78

92 ġekil 2.20 Öngörülen iģletim programı deneme sonuçları (Miwa ve Matsuno 2008) Paatero (2009) çalıģmasında özellikle yenilenebilir enerji üretiminin yaygınlaģmaya baģladığı günümüz Ģartlarında, orta ölçekli dağıtık rüzgar türbini ve FV santrallerin büyük ölçekli dağıtım Ģebekelerine entegrasyonu, desteği ve muhtemel sorunlarını araģtırmıģtır. Ġstenmeyen aģırı gerilim üretimi sırasında, enerjinin depolanması, Ģebeke topolojisinin uygun kullanımı ve FV panel çıkıģlarının baģka yere yönlendirilmesini irdelemiģtir. Enerji depolamak, üretimdeki ani değiģimlerden kaynaklanan düzensizlikleri gidermenin yanı sıra, arz talep dengesi kurmada ve aģırı gerilim tehdidine karģı da kullanıģlı bir yöntemdir. Ayrıca zaman boyutunda fiyat farkının olduğu dönemlerde ekonomik olanı seçme Ģansı tanımaktadır. Depolanan enerjinin kısa ve uzun vadede yük beslemesini dengelemek amaçlı kullanımını sağlamak amacıyla farklı depolama kontrol stratejileri uygulanmıģtır. Bu gerekçeyle detaylı bir tüketici yük belirleme modeli ve Helsinki Teknoloji Üniversitesi tarafından geliģtirilen DESIGEN isimli dağıtım Ģebekesi güç akıģ simülasyonu kullanılmıģtır. 79

93 Finlandiya daki FV güç üretim santrali hesaplamaları için meteorolojik girdi olarak, Helsinki Havaalanı ndaki meteoroloji istasyonuna ait 10 yıllık güneģ ıģıması ölçümü kullanılırken, Lizbon için proje kapsamında ölçüm yapılmıģtır. ġehirde seçilmiģ bir bölgenin FV potansiyeli tahmin edilmek istendiğinde, bina yüzey ve çatı alanlarının uygunluğu, bölgesel meteorolojik veriler ve bina konumları kullanılarak çatılar için toplam yüzey alanın yarısı verimli alan olarak alınmaktadır. Enerji tüketim verisini istatistiki olarak kullanabilmek amacıyla yıllık, haftalık ve günlük periyotlarda veri toplanmıģtır. Bu veri sıklığı elektrik tüketimini tespit etmekte güvenilir kabul edilmektedir. Yük belirleme için girdi olarak standart bir evin elektrikli aletleri ve kiģisel ihtiyaçlarını veren bu istatistiksel verilerden yararlanılmıģtır. Elektrik dağıtım Ģirketleri yük talebini belirlemek adına, evde yaģayan kiģi sayısına veya elektrik tüketicilerine göre farklı tüketim sınıfları için tüketim bilgilerini toplayıp ve bu bilgileri hazırladıkları modellerde iģleyerek geleneksel tahmin yöntemlerinden daha detaylı bilgilere ulaģmaktadırlar. Ancak bu detay hiçbir zaman her bir ev için yapılan veri toplama çalıģmasından daha açıklayıcı olamamaktadır. Elektrik tüketim tahmin yöntemleri aynı zamanda sosyal ve mühendislik tipleri olarak iki sınıfa ayrılabilir. Sosyal tip tahmin yöntemlerinde yapılan iģin yanı sıra cihazların (elektrik tüketiciler) kullanıcılarının davranıģları, çalıģma tarzları gibi kriterler baz alınırken, mühendislik tipi tahmin yöntemlerinde cihazların referans değerleri, yük altındaki tüketimleri gibi teknik verilerden yararlanılmaktadır. Sonuç olarak hem güney ikliminden Lizbon da hem de kuzey ikliminden Helsinki'de aile baģına 0.5 kw'lık Ģebeke bağlantılı FV üretecin devreye alınmasının Ģebekede herhangi bir arızaya sebebiyet vermeden uygulanabileceği belirlenmiģtir. Depolama seçeneği bulunan sistemlerde ise bu güç aile baģına 1 kw'a kadar çıkabilecektir. Simülasyon sonucuna göre binaya entegre FV üreteçler orta ölçekli dağıtım Ģebekelerinde nakil kayıplarını % 34 düģürmektedir. Fotovoltaikler ve küçük rüzgar santrallerinin evsel ihtiyaçlar seviyesine kadar inmiģ olması, farklı ve dağıtık güç üretimlerindeki artıģ, dağıtım Ģebekesinde yeni mühendislik çalıģmalarını da gerekli kılmaktadır. 80

94 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1 Materyal Bu çalıģma Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği nde yürütülmüģtür. ÇalıĢmanın anlatımını kolaylaģtırmak adına Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği isimli iģletmemiz bundan sonra metinde baģ harflerinden esinlenilmek ve tarımsal bir ürünü çağrıģtırması bakımından HAVUÇ olarak adlandırılmıģtır. HAVUÇ, asli görev tanımı olarak Ziraat Fakültesi bünyesindeki öğretim üyeleri, öğretim görevlileri, uzmanlar ile yüksek lisans ve doktora öğrencilerinin araģtırma ve denemelerini yapabilmeleri için uygun teknik alt yapı ve desteği sağlamaktadır. Bitkisel ve hayvansal tarım faaliyetin yanında, iģletmedeki marangozhane, motor ve kaynak atölyeleri gibi hizmet birimlerinde ofis mobilyaları üretimi ile çiftliğin ve Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi nin bazı onarım ve bakım ihtiyaçları da karģılanmaktadır. Ayrıca Ziraat Fakültesi nin eğitim müfredatı doğrultusunda lisans öğrencilerine mesleki uygulama dersleri verilmekte, yaz döneminde ise staj programları uygulanmaktadır. Öğrenciler bu dönemde sosyal tesislerde konaklama, temizlik, beslenme ve dinlenme ihtiyaçlarını gidermektedirler. AraĢtırmamızın ana materyallerinden biri de güneģlenme ölçümleri baģta olmak üzere ilgili meteorolojik değiģkenlerdir. Bu kısımda güneģ enerjisi potansiyeli hesaplamasında yararlandığımız meteorolojik gözlem ve ölçümler ile elde edilme yöntemleri de açıklanmıģtır. GüneĢten gelen enerjinin son kullanıcıya yarayıģlı hale dönüģtürülmesi için planlama, tasarım ve karar verme aģamalarında arayüz teģkil eden paket program hakkında bilgi aktarımı da bu bölüm kapsamındadır. 81

95 3.1.1 Haymana Araştırma ve Uygulama Çiftliği Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi bünyesinde 4 adet tarımsal araģtırma ve uygulama iģletmesi bulunmaktadır. Bu iģletmeler küçükten büyüğe doğru, 2200 m 2 havuz alanı ile Çifteler Su Ürünleri AraĢtırma ve Uygulama ĠĢletmesi, 8 da kullanım alanıyla Kalecik Bağcılık AraĢtırma ve Uygulama ĠĢletmesi, 150 da büyüklüğündeki AyaĢ Bahçe Bitkileri AraĢtırma ve Uygulama ĠĢletmesi ve çalıģmamıza konu olan 4200 da alanıyla Haymana AraĢtırma ve Uygulama Çiftliği (HAVUÇ) dir. HAVUÇ, Sakarya Akarsuyu Havzası nda, Ankara-Haymana karayolunun 42. km'sinde, GölbaĢı Ġlçesi ne 15 km mesafede, 1060 m rakımlı Ġkizce Mevkisi nde 1983 senesinde kurulmuģtur. ġekil 3.1 de HAVUÇ iģletmesinin uydu fotoğrafından genel görünümü tesisler bazında A, B, C, D ve E Ģeklinde 5 ayrı paftaya ayrılarak sunulmaktadır. ĠĢletmenin tamamı kuzey enlemleri ile doğu boylamlarında, +2 saat diliminde bulunmaktadır. En yüksek kotu 1085 m, en düģük kotu 1030 m dir. Dikkat edileceği üzere iģletmeler ve tesisler yerleģkenin yüksek kotlu sınır bölgelerinde inģa edilmiģlerdir. Paftalar haricinde kalan arazi bahçe ve tarla tarımı için kullanılmaktadır. Böylece sert karasal iklim koģulları gözetilmiģ tarla ve bahçe tarımına ayrılan arazinin nispeten düģük kotlarda kalması sağlanmıģtır. Bu alanın 3200 da ı tarla tarımı, 130 da ı bahçe tarımına tahsislidir. Bahçe tarımı haricindeki peyzaj ağaçlandırması idare ve sosyal tesis binaları dolaylarında yoğunlaģmaktadır. Binalar ve ağaçlar dıģında iģletme dahilinde gölge oluģturabilecek herhangi bir engel bulunmamaktadır. Tuğaç ve Torunlar (2007) ekolojik kriterlere göre hücresel analiz metodu kullanarak, HAVUÇ ile aynı mevkide bulunan Tarla Bitkileri Merkez AraĢtırma Enstitüsü arazilerinin tarımsal arazi kullanım uygunluğunu belirledikleri araģtırmalarında CBS tekniklerini kullanmıģlar, her bir arazi kriteri için toprak, topografya ve sulama koģulları oluģturmuģlar ve sonuç olarak arazinin tarımsal uygunluk indeksi ile tarımsal uygunluk sınıflarını belirlemiģlerdir. Buna göre arazinin % 7.15 ni gölet, bataklık ve kayalık alanlar oluģturmaktadır. Arazilerin FAO nun uygunluk sınıflandırmasına göre tarımsal uygunluk bakımından % ü çok uygun, % u uygun ve % si az uygun arazilerdir. Arazinin % ünün ise tarımsal kullanım yönünden, toprak özelliklerinin uygun olmadığını belirlemiģlerdir. 82

96 ġekil 3.1 HAVUÇ genel görünüm 83

97 ġekil 3.2 veġekil 3.3 de ağırlıklı olarak idare binalarının; yemekhane, kantin gibi dinlence yerlerinin; depo, atölye, garaj gibi destek birimlerinin düzenli bir Ģekilde yerleģtiği yönetim yerleģkesini görmekteyiz. Motopomp tesisi ile nizamiye binası ise iģletmenin ana giriģ bölgesindedir (ġekil 3.4). HAVUÇ da uzun yıllar için uygulanacak muhtemel ürün çeģitliliği ve üretim tekniklerinin ihtiyaçlarını karģılamak amacıyla tasarlanmıģ bu hizmet binaları kendi aralarında uygun bir düzene ve uyuma sahip olmasına karģın yönelim olarak güneye derece sapmayla yerleģtirilmiģ olmaları önemli bir eksikliktir. Binaların pencere gibi açıklıkları, avlu gibi kullanım alanları ve çatı konstrüksiyonları gibi eğimli yüzeyleri güneģin ıģın, ıģık ve ısı enerjisinden en yüksek faydayı elde etmekten uzaktır. Benzer durumun ġekil 3.5 de gösterilen C-005 kodlu sera için de 57 derecelik sapmayla geçerli olması, planlama ve uygulama aģamasında güneģten optimum yararlanmayı hedefleyen mimari yaklaģımın dikkate alınmadığının bir göstergesidir. Hindi kümesi, ızgaralı besi ve sera tarımsal iģletmenin güney batı kısmında konuģlandırılmıģtır (ġekil 3.5). ġekil 3.6 ve ġekil 3.7 deki yerleģkenin güney kısmını kapsayan D paftasında, büyükbaģ-küçükbaģ hayvancılık ve kümes hayvancılığı tesisleri ile silaj, ot sundurmaları ve padoklar gibi destek birimlerin bir araya toplandığı düzenli bir yerleģim deseni sergilenmektedir. Tarımsal iģletmenin bu kısmı toprak yapısı açısından bataklık türü olması sebebiyle tarla ve bahçe tarımına en elveriģsiz arazi yapısından ibarettir. ġekil 3.8 deki E paftası yükseklik itibariyle yerleģkenin en yüksek kısmında, araziye hakim bir bölgeyi göstermektedir. Ġdari ve teknik personelin ikamet bölgesi ve sosyal tesisler yerleģkenin en kuzey ucu olan bu bölümde konuģlandırılmıģtır. Ġçme ve sulama suyu sağlayan su deposu ve sulama havuzu da yüksek kot sebebiyle bu kısımda yer almaktadır. Diğer tarımsal ve idari binalar için söz konusu olan güneye yönelim problemi lojmanlar için geçerli değildir. 3 adet lojman bloğu 10 derece gibi küçük bir güneyden sapmayla inģa edilmiģlerdir. 84

98 ġekil 3.2 HAVUÇ A paftası idari kısım genel görünümü 85

99 ġekil 3.3 HAVUÇ boyutlandırılmıģ A paftası idari kısım genel görünümü 86

100 ġekil 3.4 HAVUÇ boyutlandırılmıģ B paftası nizamiye ve motopomp genel görünümü 87

101 ġekil 3.5 HAVUÇ boyutlandırılmıģ C paftası iģletmeler kısmı genel görünümü 88

102 ġekil 3.6 HAVUÇ D paftası iģletmeler kısmı genel görünümü 89

103 ġekil 3.7 HAVUÇ boyutlandırılmıģ D paftası iģletmeler kısmı genel görünümü 90

104 ġekil 3.8 HAVUÇ boyutlandırılmıģ E paftası sosyal tesis ve lojman kısmı genel görünümü 91

105 Çizelge 3.1 de HAVUÇ daki tüm yapılar boyutları, yönelimleri ve çatı tipleriyle verilmektedir. ĠĢletme sahasına tesis edilmiģ 38 adet bina toplam m 2 kapalı alan oluģturmaktadır. Binalar güneye yönelim anlamında derece arasında geniģ bir aralıkta yerleģtirilmiģlerdir. Tüm binalarda ortak olmak kaydıyla beģik çatı uygulanmıģtır. Çatı kanatları bölgesel genel kabule uygun olarak yaklaģık 30 derece eğimlidir. Çatı izdüģüm alanları en yüksek olan iki yapı yaklaģık 900 m 2 alan ile D-004 kodlu sütçülük ve E-001 kodlu sosyal tesis binalarıdır. Isıl ve fotovoltaik amaçlı toplaçların çatı uygulamalarında, izdüģüm alanının yarısı kullanıģlı alan olarak kabul edildiği düģünüldüğünde, yaklaģık 7500 m 2 toplam güneģ enerjisi kullanım alanından söz edilebilir. ġekil 3.9 daki HAVUÇ organizasyon Ģeması iģletmenin hem idari organlarını hem de teknik birimlerini birbirleriyle olan iliģkileri anlamında göstermektedir. Coğrafik ve iklimsel Ģartlara uygun hemen her türlü bitkisel ve hayvansal üretimin yapıldığı iģletmede, ana baģlıklar altında olmak üzere yeterli uzman mühendis (7 adet), veteriner (1 adet) ve iģçi (38 adet) istihdam edilmektedir. HAVUÇ un bu anlamda teknik ve ticari yönden de üretim sürecindeki muhtemel ihtiyaçlarını karģılayabilen, kendi kendine yetebilen örnek bir profesyonel yapılanma olduğu söylenebilir. ĠĢletmede üretilen hayvansal gübrenin bahçe ve tarla tarımında; yetiģtirilen yoncanın hayvancılık iģletmelerinde girdi olarak kullanılması gibi örnekler göz önünde bulundurulduğunda, üretime etki eden enerji girdi analizlerinin alıģılagelmiģ yöntemlerden farklı iģlemesi gerektiği açıktır. Çünkü bir üretim sürecinde enerji çıktısı olarak gösterilen değiģken, bir diğerinde enerji girdisi olarak tekrar yeni bir üretim sürecine dahil edilmekte, böylece elde edilen fayda en yüksek seviyede olmaktadır. HAVUÇ da yılları arasında tarla tarımı türünden düzenli olarak üretimi yapılan mısır, Ģeker pancarı, yonca, kuru fasulye, buğday ve arpanın üretim seyri piyasa koģullarına göre oluģan bitki deseninin ve iklim Ģartlarının, doğrudan verimi etkilediğini göstermektedir. (Çizelge 3.2) de dikkat edileceği üzere tarım politikalarındaki eğilim doğrultusunda Ģeker pancarı üretimi 2008 yılı itibariyle yapılmamıģtır. 92

106 Çizelge 3.1 HAVUÇ daki tesislerin yön açıları ve boyutlandırması Sayı Bina Yön açısı, En, Boy, Çatı izdüģüm Bina adı Çatı tipi kodu derece m m alanı, m 2 1 A-001 Ġdare Binası 60 Basit kırma A-002 Kantin Teras, Kantin 150 BeĢik A-003 Marangozhane 150 BeĢik A-004 Kaynak Atölyesi 150 BeĢik A-005 ĠĢletme Jeneratör KÖK Binası 150 BeĢik A-006 Makina Garajı -Eski Selektör 240 BeĢik A-007 Makina Garajı - Tahıl Ambarı 240 BeĢik A-008 Yeni Selektör 30 BeĢik A-009 Motor Atölyesi, Tamirhane 30 BeĢik A-010 Ġdari Oda 240 BeĢik A-011 DöĢeme Atölyesi 240 BeĢik A-012 Yemekhane 30 BeĢik A-013 Depo 30 BeĢik A-014 Gübre Hangarı 30 BeĢik A nolu Hangar 60 BeĢik A-016 Yem Hangarı 30 BeĢik B-001 Nizamiye 68 Düz B-002 Motopomp 38 BeĢik C-001 Besi - Depo 33 BeĢik C-002 Hindi Kümesi 33 BeĢik C-003 Sulama ĠnĢaat Deposu 33 BeĢik C-004 Izgaralı Besi Ahırı 33 BeĢik C-005 Sera 57 BeĢik, cam D-001 Açık Besi Padoku 36 BeĢik D-002 Sütçülük - Genç Hayvanlar 36.1 BeĢik D-003 Sağımhane 57 BeĢik D-004 Sütçülük 32.3 BeĢik D-005 Sap Balyası Sundurması 33 Sundurma D-006 Silaj Çukurları D-007 Ot Balyası Sundurması 33 Sundurma D-008 Broyler Kümesi 33 BeĢik D-009 Yumurta Kümesi 33 BeĢik D-010 Sütçülük - Açık Padok 33 Sundurma E-001 Sosyal Tesis 25 BeĢik E-002 Küçük Ev 50 BeĢik E-003 Lojman 1 10 BeĢik E-004 Lojman 2 10 BeĢik E-005 Lojman 3 10 BeĢik Kesimhane 50 BeĢik Toplam izdüşüm alanı, m

107 ġekil 3.9 HAVUÇ organizasyon Ģeması 94

108 Çizelge 3.2 HAVUÇ bitkisel üretim seyri Ürün / Yıl Mısır, ton ġ.pancarı, ton Yonca, ton K.fasulye, ton Buğday, ton Arpa, ton yok yok yok YOK yok yıllık hayvansal üretim toplamları herhangi bir üründeki üretim miktarının düzenli olarak artıģ veya azalıģına iģaret etmemektedir. ĠĢletmede mevcut kapasite, çevresel etkenler ve piyasa talebi doğrultusunda üretim yapılmaktadır (Çizelge 3.3). Çizelge 3.3 HAVUÇ hayvansal üretim seyri Ürün / Yıl Süt, ton Doğan buzağı, adet Üretilen yumurta, viyol Doğan kuzu, adet Meteorolojik veri Ülkemizde 3254 sayılı kanunla meteorolojik faaliyetleri yürütme görevi DMĠ ne verilmiģtir. DMĠ de, bu faaliyetlerin baģında gelen meteorolojik değiģkenlerin ölçümü görevini, tüm dünyada bir standart oluģturulabilmesi amacıyla tek elden düzenleyen ve aynı zamanda üyesi olduğu DMT kıstaslarına göre yapmaktadır. DMĠ yanında bazı kamu kuruluģları, üniversiteler ve özel sektör firmaları da kendi ihtiyaçları doğrultusunda meteorolojik ölçüm yapabilmektedirler. Nitekim 2819 sayılı kanunla kurulan EĠE ülkenin elektrik enerjisine 95

109 dönüģebilir doğal kaynaklarından sorumlu kılınmıģtır. Bu kapsamda her iki kuruluģ da sorumluluk sahalarında farklı büyüklük ve kapsamda meteoroloji istasyonu çalıģtırmaktadırlar. Bu çalıģmada ihtiyaç duyulan tüm meteorolojik veriler bu iki kamu kuruluģunun çalıģtırmıģ olduğu meteoroloji istasyonlarındaki gözlemler ile mekanik ve elektronik aletlere dayanmaktadır. EĠE Ankara nın hidrolojik etüdünü yaptığı proje kapsamında HAVUÇ sahası içerisine, HAVUÇ a 20 km mesafedeki Culuk Köyü ne ve 15 km mesafedeki GölbaĢı Ġlçesi ne proje süresi boyunca ölçüm yapacak meteoroloji istasyonları kurmuģtur (ġekil 3.10). HAVUÇ ve Culuk Köyü ndeki istasyonlar sıcaklık, basınç ve nem gibi ana değiģkenlerine ek olarak küresel güneģ ıģımasını ölçen Kipp&Zonen marka CMP11 modeli piranometre cihazı da içermektedir (Çizelge 3.4 ve ġekil 3.11). ġekil 3.10 EĠE HAVUÇ otomatik meteoroloji gözlem istasyonu 96

110 Çizelge 3.4 Kipp&Zonen marka CMP11 modeli piranometre özellikleri Tayfsal aralık nm Hassasiyet 7-14 µv/w/m² Tepki süresi ± 5 s Yön hatası (ıģınım=1000 W/m², < 80 ) < 10 W/m² Sıcaklık duyarlılığı (-10 ºC ila +40 ºC) ± 1 % ÇalıĢma sıcaklığı aralığı -40 C to +80 C En yüksek güneģ ıģınımı 4000 W/m² GörüĢ açısı 180 ġekil 3.11 Kipp&Zonen marka CMP11 modeli piranometre DMĠ Ankara il merkezinde, Etimesgut Ġlçesi nde ve Ġkizce Kasabası nda meteoroloji istasyonuna sahiptir. Ġkizce Meteoroloji Ġstasyonu 2003 yılında faaliyetini durdurmuģtur. Buna karģın HAVUÇ bölgesinin iklim karakteristiğini ifade edebilecek en uzun soluklu ölçüm ve rasatlar bu istasyona aittir. Ġkizce Meteoroloji Ġstasyonu küçük klima tarzında olduğu için güneģlenme süresi ve güneģ ıģıması ölçümü yapmamıģtır. Bu sebeple Culuk Köyü ve HAVUÇ daki küresel güneģ ıģıması ölçümlerinin yanında, güneģ enerjisi potansiyeliyle ilgili yapılacak değerlendirmeye katkı sağlamak amacıyla bölgeye en yakın 97

111 güneģlenme süresi ölçümü yapan istasyon olan DMĠ Etimesgut Meteoroloji Ġstasyonu ve DMĠ Ankara Meteoroloji Ġstasyonu nda helyograf aletiyle (ġekil 3.12) yapılmıģ olan güneģlenme süresi ölçümleri kullanılmıģtır. GüneĢlenme süresinden kasıt, her ne kadar ayrılamaz olsalar da diğer dalga boylarında ıģıyan enerjiden daha çok görünür ıģımadır. Özel bir cam küre vasıtasıyla güneģ ıģınlarının belli bir odaklamayla özel siyah bir kağıdı yakabildiği durumların gün içerisindeki toplam süresi güneģlenme süresi olarak kabul edilir de Campbell-Stokes güneģlenme kaydedicisi için ilk kez bu tarif yapılmıģ ve küçük standardizasyon tarifleriyle Campbell-Stokes helyograf halen günümüzde kullanılmaya ve referans alet olarak kabul edilmeye devam etmektedir. Meteorolojik amaçlı küresel güneģ ıģıması ölçümü yapan piranometrelerle de hesaplama yoluyla güneģlenme süresi ölçülebilir. DMT yatay yüzeye gelen toplam güneģ ıģınımı gücünün 120 W/m 2 yi geçmesi durumunu, güneģlenme olduğunun kabulü olarak standart ilan etmiģtir. ġekil 3.12 Campbell-Stokes helyograf 98

112 Çizelge 3.5 de yılları arasında çalıģtırılmıģ DMĠ Ġkizce Küçük Klima Meteoroloji Ġstasyonu nda ölçülmüģ ortalama ve uç meteorolojik değerler aylık ve yıllık bazda verilmiģtir. Buna göre HAVUÇ için yıllık ortalama sıcaklık 10 C dir. Kaydedilen en düģük sıcaklık C ile Aralık ayında, en yüksek sıcaklık 38.3 C ile Temmuz ayında gerçekleģmiģtir. Ġlk don tarihi 30 Ekim (2003) ve son don tarihi 2 Mayıs (1988) olarak tarihlenmiģtir. KıĢın ortalama % 82 lere ulaģan, yazın ise ortalama % 63 lere gerileyen nispi nemin en düģük değeri % 12, yıllık ortalaması ise % 73 oranındadır. Havanın 10 dilime ayrıldığı kabulüyle yıllık ortalama bulutluluk (hava kapalılığı) 3.4/10 oranındadır. Gökyüzünün tamamen açık olduğu gün sayısı kıģ aylarında 3-5 gün/ay iken, yaz aylarında 20 gün/ay a uzamaktadır. Ortalama yıllık toplam yağıģı ise karasal iklim Ģartlarına paralel olarak kıģın yüksek yazın düģük olmak kaydıyla yıllık ortalama 80 yağıģlı günde 400 mm olarak hesaplanmıģtır. Ortalama rüzgar hızı yıl boyu homojen bir seyir izlemektedir; 3.2 m/s lik sürekli bir orta seviye rüzgardan bahsedilebilir. Rakımının yüksek oluģu sebebiyle bölge iklimi çevresine göre yazları daha serin, kıģları ise daha sert geçmektedir. Tüm yenilenebilir enerji kaynaklarında olduğu gibi güneģ enerjisinde de her ne kadar ana girdi güneģ ıģıması olsa da, hava sıcaklığı, rüzgar hızı, bulutluluk, hava kapalılığı gibi değiģkenler de küresel güneģ ıģımasına ve güneģlenme süresine doğrudan etki etmektedirler. Bu değiģkenler ayrıca FV güneģ elektriği üretim tesislerinin ana teknolojisi olan FV hücre performansının da ana etkileyicileridir. Dünya üzerinde enlem ve boylamı bilinen bir nokta için yılın herhangi bir anında güneģin azimut, zenit ve yükseklik açıları ile gökyüzündeki pozisyonunu belirlemek olasıdır. Bu amaçla hazırlanan SOLPOS CALCULATOR, Amerika Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı (NREL) Ölçüm ve Aletler Veri Merkezi tarafından geliģtirilmiģ, internet tabanlı çalıģan ve güneģin gökyüzündeki pozisyonunu ve yoğunluğunu koordinat ve zamana göre hesaplayan bir uygulamadır yılları için +/ belirsizlikle çalıģmaktadır (ġekil 3.13) (http://www.nrel.gov/midc/solpos/solpos.html, 2010). 99

113 Çizelge 3.5 HAVUÇ meteorolojik veriler ( Ġkizce Meteoroloji Ġstasyonu) Meteorolojik elemanlar Ortalama sıcaklık, C Ortalama yüksek sıcaklık, C Ortalama düģük sıcaklık, C En yüksek sıcaklık günü En yüksek sıcaklık yılı En yüksek sıcaklık, C En düģük sıcaklık günü En düģük sıcaklık yılı En düģük sıcaklık, C Ortalama bağıl nem, % En düģük bağıl nem, % Ortalama bulutluluk, 07:00 (0-10) Ortalama bulutluluk, 14:00 (0-10) Ortalama bulutluluk, 21:00 (0-10) Ortalama bulutluluk (0-10) Ortalama açık gün (bulutluluk ) Ortalama bulutlu gün (bulutluluk ) Ortalama kapalı gün (bulutluluk ) Ortalama toplam yağıģ miktarı, mm Günlük en çok yağıģ miktarı, mm Ay Yıllık

114 Çizelge 3.5 HAVUÇ meteorolojik veriler ( Ġkizce Meteoroloji Ġstasyonu), (devam) Meteorolojik elemanlar Ay Yıllık Ortalama kar yağıģlı günler sayısı Ortalama sisli günler sayısı Ortalama dolulu günler sayısı Ortalama kırağılı günler sayısı Ortalama rüzgar hızı, m/s ġekil 3.13 Solpos Calculator arayüzü 101

115 3.1.3 PVSYST yazılımı PVSYST, her yönüyle FV sistem boyutlandırmasını ve veri analizini yapan bir yazılım paketidir. FV sistemlerin ve ilgili donanımın geniģ bir yelpazede detaylandırılarak tutulduğu veri bankalarından oluģur. Bünyesindeki algoritmalar (iģlemsel süreçler) sıcaklık ve rüzgar gibi meteorolojik değiģkenlerin yanı sıra, kablo omik kayıpları, geliģ açısı değiģtiricisi (incidence angle modifier, IAM) kayıpları, albedo, gölgelenme ve ufuk çizgisi etkilerinin tümünü dikkate alır. ġebeke bağlantılı, bağımsız, su pompaj ve DA Ģebekeli FV sistem türlerinde uzmanlaģmıģ güneģ enerjisi araçlarının yanı sıra, geliģmiģ meteoroloji ve FV sistem donanım veribankalarına sahiptir. Yazılım mimarlar, mühendisler ve araģtırmacılar için bu anlamda ideal bir araç ve görüntüleme arayüzüdür. Eğitim amaçlı yardımcı materyal olarak da kullanımı tavsiye edilmektedir (ġekil 3.14) (http://www.pvsyst.com/5.2/ index.php, 2010). ġekil 3.14 PVSYST baģlangıç arayüzü 102

116 PVSYST, FV sistem çalıģmasını taslak tasarım, proje tasarımı ve ölçülmüģ veri analizi olmak üzere üç aģamada değerlendirir. Taslak tasarım aģamasında, aylık ortalama veriler ile sistemin genel birkaç karakteristiği veya değiģkeni kullanılarak, taslak verim değerlendirmesine ulaģılmaktadır. Yine detaylı olmamak kaydıyla, bir sistem maliyeti de çıkarılabilir. Bu aģamada asıl sistem bileģenleri tanımlanmamaktadır. ġebeke bağlantılı sistemler için uygun kullanım alanı, modül geçirgenliği, modül rengi gibi FV teknoloji türleri ile güç talebi ve yapılacak yatırımı içerecek Ģekilde teknik ve ekonomik özellikler taģımaktadır (http://www.pvsyst.com/5.2/index.php, 2010). PVSYST aynı zamanda bağımsız sistemler için, girilen yük profiline göre talep edilen FV güç ve akü kapasitesini belirlemeye yarayan bir arayüzdür. Pompaj sistemleri kısmında, bazı sistem tasarımları davranıģ ve verimlilik analizleriyle test edilebilir ve birbirleriyle karģılaģtırılabilir. Sonuçlar aylık, günlük ve saatlik olarak görüntülenebilen ve hatta baģka programlarda da kullanılabilecek Ģekilde birkaç düzine kadar simülasyon değiģkeni içerir. Kayıp diyagramı özellikle sistemin zayıflıklarını göstermesi açısından kullanıģlıdır. Her simülasyon çalıģtırması, ilgili tüm değiģkenleri ve ana sonuçları içeren bir mühendislik raporu Ģeklinde basılabilir. Program çıktısı olarak gerçek bileģen fiyatları, ek maliyetler ve yatırım Ģartları kullanılarak detaylı bir ekonomik değerlendirme de yapılabilmektedir (http://www.pvsyst.com/5.2/index.php, 2010). ÖlçülmüĢ veri analizi kısmında, bir FV sistemin çalıģtırılmasıyla elde edilecek performans tablo ve grafikleri görüntülenir; simüle edilmiģ değiģkenler karģılaģtırılır ve daha önce ölçülmüģ verinin yazılıma eklenmesi sağlanır. Araçlar kısmı ise birkaç farklı kaynaktan meteoroloji veya güneģ ıģıması verisinin yazılıma aktarılmasının; bu verinin tablo ve grafiklerle görüntülenmesinin; açık gün modeli altında güneģ ıģıması, gölgelenme altında FV dize davranıģı veya modül kayıpları, yönelim ve gerilim optimizasyonu ile birlikte meteoroloji ve FV bileģen veri bankalarının yönetiminin yapıldığı bölümdür (ġekil 3.15). 103

117 ġekil 3.15 PVSYST araçlar arayüzü 104

118 3.2 Yöntem HAVUÇ un güneģ enerjisi potansiyelinin belirlenmesi ve güneģ enerjisinden yararlanabilme olanakları kapsamında bölgenin sahip olduğu güneģ enerjisi potansiyelinin belirlenmesi, enerji tüketim davranıģlarının sosyal açıdan ve mühendislik açısından ortaya konması ve elektrik tüketiminin güneģ enerjisi ile karģılanabilirliğinin araģtırılması çalıģmaları yapılmıģtır Güneş enerjisi potansiyelinin belirlenmesi GüneĢten gelen ıģınım Ģiddeti atmosfer dıģında güneģ sabiti ile ifade edildiği üzere 1367 W/m 2 ile sabittir. Dünyanın yatık oluģundan kaynaklı yıl içerisinde; dünyanın dönüģünden dolayı da gün içerisinde güneģ ıģınlarının geliģ açısı sürekli değiģmektedir. Bu açısal değiģim, güneģ ıģınlarının atmosferde katettiği yolun mesafesini kısaltıp uzattığı için, ıģınım Ģiddetini de doğrudan etkilemektedir. Bu sebeple zaman boyutunda açısal değiģimin bilinmesi, güneģ ıģınım Ģiddetinin de ön görülmesine, dolayısıyla güneģ ıģımasının tahminine yardımcı olacaktır. Belli bir noktanın belli bir anda azimut, zenit ve yükseklik açıları astronomik formülasyonlarla hesaplanabilmektedir. Bu amaçla hazırlanmıģ yazılımlardan SOLPOS Calculator HAVUÇ için oluģturulan 2010 yılı azimut, zenit ve yükseklik açıları çizelgesi için kullanılmıģtır. Bu hesaplamanın bir ürünü olarak güneģin yıl içerisinde gökyüzündeki seyrini gösteren noktasal güneģ yolu kartları hazırlanabilmektedir. Belli bir yatay ve dikey açıyla yerleģtirilmiģ FV panellerin birbirlerinin veya etraflarındaki beģeri ve doğal engellerin gölgeleme etkisinde kalıp kalmayacakları bu Ģekilde öngörülebilmektedir. HAVUÇ a ait güneģ yolu kartı PVSYST yazılımın ek araçları vasıtasıyla hazırlanmıģtır. Yine 2010 yılı için günden güne değiģen güneģ doğuģ ve batıģ saatleri ile gün süresi matematiksel hesaplamalarla çizelgelere aktarılmıģtır. Bu amaçla hazırlanan arayüzlerden Norveç merkezli Time and Date AS firmasının adresindeki internet tabanlı yazılımından yararlanılmıģtır (http:// 2010). 105

119 GüneĢin gökyüzünde bulunma açıları, güzergahı, doğuģ ve batıģ zamanları ile ıģıma süresine ulaģıldıktan sonra, atmosfer etkisi yok sayılmak ve güneģ ıģınım Ģiddeti sabit kabul edilmek koģuluyla, teorik olarak yer yüzünde yatay bir platforma saatlik, günlük ve aylık gelecek güneģ ıģıması miktarı hesaplanmıģtır. Atmosferin bulanıklık, geçirgenlik, bulutluluk kaynaklı emme, sıçratma ve yayma etkisi sebebiyle teorik hesaplanan bu güneģ ıģıması tam olarak ancak anlık ıģınölçerlerle tespit edilebilir. ÇalıĢma bölgemiz için güneģ ıģıması ölçümleri meteorolojik ve hidrolojik amaçlarla kurulmuģ ölçüm istasyonları ile yapılmıģtır. Elektronik ölçüm yapan cihazlar hassas oldukları meteorolojik elemandaki değiģime uygun mv, darbe ve frekans üreterek bu değerleri veri toplama ve iģleme birimlerine tanımlanan süre dahilinde gönderirler. Formatı tarif edilmiģ çizelgelerde zamana dayalı derlenen bu veriler sunucu bilgisayarlarına aktarılıp veri bankaları oluģturulur veya kiģisel bilgisayarlara aktarılarak MS Excel gibi hesaplama programlarıyla uygun Ģekle dönüģtürülüp iģlenirler. Böylece ölçüm yapılan sahayı temsil edecek iģlenebilir ve yorumlanabilir yapıdaki güneģ ıģıması değerleri elde edilir. Bu değerler coğrafik veya bölgesel olarak da ifade edilebilen saha güneģ enerjisi potansiyelini vermektedir. FV güneģ elektriği üretim sistemlerinin FV panel yüzeyleri bölgenin koordinatları, arazinin veya kurulum yapılacak yapının bakısı, hedef yükün gün ve yıl içersindeki talep seyri ve projelendirme amacına göre hesaplanan açıyla yerleģtirildiklerinden, saha güneģ enerjisi potansiyeli FV tasarım için tek baģına yeterli bir ifade biçimi olmaz. FV modülün referans performans değerleri ve sıcaklık etkisi katsayıları göz önünde bulundurularak oransal olarak hesaplanacak bir FV modül verimi, saha güneģ enerjisi potansiyeline katsayı olarak uygulanıp teknik güneģ enerjisi potansiyeline ulaģılmaktadır. Diğer potansiyel tanımlarından ayrı olarak, ekonomik potansiyel tarifinde farklı enerji kaynaklarının durumu da dikkate alınmalıdır (Hoogwijk 2004). Burada diğer konvansiyonel ve yeni teknoloji enerji kaynaklarıyla bir kıyaslamaya gidilmediği için, HAVUÇ için ekonomik ve hatta uygulama güneģ enerjisi potansiyelinden bahsedilmeyecektir. Ülkenin yasal, teknolojik, kültürel, ekonomik ve bilimsel alt yapısına bağlı olarak bu iki ifade için ayrıca çalıģma yapılabilir. 106

120 3.2.2 Elektrik enerjisi tüketim analizi HAVUÇ iģletmesi tarımsal bir iģletme olarak tarla ve bahçe bitkileri türünde bitkisel üretim; besi ve süt sığırcılığı, küçükbaģ hayvancılık, hindi, etlik piliç ve yumurta tavukçuluğu türünde de hayvansal üretim yapmaktadır. Bu ana hedefler yanında idari, sosyal ve lojistik iģler de iģletme bünyesinde yürütülmektedir. ĠĢletmede kullanılan enerji türleri: motorin, benzin, dökme propan, LPG, odun, kömür ve elektriktir. Bu sebeple bu tarımsal iģletmenin enerji analizinden bahsederken baģlıca enerji türleri olan motorlu araçların motorin ve benzin yakıtı, özellikle ısıtıcıların dökme propan, LPG, kömür ve odun yakıtı ile birden fazla araca kaynaklık eden elektrik enerjisi tüketimleri birlikte konu edilmelidir. Çizelge 3.2 ve Çizelge 3.3 deki yıllık üretimlerin bu bağlamda değerlendirilmesi doğru olacaktır. Tez gerekçemiz doğrultusunda odaklandığımız enerji türü güneģ enerjisi olduğundan, her ne kadar ısıl ve biyokimyasal dönüģümleri mümkün olsa da, güneģten gelen bu enerjinin elektrik enerjisine dönüģüm olanakları, dolayısıyla iģletmenin elektrik kullanım davranıģları ve tüketim analizleri üzerine odaklanılmıģ, diğer enerji türleri bu çalıģmanın kapsamı dıģında tutulmuģtur. Elektrik enerjisi kullanımı günümüzde ısıtıcılardan, pompalara, aydınlatmadan, elektrik motorlarına geniģ bir yelpazedeki alet/ekipman tarafından kullanılmaktadır. Bunların tümüne birden elektrik tüketici ler denebilir. HAVUÇ un halihazırdaki elektrik tüketicisi veya tüketici grubu, iģletme veya bina, hizmet veya üretim temelli elektrik tüketimi incelenmiģtir. Bu yaklaģımla öncelikle iģletmede ne tip ve kaç adet elektrik tüketici alet/ekipman olduğu sorgulanmıģ, iģletme kayıtları, idareci ve personel mülakatları ile bizzat tüm iģletme dolaģılarak her bir biriminde kullanılan veya kullanılmaya hazır elektrik tüketici kapsamına giren alet/ekipman dökümü çıkarılmıģtır. Bu kısmi envanter çalıģması sırasında tüm tüketiciler kodlanarak numaralandırılmıģ, 2 veya 3 açıdan fotoğraflanmıģ, hazırlanan kayıt defterine cinsi, markası, modeli, yaģı, referans değerleri kaydedilmiģ; kullanıcılarına hangi amaçlarla, hangi sıklıkta, ne kadar süreyle, hangi kademede bu alet/ekipmanı kullandığına dair sorular sorulup, her bir tüketici için kullanım davranıģı ve zamansal tüketim bilgisine ulaģılmıģtır. 107

121 Bu Ģekilde HAVUÇ yerleģkesi içerisinde bulunan tüm elektrik tüketiciler kullanım davranıģları ve referans güç değerleriyle, kodlanarak ve fotoğraflanarak bir elektrik enerjisi tüketicileri veri bankası oluģturulmuģtur. Bir yıl için bu davranıģlar ve güç değerlerinden yararlanılarak tüme varım yöntemiyle HAVUÇ iģletmesinin saatlik, gece ve gündüz, günlük, haftalık, aylık, mevsimlik ve yıllık elektrik tüketim verisi oluģturulmuģtur. HAVUÇ tarımsal iģletmesi BaĢkent Elektrik Dağıtım Anonim ġirketi (BaĢkent EDAġ) nin elektrik dağıtım Ģebekesine ve müģteri numaralarıyla iki adet abonelikle bağlıdır. Elektrik tüketim tarifesinde Nisan 2009 a kadar tarife koduyla resmi hayır kurumları statüsünde iken bu tarihten itibaren tarife koduyla resmi üniversite, yüksek okul, kültür balıkçılığı, kümes hayvancılığı müģteri grubuna dahil edilmiģtir. ĠĢletme kendi bünyesinde konuģlandırılmıģ bir orta gerilim trafosu ve dağıtım istasyonuna sahiptir. Ġki adet Makel marka T300 modeli kombi tipi üç fazlı dört telli aktif ve reaktif elektronik elektrik sayacı, kullanılan aktif enerjiyi TSE standartlarında Sınıf 1, reaktif enerjiyi Sınıf 2 doğruluğunda ölçmektedir. ĠĢletmenin elektrik tüketimini faturalara dayanarak çıkarmak amacıyla her iki abonelik için 1 Ocak 2004 ila 31 Aralık 2009 tarihleri arasındaki tüm faturalar önce taranarak bilgisayar ortamına, daha sonra da iģlenebilirlik sağlamak adına MS Excel sayısal hesap tablolarına aktarılmıģtır. BaĢkent EDAġ tam bir yılı 12 ayrı fatura dönemine ayırmakta, her ayın ilk günleri, geçen tam bir aylık periyot için faturalandırmada bulunmaktadır. Faturaya esas bu tüketimler tümden gelim yöntemiyle önce aylık bazda, daha sonra günlük bazda iģlenmiģtir. Sosyal enerji denetimi diye adlandırabileceğimiz sayım, anket ve mülakatla elde ettiğimiz tüketici kullanım davranıģları ve mühendislik enerji tüketim analizi; referans değerler yardımıyla tüme varımla elde ettiğimiz elektrik tüketim verisi ve tümden gelimle elde edilmiģ elektrik tüketim verisi bir arada iģlenerek, HAVUÇ için tüketici bazında; iģletme/bina bazında; saatlik, gece, gündüz, günlük, haftalık, aylık, mevsimlik ve yıllık bazda detaylı bir elektrik enerjisi tüketim verisi elde edilmiģtir. 108

122 3.2.3 Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşümü GüneĢ enerjisi günümüzde biyokimyasal, ısıl ve fotovoltaik yöntemlerle kullanılabilir enerjiye dönüģtürülebilmektedir. Biyolojik ürünlerin fotosentezle enerji dönüģümleri bitkisel ürünleri ve biyodizel yakıtını meydana getirmektedir. GüneĢin ısı enerjisine dönüģtürülmesiyle ilkel kullanımının haricinde, akıcı bir madde aracılığıyla mekanik enerji veya odaklayıcılı sistemler aracılığıyla yüksek ısı kazancına ulaģılarak termik yolla elektrik enerjisi elde edilebilir. GüneĢten elektrik elde edilmesi söz konusu olduğunda günümüz teknik ve ekonomik Ģartları yaygın olarak fotovoltaik ilkeyle güneģ ıģınlarının elektrik enerjisine dönüģümünü iģaret etmektedir. FV güneģ elektriği üretim sistemlerinin kurulum ve kullanım alanları DA ile çalıģan bağımsız su pompaj düzenekleri, AA beslemesi yapan bağımsız akülü FV sistemler, Ģebeke bağlantılı binaya tümleģik FV sistemler ile Ģebeke bağlantılı merkezi FV sistemlerden ibarettir. HAVUÇ tarımsal iģletmesinin hem güneģ enerjisi potansiyeli hem de elektrik enerjisi tüketim seyri bir yıl için saatlik olarak belirlenmiģtir. Elektrik enerjisine kaynak teģkil edecek güneģ enerjisi potansiyeliyle talep edilen elektrik yükünün karģılanabilmesi amaçlanmaktadır. FV üretim sistemlerinde birden fazla iģletim tarzı ve donanım çeģitliliği bulunduğundan, çalıģma sahasının coğrafik, teknik ve altyapı durumuna uygun iģletim tarzı ve donanım özelliklerinin belirlenmesine ihtiyaç vardır. Bu amaçla HAVUÇ teknik altyapısına uygun iģletme tarzlarından Ģebeke bağlantılı sabit açılı FV panelli ve bağımsız sabit açılı FV panelli olmak üzere iki tip FV güneģ elektriği üretim sistemi tasarımı geliģtirilmiģtir. FV güneģ elektriği üretim sistem donanımının ana unsuru olan FV modüller ilke olarak benzerlik gösterse de üretim tarzı ve yapısal özellikler bakımından farklılık arz etmektedir. Dünyada en yaygın kullanım alanına sahip ve piyasa güvenirliği kazanmıģ FV modüllerden ilk üçü olan tek kristalli silisyum, çoklu kristal silisyum ve ince film-amorf silisyum seçimli olarak sınanmıģtır. FV bir sistem tasarlanırken, girdi olarak küresel güneģ ıģıması verileri kullanılır. Her ne kadar küresel güneģ ıģıması doğrudan güneģ ıģıması ve yayınık güneģ ıģımasından ibaret olsa da, açılı yerleģtirilen FV paneller için bunlara ek olarak albedo etkisi de dikkate alınmalıdır. Albedo zemin yapısı, rengi, bitki örtüsü gibi unsurlardan doğrudan 109

123 etkilendiğinden sürekli değiģmekle birlikte genel olarak 0.33 katsayısı ile ifade edilmektedir. Elbette küresel güneģ ıģımasının yaklaģık 1/3 ünün yerden yansıdığı anlamına gelen albedo değeri, FV panel yüzeyine sadece FV panel eğim açısının bir fonksiyonu olarak ıģıyabildiği akıldan çıkarılmamalıdır. FV sistemler bina yüzeyi, çatı yüzeyi, yol kenarı ve eğimli arazilere kurulabilir. Düz ve açık arazilerde sabit sistemlerin güney bakılı kurulması esastır. Fakat yılın herhangi bir döneminde gölge etkisinden sakınabilmek adına FV sistemler güney bakılı kurulamayabilirler. Böyle durumlarda sabit FV panellerin dikey açılarının yanında, güney referanslı + veya değerli azimut açıları da önem arz eder. HAVUÇ gibi olabildiğince beģeri yapılaģmadan uzak, kırsal kesimde yerleģimli bir bölge için bu yön açısının güney referanslı kurulabilmesi önemli bir kısıt değildir. Eğer HAVUÇ bünyesinde bulunan yapıların yüzey veya çatı alanlarına FV panellerin yerleģtirilmesi düģünülseydi, yön açısının yıl boyu olacak etkisinin de tasarım aģamasında dikkate alınması gerekecekti. Bu açıklamayla da görüldüğü üzere FV sistemlerin Ģehir yerleģimlerinden ziyade kırsal kesimlerde kurulumlarında güney referansından sapma kısıtı göz ardı edilebilir durumdadır. Yine geniģ arazi uygulama fırsatından dolayı çevresel etkenlerin gölgeleme etkisi de kırsal kesimde en az olacaktır. FV hücreler her ne kadar tayfsal ıģımaya duyarlı olsalar da bu durum FV mühendisliğinde önem arz etmeyecek derecede küçük olduğu için, FV modül üzerine gelen toplam ıģımanın tayfsal dağılımı göz ardı edilmiģtir (Luque ve Hegedus 2002). ĠĢletim sırasında FV hücre sıcaklığındaki artıģ kısa devre akımı ve açık devre gerilimi için küçük oranda verim kaybına sebep olmaktadır. Bu kayıplar için açıklanan sıcaklık katsayıları da FV sistem tasarımlarında hesaba katılmamıģtır. FV güneģ elektriği üretim sistemi tasarımında bölgenin güneģ iklimini karakterize edecek 12 aylık küresel güneģ ıģıması yanında, FV modüllerin standart deney Ģartlarındaki elektriksel karakteristikleri ve denge bileģenleri elemanlarının anma Ģartları ile en yüksek ve en düģük üretim durumlarındaki davranıģ özellikleri asgari olarak gereklidir (Luque ve Hegedus 2002). FV sistem tasarımı yapılırken dikkat edilmesi, temel alınması gereken ana ve alt unsurlar sırasıyla ġekil 3.16 de verilmiģtir. 110

124 ġekil 3.16 FV tasarımı belirleyen ana ve alt unsurlar 111

125 Tropik bölge dıģında kalan enlemlerde, kıģ Ģartlarına göre tasarlanan bağımsız sistemler için en iyi panel açısı enlem derecesine 15 derece eklenmesiyle elde edilmektedir. Eğer tasarım yaz Ģartlarına göre yapılacaksa enlem derecesinden 15 derece çıkarılarak en iyi panel açısına ulaģılır (Anonymous 2009b). FV panel dikey eğimi, talep edilen yükün yıl içerisinde hangi dönemde en fazla olduğuna bağlı olarak güneģi optimum Ģartlarda dik veya dike yakın görecek Ģekilde belirlenir. ġebeke bağlı sistemlerde, üretimin yıl boyu en yüksek olması en faydalı durum olacağından dolayı, yıllık bazda; Ģebeke bağlantısız bağımsız sistemlerde ise üretimin yükü karģılaması esas alındığından, yük talebinin en yüksek olduğu döneme göre FV panel dikey eğiminin tasarlanması uygun olacaktır. Gözetilmesi gereken bir diğer husus da açılı panel yüzeyine gelen güneģ ıģımasının, yataya gelen güneģ ıģımasına oranı olan aktarım faktörünün (transposition factor) en yüksek, sistem kayıplarının da en düģük olacağı bir optimum açının seçilmesidir. FV panel dikey eğimi esas alınan tüketim aralığına göre sabit açılı olarak yerleģtirilmesinin yanında, güneģi gün içerisinde ve yıl içerisinde otomatik olarak takip edebilen sistemler üzerine de yerleģtirilebilirler. Ayrıca elle açısı değiģtirilebilen altlık düzeninde de paneller yerleģtirilebilir. Bu durumda yıllık panel açı takvimi oluģturulmalıdır. KarĢılamakla sorumlu olduğu yük, iģletim, Ģebeke iliģkisi ve donanım çeģitliliği açısından çok fazla girdinin olduğu bir durumda FV tasarıma basit hesaplarla ulaģmak kolay değildir. Özellikle talep edilen elektrik yükünün ve girdi olarak yararlanılacak güneģ ıģıması değerlerinin zamansal olarak standart olamaması FV sistem tasarımını oldukça kompleks bir yapıya sokmaktadır. Bu gerekçelerle dünyada farklı üniversite, enstitü veya özel Ģirkete ait, farklı girdileri kullanarak, farklı amaçları ön plana çıkaran FV sistem tasarım yazılımları hazırlanmıģtır. Bunlardan NREL Sandia Ulusal Laboratuarları (Sandia National Laboratories) tarafından geliģtirilen SAM (Solar Advisor Model), Amerikan Homer Energy Ģirketi tarafından geliģtirilen HOMER ve Cenevre Üniversitesi Enerji Grubu Çevre Bilimleri Enstitüsü (Institute fort the Science of the Environmental Group of Energy, University of Geneva) tarafından geliģtirilen PVSYST paket programları en yaygın olanlarıdır. SAM Amerikan Enerji Bakanlığı nın sipariģi üzerine hazırlanmıģ bir paket programdır. FV, odaklayıcılı FV, parabolik oluk, güç kulesi ve evsel sıcak su sistemleri tasarımına olanak vermektedir. FV tasarımda teknik özelliklerden ziyade Amerika da güneģ 112

126 enerjisine verilen mali destekler ve alım garantileri üzerine uzmanlaģmıģtır. HOMER paket programı güneģ enerjisi üretim sistemleri yanında, rüzgar ve dizel jeneratör boyutlandırması ile teknik ve ekonomik analizini yapabilmektedir. PVSYST 5.21 sürümü FV tasarım paket programı, Ģebeke bağlantılı ve bağımsız FV sistemler üzerine uzmanlaģmıģtır. Bir FV sistemde bulunabilecek tüm donanım elemanlarının detaylıca en güncel haliyle tutulduğu veri bankalarına sahiptir. ĠĢletim sırasında ortaya çıkabilecek sorunları öngörebilmek adına tasarım aģamasında donanımlar arası uyumluluk yoklaması yapmaktadır ü aģkın donanımı karakterize eden tüm teknik bilgiler üreticilerin açıkladığı Ģekilde veri bankasında tanıtılmasının yanında, Ġsviçre FV Donanım Test Enstitüsü (TISO) ve Alman Photon Magazine tarafından gerçek Ģartlarda denenen ve ölçümü yapılan bu donanımlara ait elektriksel karakteristikler de veri bankalarına eklenmektedir. PVSYST in önemli bir özelliği de kiģisel ölçümle elde edilmiģ, saatlik hassasiyetteki güneģ ıģıması ölçümlerini ve elektrik tüketim veri setini programa girdi olarak kabul etmesidir. Böylece yapılan tasarımlar ve ulaģılan sonuçlar, gerçek ve ölçüme dayalı hassas veriye dayandırılmıģ olmaktadır. Yazılım, bünyesinde bulunan algoritmalar aracılığıyla güneģ ıģıması ve yük talebi doğrultusunda hazırlanan taslak tasarımları simüle ederek, simülasyon verisi oluģturmaktadır. PVSYST simülasyonlarından sağlanan elektriksel değerler, performanslar, verimlilikler ve sistem kayıpları iģletim Ģartlarında elde edilen gerçek ölçümlerle kıyaslandığında aralarında ancak +/- % 5 lik bir fark çıkmaktadır. HAVUÇ elektrik tüketim verisine esas teģkil eden kurulu güç 400 kw tır. Bu 400 kw lık güce hizmet edecek bir FV sistem orta ölçekli (küçük ölçekli < 10 kw, büyük ölçekli > 1000 kw) ticari bir elektrik santrali olarak kabul edilir (Hipp vd. 2008). Bu ölçekte bir elektrik santralinin tasarım ve boyutlandırmasında detaylar önem arz etmektedir. Tasarımdaki küçük girdiler, çarpanlar büyük olduğu için çıktıda büyük değerli sonuçlara neden olabilmektedir. Bu sebepten dolayı bir eviricinin giriģine bağlanmıģ tüm modül dizileri homojen olmalı yani aynı modüllerden oluģmalı, seri bağlı modül sayıları aynı olmalı, yönelimleri aynı açılarla yapılmıģ olmalıdır (http://www.pvsyst.com/5.2/index.php, 113

127 2010). Ayrıca seçilen evirici ile modül dizilerinin gerilim ve akım çıkıģları birbirleriyle ve iliģkili oldukları donanımla Ģu Ģartlarda uyumlu olmalıdır: En düģük sıcaklık Ģartlarında (60 C deki V oc ) dizinin üreteceği en düģük gerilim, eviricinin giriģ gerilim aralığının en küçük değerinin altında olmamalıdır. En düģük sıcaklık Ģartlarında (20 C deki V oc ) dizinin üreteceği en yüksek gerilim, eviricinin giriģ gerilim aralığının en yüksek değerinin üzerinde olmamalıdır. Açık devrede (-10 C deki V oc ) dizinin üreteceği en yüksek gerilim, eviricinin giriģindeki en yüksek gerilim kapasitesinin üzerinde olmamalıdır. Açık devrede (-10 C deki V oc ) dizinin üreteceği en yüksek gerilim, FV modül için belirlenmiģ izin verilen en yüksek sistem gerilim seviyesinin üzerine çıkmamalıdır (http://www.pvsyst.com/5.2/index.php). ÇalıĢmada öncelikle Ģebeke bağlantılı, merkezi eviricili, sabit açılı, en yüksek enerji tüketilen mevsimin esas alındığı; tek kristalli silisyum, çoklu kristal silisyum ve amorf silisyum ince filmden oluģan üç ayrı FV yapıda sistem tasarımı yapılmıģ ve birbirleriyle kıyaslanmıģtır. Böylece tüm Ģartlar aynı olmak kaydıyla, üç farklı FV yapıdan hangisinin tezimize konu iģletmemiz (HAVUÇ) özel ve coğrafik Ģartlarına uygun olduğu ortaya konmuģtur. Yazılımda HAVUÇ a ait saatlik meteorolojik ölçümler ve saatlik enerji tüketimi verisi girdi olarak kullanılmıģtır. PVSYST yazılımına öncelikle coğrafi konum tanımlanmıģtır. Kendi veri bankasında çalıģma sahamızı kabaca temsil edebilecek Ankara yerleģimi bulunmasına karģın, çalıģmanın özgünlüğü ve hassasiyeti bakımından proje bölgemiz HAVUÇ ismiyle koordinatları, yüksekliği ve saat dilimi ile yeni bir coğrafi mevki olarak tanıtılmıģtır (ġekil 3.17). HAVUÇ coğrafi mevkisinin saatlik bazda yıllık küresel güneģ ıģıması W/m 2, hava sıcaklığı C ve rüzgar hızı m/s cinsinden PVSYST yazılımına girilmiģ ve yazılımın çalıģabileceği formata dönüģtürülmüģtür (ġekil 3.18). Ayrıca PVSYST, ölçümlerin yerel saate göre mi, yoksa ulusal saate göre mi yapıldığını veri giriģi aģamasında seçme Ģansı tanımaktadır. 114

128 ġekil 3.17 PVSYST yazılımında yeni coğrafi mevki (HAVUÇ) tanımlanması ġekil 3.18 Saatlik meteorolojik verinin giriģi için PVSYST arayüzü 115

129 FV güneģ elektriği üreteçlerinin ana unsuru olan paneller güneģi gün ve yıl boyu en verimli görebilecek açıyla yerleģtirilirler. Böylece meteorolojik olarak ölçümü yapılan yatay düzleme gelen toplam güneģ ıģıması değerlerine ek olarak, panel açısına bağlı olarak değiģim gösteren açılı yüzeye gelen toplam güneģ ıģıması miktarı ve yerden yansıyan, albedo değerlerinin de hesaba katılması gerekmektedir. Yazılımın bu kısmında yansıtma özelliklerine göre farklı zeminler için albedo katsayılarını seçme Ģansı bulunmaktadır. Mevsimsel ve yerel Ģartlar gözetilerek ilgili yere 0.33 büyüklüğünde genel bir albedo katsayısı girilmiģtir (ġekil 3.19). ġekil 3.19 PVSYST yazılımında albedo katsayısının girilmesi ĠĢletim sırasında karģılaģılabilecek önemli bir sorun da panellerin gölgelenmesidir. Daha çok Ģehirde ve inģasından sonra FV sistemlerin entegre edildiği binalarda karģılaģılan bu sorun, HAVUÇ gibi ağaçlık ve beģeri yapıların bulunmadığı kırsal bölgelerde göz ardı edilebilir. Yalnızca dikkat edilmesi gereken, sistemin sahaya uygulaması aģamasında panellerin birbirini gün ve yıl içerisinde gölgelemeyecek aralıkta yerleģtirilmesidir. 116

130 Gölgelenmenin sorun olmadığı, açıklık bir kırsal bölgede FV panel yerleģiminde yön açısı 0 derece alınır. FV güneģ elektriği sistem tasarımına esas teģkil edecek HAVUÇ yıl boyu saatlik elektrik enerjisi tüketim verisi kwh cinsinden PVSYST yazılımına karģılanacak yük olarak girilmiģtir (ġekil 3.20). Yazılım 8760 adet/yıl lık veri setinden en yüksek tüketim zaman aralığı ile toplam ve ortalama elektrik tüketim değerlerini hesaplayıp, tasarım ve boyutlandırma simülasyonlarında kullanmıģtır. ġekil 3.20 HAVUÇ yıllık saatlik elektrik tüketim verisinin PVSYST e aktarılması 117

131 118

132 4. BULGULAR HAVUÇ için güneģ enerjisi potansiyelinin belirlenip, bu potansiyelin faydalanılabilir enerjiye dönüģtürülerek mevcut tüketimin ikame edilmesinin sayısal ifadeleri bu kısımda verilmektedir. Bu sonuçlar, iģletmenin enerji tüketim davranıģları, verimliliği ve yönetiminin Ģekillendirilmesi ile alternatif olarak güneģ enerjisi kaynağının değerlendirilmesi giriģimlerine geniģ bir veri seti ve uygulanabilir yöntemler sunmaktadır. 4.1 Güneş Enerjisi Potansiyeli GüneĢ enerjisinin maruz kalınan miktarından bahsedebilmek için öncelikle, güneģin yıl içerisinde en erken doğuģ ve en geç batıģ saatleri ( ) genel zaman aralığı olmak kaydıyla, 12 ay için güneģin saatlik olarak gökyüzündeki pozisyonunu veren zenit, azimut ve yükseklik açıları SOLPOS Calculator aracılığıyla hesaplanmıģtır. HAVUÇ için açısal konum bilgisini veren Çizelge 4.1, her ayın 15. günü içerisinde bulunduğu ayı temsil edecek Ģekilde düzenlenmiģtir. Çizelge 4.1 de zenit açısının en yüksek olduğu ay 63 ile Aralık, en düģük olduğu ay 16 ile Haziran dır. Zenit açısının düģük oluģu güneģ ıģınların olabildiğince dik geldiğinin bir göstergesidir. Zaten 21 Haziran da kuzey yarımkürede enleminden geçen yengeç dönencesine dik açı ile gelen güneģ ıģınımlarının doğal olarak enleminde bulunan HAVUÇ a, = ile gelmesi beklenen bir durumdur. Azimut açıları da kuzey 0, doğu 90, güney 180 ve batı 270 olduğu kabulüyle güneģ ıģınlarının geldiği açının derecesini gösterir tarzda sunulmaktadır. Dikkat edileceği üzere 12:00 daki azimut açıları güneģ ıģınlarının tam güneyden geldiğini 180 li derecelerle vererek göstermektedir. GüneĢ doğuģ ve batıģ saatlerini bildiğimiz bir gün için, güneģin gökyüzünde kaç derecelik bir yay takip ettiğini kolayca söyleyebiliriz. Örneğin Çizelge 4.2 den 15 Mart için güneģ doğuģ zamanı 06:00 ve güneģ batıģ zamanı 17:55 olarak alınıp, aynı gün için 06:00 da azimut açısı 92, 17:55 deki azimut açısı 269 bulunur. GüneĢ 15 Mart ta gökyüzünde = 177 lik bir yay çizecektedir. Aralık ayı için bu yay 120 yi geçmemektedir. 119

133 Yükseklik açıları da yine bekleneceği üzere 15 Haziran da ~74 ile en yüksek, Aralık ayında ise ~27 ile en düģük değerdedir. Bu noktada zenit ve yükseklik açılarının dik açı için birbirlerinin tamamlayıcısı olduklarını hatırlatmakta fayda vardır. Böylece Aralık ayının 27 lik yükseklik açısı ile 63 lik zenit açılarının toplamı 90 yi vermektedir. Bu açı bilgisine dayanarak yıllık güneģ yolu kartı hazırlanmıģtır. GüneĢ yolu kartında güneģin bir yıl içerisindeki günlerinde aynı saatte çekilen fotoğraflarından elde edilen 8 Ģeklindeki günsekizleri (analemma) de izlenebilmektedir (ġekil 4.1). Böylece bölgenin gölgelenme potansiyeli hakkında da bilgi sahibi olunacağı için tasarım aģamasında sistem yöneliminde ve yerleģiminde çevre ve ufki engeller ile panellerin birbirini gölgelememesine dikkat edilebilmiģtir. Çizelge 4.1 HAVUÇ için açısal konum bilgisi (15. günler temsil günüdür), 1/ Ocak, derece ġubat, derece Mart, derece Nisan, derece Saat Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. 03:00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:

134 Çizelge 4.1 HAVUÇ için açısal konum bilgisi (15. günler temsil günüdür), (devam) 2/ Mayıs, derece Haziran, derece Temmuz, derece Ağustos, derece Saat Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. 03:00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: / Eylül, derece Ekim, derece Kasım, derece Aralık, derece Saat Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. Zenit Azimut Yük. 03:00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00:

135 ġekil 4.1 HAVUÇ GüneĢ yolu kartı 122

136 Çizelge 4.2 de yılın her bir günü için güneģin hangi saatte doğacağı, kaç saat gökyüzünde kalacağı ve hangi saatte batacağı detaylı bir Ģekilde verilmiģtir. Buna göre güneģin gökyüzünde bir günde en uzun kalacağı süre 15sa:01da:12s ile 21 Haziran günü, en kısa kalacağı süre ise 09sa:19da:27s ile 21 Aralık günü gerçekleģecektir. HAVUÇ için 2010 yılında 4454 saat 6 dakika 4 saniye güneģ gökyüzünde görülecektir. GüneĢlenme süresi potansiyelin en yüksek olduğu ay 455sa:25da:19s ile Temmuz ayıdır. Mevsim itibariyle hava kapalılığının da en düģük olduğu ay olması itibariyle, güneģ enerjisinden faydalanmak için yılın en uygun zamanı olduğu söylenebilir. Aralık ayı da 290sa:53da:32s ile güneģin gökyüzünde en az süreyle kalacağı aydır. Bu kısa süreli teorik hesaba iklim, dolayısıyla kar, yağmur, bulutluluk ve hatta sis gibi meteorolojik hadiselerin de dahil olacağı düģünüldüğünde bu bilgiler ıģığında güneģ enerjisi açısından en fakir ay Aralık olarak gözükmektedir. Ancak Temmuz gibi aylık ortalama sıcaklığı 21.5 C olan bir dönemde panel sıcaklığı da C lere ulaģacak ve rüzgar hızının da düģük olduğu günlerde FV modül veriminde yaklaģık 30 C x % 0.4 = % 12 ye varan kayıplar oluģacaktır. Yıl içerisinde herhangi bir zaman aralığında güneģin aydınlatma, ısıl ve FV etkisinden yararlanılmak istendiğinde, tüm bu bilgiler göz önünde bulundurularak, HAVUÇ iģletmesinin tasarım iģlerinin ve iģ planlamalarının bu programa göre yapılması güneģ enerjisinden optimum faydalanmak adına uygun olacaktır. ġekil 4.2 de iģlenmiģ uydu görüntüsü ve ġekil 4.3 de haritalanmıģ halde sunulan çalıģma bölgesi, 104x159 km lik bir dikdörtgen olarak alındığında yaklaģık 16.5 km 2 lik bir coğrafya görüntülenmiģ olur. 1/ ölçekli bu haritalarda verisinden yararlandığımız DMĠ nin Ankara Ģehir merkezinde ve Etimesgut Havaalanı nda; EĠE nin Culuk Köyü nde ve HAVUÇ da çalıģtırdığı küresel güneģ ıģıması ölçen meteoroloji istasyonları birbirlerine ve çevre yerleģimlere olan mesafeleri ve konumları ile gösterilmektedir. 123

137 Çizelge 4.2 HAVUÇ 2010 yılı gün doğumu ve batımı ile gün süresi, sa:da:s 2010 Ocak, gün ġubat, gün Mart, gün Nisan, gün Gün Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. 1 07:10 16:34 09:23:09 06:57 17:07 10:09:48 06:22 17:40 11:17:33 06:33 19:12 12:39: :10 16:34 09:23:52 06:56 17:08 10:11:57 06:21 17:41 11:20:09 06:31 19:13 12:42: :11 16:35 09:24:39 06:55 17:09 10:14:08 06:19 17:42 11:22:46 06:30 19:14 12:44: :11 16:36 09:25:30 06:54 17:11 10:16:21 06:18 17:43 11:25:22 06:28 19:15 12:47: :11 16:37 09:26:24 06:53 17:12 10:18:35 06:16 17:44 11:28:00 06:27 19:16 12:49: :11 16:38 09:27:22 06:52 17:13 10:20:50 06:15 17:45 11:30:37 06:25 19:17 12:52: :11 16:39 09:28:24 06:51 17:14 10:23:07 06:13 17:46 11:33:15 06:23 19:18 12:55: :10 16:40 09:29:29 06:50 17:16 10:25:26 06:12 17:47 11:35:53 06:22 19:19 12:57: :10 16:41 09:30:37 06:49 17:17 10:27:45 06:10 17:49 11:38:31 06:20 19:20 13:00: :10 16:42 09:31:48 06:48 17:18 10:30:06 06:08 17:50 11:41:10 06:19 19:21 13:02: :10 16:43 09:33:03 06:47 17:19 10:32:28 06:07 17:51 11:43:48 06:17 19:23 13:05: :10 16:44 09:34:21 06:45 17:20 10:34:51 06:05 17:52 11:46:27 06:16 19:24 13:07: :09 16:45 09:35:43 06:44 17:21 10:37:15 06:04 17:53 11:49:06 06:14 19:25 13:10: :09 16:46 09:37:07 06:43 17:23 10:39:40 06:02 17:54 11:51:45 06:13 19:26 13:12: :09 16:47 09:38:34 06:42 17:24 10:42:06 06:00 17:55 11:54:24 06:11 19:27 13:15: :08 16:48 09:40:05 06:40 17:25 10:44:34 05:59 17:56 11:57:04 06:10 19:28 13:18: :08 16:49 09:41:38 06:39 17:26 10:47:02 05:57 17:57 11:59:43 06:08 19:29 13:20: :07 16:51 09:43:14 06:38 17:27 10:49:31 05:56 17:58 12:02:22 06:07 19:30 13:23: :07 16:52 09:44:52 06:37 17:29 10:52:00 05:54 17:59 12:05:02 06:05 19:31 13:25: :06 16:53 09:46:33 06:35 17:30 10:54:31 05:52 18:00 12:07:41 06:04 19:32 13:27: :06 16:54 09:48:17 06:34 17:31 10:57:02 05:51 18:01 12:10:20 06:02 19:33 13:30: :05 16:55 09:50:04 06:32 17:32 10:59:34 05:49 18:02 12:12:59 06:01 19:34 13:32: :04 16:56 09:51:52 06:31 17:33 11:02:06 05:48 18:03 12:15:39 05:59 19:35 13:35: :04 16:58 09:53:44 06:30 17:34 11:04:40 05:46 18:04 12:18:18 05:58 19:36 13:37: :03 16:59 09:55:37 06:28 17:35 11:07:13 05:44 18:05 12:20:57 05:57 19:37 13:40: :02 17:00 09:57:33 06:27 17:37 11:09:47 05:43 18:06 12:23:35 05:55 19:38 13:42: :02 17:01 09:59:30 06:25 17:38 11:12:22 05:41 18:07 12:26:14 05:54 19:39 13:44: :01 17:02 10:01:30 06:24 17:39 11:14:57 06:39 19:08 12:28:52 05:53 19:40 13:47: :00 17:03 10:03:32 06:38 19:09 12:31:31 05:51 19:41 13:49: :59 17:05 10:05:35 06:36 19:10 12:34:09 05:50 19:42 13:51: :58 17:06 10:07:41 06:35 19:11 12:36:46 Toplam :41:19 299:19:42 370:29:58 398:10:07 124

138 Çizelge 4.2 HAVUÇ 2010 yılı gün doğumu ve batımı ile gün süresi, sa:da:s, (devam) 2010 Mayıs, gün Haziran, gün Temmuz, gün Ağustos, gün Gün Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. 1 05:49 19:43 13:54:00 05:22 20:11 14:49:21 05:23 20:21 14:58:15 05:46 20:03 14:16: :48 19:44 13:56:15 05:21 20:12 14:50:29 05:24 20:21 14:57:37 05:47 20:01 14:14: :46 19:45 13:58:29 05:21 20:12 14:51:33 05:24 20:21 14:56:57 05:48 20:00 14:12: :45 19:46 14:00:42 05:21 20:13 14:52:34 05:25 20:21 14:56:13 05:49 19:59 14:10: :44 19:47 14:02:53 05:20 20:14 14:53:32 05:25 20:21 14:55:26 05:50 19:58 14:07: :43 19:48 14:05:03 05:20 20:14 14:54:27 05:26 20:20 14:54:35 05:51 19:57 14:05: :42 19:49 14:07:11 05:20 20:15 14:55:18 05:26 20:20 14:53:41 05:52 19:56 14:03: :41 19:50 14:09:17 05:19 20:16 14:56:06 05:27 20:20 14:52:44 05:53 19:55 14:01: :39 19:51 14:11:22 05:19 20:16 14:56:51 05:28 20:19 14:51:44 05:54 19:53 13:59: :38 19:52 14:13:25 05:19 20:17 14:57:32 05:28 20:19 14:50:41 05:55 19:52 13:57: :37 19:53 14:15:27 05:19 20:17 14:58:10 05:29 20:19 14:49:34 05:56 19:51 13:55: :36 19:54 14:17:26 05:19 20:18 14:58:44 05:30 20:18 14:48:25 05:57 19:50 13:52: :35 19:55 14:19:24 05:19 20:18 14:59:15 05:30 20:18 14:47:12 05:58 19:48 13:50: :34 19:56 14:21:20 05:19 20:19 14:59:42 05:31 20:17 14:45:57 05:59 19:47 13:48: :33 19:57 14:23:14 05:19 20:19 15:00:06 05:32 20:16 14:44:38 06:00 19:46 13:45: :32 19:58 14:25:05 05:19 20:19 15:00:26 05:33 20:16 14:43:17 06:01 19:44 13:43: :32 19:59 14:26:55 05:19 20:20 15:00:42 05:33 20:15 14:41:53 06:02 19:43 13:41: :31 19:59 14:28:42 05:19 20:20 15:00:55 05:34 20:15 14:40:27 06:03 19:41 13:38: :30 20:00 14:30:27 05:19 20:20 15:01:04 05:35 20:14 14:38:58 06:03 19:40 13:36: :29 20:01 14:32:10 05:19 20:21 15:01:10 05:36 20:13 14:37:26 06:04 19:39 13:34: :28 20:02 14:33:50 05:20 20:21 15:01:12 05:37 20:13 14:35:52 06:05 19:37 13:31: :28 20:03 14:35:28 05:20 20:21 15:01:10 05:37 20:12 14:34:15 06:06 19:36 13:29: :27 20:04 14:37:04 05:20 20:21 15:01:05 05:38 20:11 14:32:36 06:07 19:34 13:26: :26 20:05 14:38:37 05:20 20:21 15:00:56 05:39 20:10 14:30:55 06:08 19:33 13:24: :25 20:06 14:40:07 05:21 20:21 15:00:44 05:40 20:09 14:29:11 06:09 19:31 13:22: :25 20:06 14:41:35 05:21 20:21 15:00:28 05:41 20:08 14:27:25 06:10 19:30 13:19: :24 20:07 14:42:59 05:21 20:21 15:00:08 05:42 20:07 14:25:37 06:11 19:28 13:17: :24 20:08 14:44:22 05:22 20:21 14:59:45 05:43 20:07 14:23:47 06:12 19:27 13:14: :23 20:09 14:45:41 05:22 20:21 14:59:18 05:44 20:06 14:21:55 06:13 19:25 13:12: :23 20:10 14:46:58 05:23 20:21 14:58:48 05:45 20:05 14:20:01 06:14 19:24 13:09: :22 20:10 14:48:11 05:45 20:04 14:18:05 06:15 19:22 13:07:08 Toplam 446:13:39 449:01:31 455:25:19 425:10:03 125

139 Çizelge 4.2 HAVUÇ 2010 yılı gün doğumu ve batımı ile gün süresi, sa:da:s, (devam) 2010 Eylül, gün Ekim, gün Kasım, gün Aralık, gün Gün Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. Doğ. Bat. Sür. 1 06:16 19:20 13:04:37 06:44 18:31 11:46:53 06:17 16:46 10:29:08 06:51 16:24 09:32: :17 19:19 13:02:05 06:45 18:30 11:44:17 06:18 16:45 10:26:49 06:52 16:23 09:31: :18 19:17 12:59:33 06:46 18:28 11:41:40 06:19 16:44 10:24:32 06:53 16:23 09:30: :19 19:16 12:57:00 06:47 18:26 11:39:04 06:21 16:43 10:22:15 06:54 16:23 09:29: :20 19:14 12:54:27 06:48 18:25 11:36:28 06:22 16:42 10:20:01 06:55 16:23 09:28: :21 19:12 12:51:54 06:49 18:23 11:33:52 06:23 16:41 10:17:47 06:56 16:23 09:27: :21 19:11 12:49:20 06:50 18:22 11:31:17 06:24 16:40 10:15:35 06:57 16:23 09:26: :22 19:09 12:46:46 06:51 18:20 11:28:42 06:25 16:39 10:13:25 06:57 16:23 09:25: :23 19:08 12:44:12 06:52 18:18 11:26:06 06:26 16:38 10:11:16 06:58 16:23 09:24: :24 19:06 12:41:37 06:53 18:17 11:23:32 06:28 16:37 10:09:08 06:59 16:23 09:23: :25 19:04 12:39:02 06:54 18:15 11:20:57 06:29 16:36 10:07:03 07:00 16:23 09:23: :26 19:03 12:36:26 06:55 18:14 11:18:23 06:30 16:35 10:04:59 07:01 16:23 09:22: :27 19:01 12:33:51 06:56 18:12 11:15:49 06:31 16:34 10:02:57 07:02 16:23 09:21: :28 18:59 12:31:15 06:58 18:11 11:13:16 06:32 16:33 10:00:57 07:02 16:24 09:21: :29 18:58 12:28:39 06:59 18:09 11:10:44 06:33 16:32 09:58:58 07:03 16:24 09:20: :30 18:56 12:26:03 07:00 18:08 11:08:11 06:34 16:31 09:57:02 07:04 16:24 09:20: :31 18:54 12:23:27 07:01 18:06 11:05:39 06:36 16:31 09:55:08 07:04 16:24 09:20: :32 18:53 12:20:50 07:02 18:05 11:03:08 06:37 16:30 09:53:16 07:05 16:25 09:19: :33 18:51 12:18:14 07:03 18:03 11:00:38 06:38 16:29 09:51:27 07:06 16:25 09:19: :34 18:49 12:15:37 07:04 18:02 10:58:08 06:39 16:29 09:49:40 07:06 16:26 09:19: :35 18:48 12:13:01 07:05 18:01 10:55:38 06:40 16:28 09:47:55 07:07 16:26 09:19: :36 18:46 12:10:24 07:06 17:59 10:53:09 06:41 16:27 09:46:12 07:07 16:27 09:19: :37 18:44 12:07:47 07:07 17:58 10:50:41 06:42 16:27 09:44:32 07:08 16:27 09:19: :38 18:43 12:05:10 07:08 17:56 10:48:14 06:43 16:26 09:42:55 07:08 16:28 09:19: :39 18:41 12:02:33 07:09 17:55 10:45:48 06:44 16:26 09:41:20 07:08 16:28 09:19: :39 18:39 11:59:57 07:10 17:54 10:43:22 06:46 16:25 09:39:48 07:09 16:29 09:20: :40 18:38 11:57:20 07:12 17:53 10:40:57 06:47 16:25 09:38:19 07:09 16:30 09:20: :41 18:36 11:54:43 07:13 17:51 10:38:33 06:48 16:25 09:36:53 07:09 16:30 09:20: :42 18:35 11:52:06 07:14 17:50 10:36:10 06:49 16:24 09:35:30 07:10 16:31 09:21: :43 18:33 11:49:30 07:15 17:49 10:33:48 06:50 16:24 09:34:10 07:10 16:32 09:21: :16 16:48 10:31:27 07:10 16:33 09:22:21 Toplam 373:37:26 345:24:31 299:38:57 290:53:32 126

140 4.1.1 Teorik güneş enerjisi potansiyeli Enlemi ve boylamı belli bir noktanın dünya dıģı güneģ ıģıması (extraterrestrial radiation) değerleri hava kütlesi (air mass), geçirgenlik (transparency), berraklık (clearness), bulut kapalılığı gibi atmosfer etkileri olmaksızın sabit bir değer olarak hesaplanmıģtır. Çizelge 4.3 de HAVUÇ için günlük uzaysal güneģ ıģıması değerleri, bölgenin teorik güneģ enerjisi potansiyeli olarak verilmiģtir. En düģük güneģ ıģıması değeri bir metrekareye 3899 Wh ile beklendiği üzere en kısa gün olan 21 Aralık ta, en yüksek güneģ ıģıması değeri de metrekareye Wh ile en uzun gün olan 21 Haziran da gerçekleģmektedir. Bir yıl boyunca güneģ ıģıması değerlerinin üç katına çıkıp (4 kwh ten 12 kwh e) üçte birine düģüyor olması, planlama ve tasarım aģamasında girdi olarak kullanılan güneģ ıģıması değerlerinin stabil ve homojen olamayacağının bir göstergesidir. Aylık olarak en düģük toplam kwh/m 2 ile Aralık ayı, en yüksek toplam da kwh/m 2 ile Temmuz ayıdır. Bölgenin yıllık toplam teorik güneģ enerjisi potansiyelinin 2918 kwh/m 2 olduğu hesaplanmıģtır. ġekil 4.2 HAVUÇ, Culuk, Etimesgut ve Ankara meteoroloji istasyonları uydu görüntüsü 127

141 ġekil 4.3 HAVUÇ, Culuk, Etimesgut ve Ankara meteoroloji istasyonları haritası Saha güneş enerjisi potansiyeli ĠĢletme bölgesine en yakın büyük klima meteoroloji istasyonu olan DMĠ Etimesgut Meteoroloji Ġstasyon Müdürlüğü nde uzun yıllar rasatçılar tarafından ölçüm, gözlem ve rasat bir arada yapıldığı için güneģlenme süresi verileri bu istasyondan temin edilmiģtir yılları arasını kapsayan 15 yıllık bir zaman aralığındaki saatlik verilerden ortalama günlük toplamlar elde edilmiģtir. GüneĢlenme süresi yıllık toplam 2607 saat/yıl, günlük ortalama 7.1 saat/gün ile Anonim deki (1983) Türkiye de 2640 saat/yıl toplam yıllık ve 7.2 saat/gün ortalama günlük değerlere ve Ġç Anadolu Bölgesi nde 2628 saat/yıl değerine paralel çıkmıģtır. ġehir merkezinde kalan DMĠ Ankara Ġstasyonu verilerine göre ise yıllık toplam 2511 saat/yıl dır (ġekil 4.3). En düģük ortalama güneģlenme süresi 24 Aralık ta 1.0 saat/gün, en yükseği ise 19 Temmuz da 12.8 saat/gün dür. Teorik olarak 4454 saat/yıl olarak hesaplanan güneģlenme süresi atmosfer etkisiyle % 41 kayba uğrayarak 2607 saat/yıl a düģmüģtür (Çizelge 4.4). 128

142 Çizelge 4.3 HAVUÇ 2010 yılı teorik güneģ ıģıması, Günlük toplam, kwh/m 2 Gün /Ay O ġ M N M H T A E E K A Top Ort HAVUÇ meteoroloji rasat parkı içerisine ve Culuk Köyü ne yıllarında EĠE tarafından kurulan otomatik meteoroloji gözlem istasyonu (OMGĠ) bünyesindeki piranometre ile elde edilen saatlik güneģ ıģıması ölçümleri ile yapılan çalıģma sonucunda sırasıyla 4 ve 6 yıllık Wh/m 2 cinsinden ortalama günlük küresel güneģ ıģıması (global horizontal radiation) çizelgesi oluģturulmuģtur. Her iki istasyona ait veriler ortak 129

143 kullanılarak çalıģmaya temel olan veri setine ulaģılmıģtır. Elde edilen bu değerler HAVUÇ proje bölgesi için meteorolojik güneģ enerjisi potansiyelini ifade etmektedir. En düģük değer 962 Wh/m 2 ile 7 Aralık a, en yüksek değer de 8467 Wh/m 2 ile 11 Temmuz a aittir. Aylık ortalamalarda da Temmuz ayı 7752 Wh/m 2 ile ilk sırada, Aralık ayı 1905 Wh/m 2 ile son sırada yer almıģtır. HAVUÇ için saha güneģ enerjisi potansiyeline baktığımızda günlük bazda 11 Temmuz daki 8467 Wh/m 2, aylık bazda da yine Temmuz ayındaki kwh/m 2 en yüksek değer olarak görünürken; 7 Aralık taki 962 Wh/m 2 günlük, yine Aralık ayındaki 59.1 kwh/m 2 de aylık en düģük değer olarak görünmektedir. Yıllık toplam saha güneģ enerjisi potansiyeli 1743 kwh/m 2 olarak hesaplanmıģtır. Teorik potansiyel çizelgesinde Temmuz ayı Aralık ayının 3 katı iken saha potansiyelinde 4 katına çıkmıģtır (Çizelge 4.5). Anonim de (1983) yıllarını kapsayan aktinograf ölçümleri ve Angström türetmeleri ile elde edilmiģ Ġç Anadolu Bölgesi için yıllık güneģ ıģıması değeri olan 1314 kwh/m 2 -yıl dan % 33 yüksek bir değer, 1743 kwh/m 2 -yıl çıkmıģtır. Bu farkın çıkmasında en önemli etken, güncel olan bu verinin elektronik ve kalibrasyonlu piranometre cihazıyla yapılmıģ olmasıdır. Ayrıca Aksoy (1996) aktinograf cihazlarıyla alınan ölçümlerde % hata payı bulunabileceğini belirtmiģtir. Çizelge 4.3 deki teorik güneģ ıģıması ve Çizelge 4.5 deki meteorolojik güneģ ıģımasının yıl boyu değiģimi ġekil 4.4 de grafiğe aktarılmıģtır. Atmosfer ve meteorolojik olayların etkisiyle sürekli değiģim gösteren atmosfer Ģartlarının meydana getirdiği kırıklı hattı karakterize eden 10. dereceden denklem MATLAB programı ile iģlenerek meteorolojik güneģ ıģıması ile teorik güneģ ıģıması arasındaki paralellik ortaya konmuģtur. 130

144 Çizelge 4.4 HAVUÇ günlük güneģlenme süreleri, saat* O ġ M N M H T A E E K A Toplam (2607) Ortalama (7.1) * Veriler DMĠ Etimesgut Meteoroloji Ġstasyon Müdürlüğü ne aittir. 131

145 Çizelge 4.5 HAVUÇ meteorolojik güneģ ıģıması ortalaması, günlük toplam, kwh/m 2 Gün/Ay O ġ M N M H T A E E K A Toplam Ortalama

146 ġekil 4.4 Teorik güneģ enerjisi potansiyeli ve meteorolojik güneģ ıģıması, Wh/ m 2 Düz bir yüzey üzerine gelen toplam güneģ ıģıması, doğrudan güneģ ıģınımı ve yayınık güneģ ıģınımı değiģkenlerinden oluģmaktadır. Dikkat edileceği üzere, aylık ortalamalarda doğrudan ıģıma Mayıs-Kasım arasında yayınık ıģımadan daha yüksek, Aralık-Nisan aralığında ise yayınık ıģıma doğrudan ıģımadan daha yüksektir (Çizelge 4.6 ve Çizelge 4.7). Bu durumun güneģ ıģınlarının Aralık-Nisan aylarında yeryüzüne yatık açıyla gelmesinin yanında, güneģlenmeye kısmen veya tamamen mani olan o dönemki atmosfer bulutluluğu ve bulut cinsinden kaynaklandığı da söylenebilir. Doğrudan güneģ ıģıması yıllık toplam güneģ enerjisi potansiyeli 1032 kwh/m 2, yayınık güneģ ıģıması yıllık toplam güneģ enerjisi potansiyeli de 711 kwh/m 2 dir. Dikkat edileceği üzere her ikisin toplamı küresel güneģ ıģımasına ait yıllık toplam güneģ enerjisi potansiyelini (1743 kwh/m 2 ) vermektedir. Proje alanına ait yayınık ıģıma değerleri, yayınık ıģımanın toplam ıģımaya oranı ile berraklık indeksi arasındaki tek değiģkenli bağıntıyı esas alan ve genel kabul görmüģ Liu ve Jordan bağıntısı (1960) yardımıyla elde edilmiģtir (http://www.pvsyst.com/5.2/index.php). 133

147 Çizelge 4.6 HAVUÇ yataya doğrudan güneģ ıģıması, Günlük toplam, kwh/m² Gün/Ay O ġ M N M H T A E E K A Toplam Ortalama

148 Çizelge 4.7 HAVUÇ yataya yayınık güneģ ıģıması, Günlük toplam, kwh/m² Gün/ Ay O ġ M N M H T A E E K A Toplam Ort

149 Berraklık indeksi toplam küresel ıģımanın dünya dıģı ıģımaya oranıdır, K ile gösterilir. Berraklık indeksi sadece ıģımanın atmosferde katettiği fiziki yolla ilgili değil, aynı zamanda atmosferdeki bulut içeriği ve yapısıyla da doğrudan ilintilidir. Liu ve Jordan bağıntısı da enlemden bağımsız olarak günlük toplam ıģımanın doğrudan berraklık indeksi parametresine bağlı olarak değiģtiğini ortaya koymakta ve bu parametre açılı yüzeylere gelebilecek ıģıma tahmininde kullanılmaktadır (Luque ve Hegedus 2002). Berraklık indeksi, hava kütlesi, atmosferik basınç vb etkenlerden dolayı Çizelge 4.8 deki oransal fark doğmaktadır. Çizelge incelendiğinde Temmuz ayı berraklık indeksinin ortalama ile en yüksek, Ocak ayı berraklık indeksinin de ile en düģük oranda olmasına karģın, günlük bazda en düģük değer olan ile 4 Ocak gibi beklenen bir tarihte çıkarken, en yüksek değer beklenenin aksine ile 19 Kasım da oluģmuģtur. Berraklık indeksi yıllık ortalaması olarak hesaplanmıģtır. FV panellerin yerleģtirildiği yatay ve dikey açının oluģturduğu eğimli yüzeye gelen güneģ ıģıması, albedonun da devreye girmesiyle meteorolojik ölçüm için esas alınan yer yüzeyine paralel yüzeye gelen güneģ ıģımasından yüksek olacaktır. Bu çalıģma kapsamında HAVUÇ için en uygun yatay açı güneģi yıl boyu en uzun süreli görebilecek 0 derece azimut açısı ve 15 derece dikey konumlanma açısıdır (Çizelge 4.21). Verilen bu açısal eğim ve konumlanma için bölgenin saha güneģ enerjisi potansiyeli Çizelge 4.9 de verilmiģtir. GüneĢ enerjisi potansiyelinin en düģük olduğu aylar 77.4 kwh/m 2 ile Ocak ve 75.2 kwh/m 2 ile Aralık ayları, en yüksek olduğu ay kwh/m 2 ile Temmuz ayıdır. Yıllık toplam saha güneģ enerjisi potansiyeli 1891kWh/m 2 olarak tespit edilmiģtir. 136

150 Çizelge 4.8 HAVUÇ berraklık indeksi Gün/Ay O ġ M N M H T A E E K A Ortalama

151 Çizelge 4.9 HAVUÇ saha güneģ enerjisi potansiyeli, kwh/m² Gün/Ay O ġ M N M H T A E E K A Toplam Ortalama

152 4.1.3 Teknik güneş enerjisi potansiyeli Teknik potansiyel, saha potansiyelin sistem verimi ile çarpılması ile elde edilmektedir. Hoogwijk (2004) ve Anonim (2009c) dünyada mevcut teknolojiyle FV sistem veriminin ortalama % 10.5 olduğunu ifade etmektedirler. HAVUÇ için teknik güneģ enerjisi potansiyeli hesabı da ölçüm ve hesaplamayla elde edilmiģ günlük bazda HAVUÇ saha güneģ enerjisi potansiyeli verisinin % 10.5 i alınarak hesaplanmıģtır. Bu hesaplama sonucunda HAVUÇ sahasına kurulacak ortalama bir FV güneģ elektriği üretecinin 1 metrekare den evirici çıkıģında AA olarak elde edebileceği yıllık elektrik enerjisi miktarı 177 kwh tir. Yıl içerisinde en düģük üretim Aralık ayında 6.1 kwh, en yüksek üretim ise Temmuz ayında 23.7 kwh iken yıllık metrekare baģına elektrik üretimi yıl boyunca kwh/gün aralığında kalmıģtır (Çizelge 4.10). Teorik olarak güneģ enerjisi potansiyeli 2918 kwh/m 2 hesaplanmasına karģın bu değer saha güneģ enerji potansiyeli olarak 1743 kwh/m 2 ye ve teknik güneģ enerjisi potansiyeli olarak da 177 kwh/m 2 ye düģmektedir. HAVUÇ için günlük teknik güneģ enerjisi potansiyelinin 483 Wh/m 2 olduğu söylenebilir. 4.2 Elektrik Enerjisi Tüketim Analizi HAVUÇ un elektrik enerjisi tüketimini zaman boyutunda ve iģletme bazlı ortaya koyabilmek için kurulu gücünü oluģturan elektrik tüketici elemanlar referans güç değerleriyle birlikte derlenmiģtir. Derleme sırasında elektrik tüketicilerden oluģan bir teknik fotoğraf albümü de oluģmuģtur. Bu albümde hemen her tüketici veya tüketici grubuna ait farklı açılardan görseller ve referans değerler iģletme/bina bazlı kodlanarak kayıt altına alınmıģtır. Özellikle elektrik motorlarında anma gücü olarak cos φ dahil edilmemiģse, Türkiye Ģartları için bu değer 0.80 olarak alınmıģ ve güç hesabına dahil edilmiģtir (Çizelge 4.11). Enerji tüketim hesabı ve enerji yük talebi karģılama çalıģmaları yapılırken bu referans güç değerlerinden yararlanılmıģtır. Toplam kw lık bir kurulu güce sahip olan HAVUÇ iģletmesi orta ölçekli bir elektrik üretim tesisinin gücüne sahiptir. Kurulu gücü oluģturan 334 kw lık 81 adet elektrik motorların en büyükleri B-002: motopomp binasında kurulu olan her biri 44 kw gücündeki 4 adet sulama pompası, 33 kw lık selektör ve 18 kw lık büyük kaynak makinalarıdır. ĠĢletmede ayrıca aydınlatma amaçlı 110 adet civalı sokak lambası ile 74 adet akkor ve 287 adet floresan lamba bulunmaktadır. 139

153 Çizelge 4.10 HAVUÇ teknik güneģ enerjisi potansiyeli, Wh/m O ġ M N M H T A E E K A Ortalama Toplam Gece ile gündüz arasında yıl içerisindeki süre değiģimi günlük olarak değiģmektedir. Enerji denetimi ile elde edilen HAVUÇ enerji tüketim dağılımını gece ve gündüz saatlerinde hesaplayabilmek için, aylık bazda Çizelge 4.12 deki süreler esas alınmıģtır. HAVUÇ enerji denetimi, her bir tüketicinin hangi üretim veya hizmete ait olduğunu ve yılın hangi zamanları günün hangi saatlerinde ne yoğunlukta çalıģtığının bir dökümünü vermektedir (Çizelge 4.13). 140

154 Çizelge 4.11 HAVUÇ un kurulu gücünü oluģturan elemanlar Ġçeriği Türü Adedi Güç, kw Toplam Güç, kw Sulama Pompası Elektrik motoru Çekiçli değirmen ve karıģtırma Elektrik motoru Çekiçli değirmen ve karıģtırma Elektrik motoru Helezon Elektrik motoru Küçük yem makinası Elektrik motoru Yükleme bandı Elektrik motoru Seyyar kompresör Elektrik motoru Redresör (Akü Ģarj) Elektrik motoru Boru bükme makinası Elektrik motoru TaĢlama Elektrik motoru Çanta kaynak makinası Elektrik motoru Termosifon Elektrik motoru DikiĢ makinası Elektrik motoru Büyük kaynak makinası Elektrik motoru Punto kaynak makinası Elektrik motoru Çanta kaynak makinası Elektrik motoru Sabit Matkap Elektrik motoru Hava Kompresör Elektrik motoru TaĢlama Elektrik motoru Kırıcı Elektrik motoru El matkabı (Makita) Elektrik motoru Dekupaj Elektrik motoru El matkabı (Bosch) Elektrik motoru BaĢ kesme makinası Elektrik motoru Kırlangıç makinası Elektrik motoru Bıçak bileme Elektrik motoru Yatar daire testere Elektrik motoru Komple planya Elektrik motoru ġerit testere Elektrik motoru Tank zımpara Elektrik motoru Sağım makinası Elektrik motoru Soğutma fanları Elektrik motoru Süt soğutma tankı Elektrik motoru Sıcak su pompası Elektrik motoru Sıcak su kazanları Elektrik motoru Yem dağıtımı Elektrik motoru Yem dağıtımı Elektrik motoru Gübre toplama Elektrik motoru Temizleme düzeni Elektrik motoru Helezon Elektrik motoru Et buzdolabı Elektrik motoru Et buzdolabı Elektrik motoru Sebze buzdolabı Elektrik motoru

155 Çizelge 4.11 HAVUÇ un kurulu gücünü oluģturan elemanlar (devam) Sebze buzdolabı Elektrik motoru Derin dondurucu Elektrik motoru Büyük buzdolabı Elektrik motoru Standart buzdolabı Elektrik motoru BulaĢık makinası Elektrik motoru Kıyma makinası Elektrik motoru Hindi kesme Elektrik motoru ÇamaĢır makinası Elektrik motoru Kurutma makinası Elektrik motoru Sıkma makinası Elektrik motoru Brülör (116) Elektrik motoru Brülör (116) Elektrik motoru Hidrofor Elektrik motoru Devirdaim pompası Elektrik motoru Devirdaim pompası Elektrik motoru Sıcak su pompası Elektrik motoru Sirkülasyon pompası Elektrik motoru Selektör Elektrik motoru TOPLAM Ġçeriği Türü Adedi Güç. kw Toplam Güç. kw Sokak lambası Aydınlatma Floresan lamba Aydınlatma Akkor ampul Aydınlatma TOPLAM Türü Adedi Toplam Güç. kw Elektrik motoru Aydınlatma Diğer TOPLAM Çizelge 4.12 Gece ve gündüz enerji tüketimine esas aylık süre dağılımı, saat YaklaĢık süre, saat O Ş M N M H T A E E K A Gece Gündüz

156 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Bilgisayar Diğer 4 1 Ocak A-001 Ġdare binası Floresan Lamba Ekim Sokak Lambası Aydınlatma 10 1 Ocak Akkor Lamba Floresan Lamba Aydınlatma 2 1 Ocak Ocak Mikrodalga fırın 1 1 Ocak Diğer Su ısıtıcısı 2 1 Ocak A-002 Kantin Buzdolabı Elektrik motoru 1 1 Ocak Aspiratör 1 1 Ocak Izgara 1 1 Ocak Tost makinası Rezistans 1 1 Ocak Çay ocağı 1 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi 143

157 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Floresan Lamba Aydınlatma 6 1 Ocak Tank zımpara 1 1 Ocak ġerit testere 1 1 Ocak Komple planya 1 1 Ocak Yatar daire testere 1 1 Ocak A-003 Marangozhane Bıçak bileme Kırlangıç makinası Elektrik motoru 1 1 Ocak Ocak BaĢ kesme makinası 1 1 Ocak El matkabı (Bosch) 1 1 Ocak Dekupaj 1 1 Ocak El matkabı (Makita) 1 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 2/11) 144

158 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Floresan Lamba Aydınlatma 6 1 Ocak Kırıcı 1 1 Ocak TaĢlama 1 1 Ocak A-004 Kaynak atölyesi Çanta kaynak makinası Elektrik motoru 1 1 Ocak Punto kaynak makinası 1 1 Ocak Büyük kaynak makinası 1 1 Ocak A-006 Makine garajı Floresan Lamba Aydınlatma 16 1 Ocak A-008 Selektör (108) Temiz su derin kuyu pompası pompa 1 1 Ocak Trafo Diğer 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 3/11) 145

159 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Floresan Lamba Aydınlatma 8 1 Ocak DikiĢ makinası 1 1 Ocak Termosifon 1 1 Ocak Çanta kaynak makinası 1 1 Ocak A-009 Motor Atölyesi TaĢlama Elektrik motoru 1 1 Mayıs Boru bükme makinası 1 1 Ocak Redresör (Akü Ģarj) 1 1 Ocak Seyyar kompresör 1 20 Temmuz Floresan Lamba Aydınlatma 15 1 Ocak A-012 Yemekhane Sebil Diğer 1 1 Haziran BulaĢık makinası Elektrik motoru 1 1 Ocak Su ısıtıcısı Rezistans 1 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 4/11) 146

160 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl A-013 Depo Sokak Lambası Aydınlatma Mart A-014 Gübre hangarı Ġstirahat Evi Diğer 4 1 Haziran Akkor Lamba Aydınlatma 6 1 Haziran Floresan Lamba Aydınlatma 10 1 Ocak Yükleme bandı 1 1 Ocak A-016 Yem Hangarı Küçük yem makinası 1 1 Ocak Helezon Elektrik motoru 2 1 Ocak Çekiçli değirmen ve karıģtırma 1 1 Ocak Ocak B-001 Nizamiye Motorin pompası pompa 1 1 Ocak Kantar Diğer 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 5/11) 147

161 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Sokak Lambası 2 1 Mayıs Aydınlatma B-002 Motopomp Akkor Lamba 2 1 Mayıs Sulama Pompası Elektrik motoru 1 1 Mayıs C-002 Hindi kümesi Floresan Lamba Aydınlatma 12 1 Ağustos C-003 Gübre, sulama, bahçe depo Sokak Lambası Aydınlatma 14 1 Ocak C-004 Izgaralı Kapalı besi Akkor Lamba Floresan Lamba Aydınlatma 10 1 Kasım Kasım Floresan Lamba 4 1 Ocak C-005 Sera Floresan Lamba Aydınlatma 6 1 Ocak Floresan Lamba 4 1 Ocak D-001 Açık besi padoku Sokak Lambası Aydınlatma 13 1 Nisan Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 6/11) 148

162 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Akkor Lamba 8 1 Ocak D-002 Genç hayvan Aydınlatma Floresan Lamba 20 1 Ocak Floresan Lamba Aydınlatma Temmuz D-003 Sütçülük Selektör Elektrik motoru 1 20 Temmuz Akkor Lamba Floresan Lamba Aydınlatma 8 1 Ocak Ocak Sıcak su kazanları 3 1 Ocak D-004 Sütçülük - Sağımhane Sıcak su pompası 2 1 Ocak Süt soğutma tankı Elektrik motoru 1 1 Ocak Soğutma fanları 1 1 Ocak Sağım makinası 2 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 7/11) 149

163 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Akkor Lamba 16 1 Ocak D-008 Broyler kümesi Aydınlatma Floresan Lamba 30 1 Ocak Yem dağıtımı Elektrik motoru 2 1 Ocak Helezon 2 1 Ocak D-009 Yumurta kümesi Temizleme düzeni Elektrik motoru 1 1 Ocak Yem dağıtımı 2 1 Ocak Flöresan lamba Aydınlatma 58 1 Ocak Akkor Lamba 20 1 Ocak D-010 Koyunculuk Aydınlatma Floresan Lamba 12 1 Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 8/11) 150

164 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Floresan Lamba Aydınlatma Haziran Floresan Lamba 10 1 Ocak Su ısıtıcısı Rezistans 1 15 Haziran Fırın 1 Ocak Hindi kesme 1 1 Ocak Kıyma makinası 1 1 Ocak E-001 Sosyal tesis (Mutfak) BulaĢık makinası 1 1 Ocak Standart buzdolabı 1 1 Ocak Büyük buzdolabı Elektrik motoru 1 1 Ocak Derin dondurucu 1 1 Ocak Sebze buzdolabı 1 1 Ocak Ocak Et buzdolabı 1 1 Ocak Ocak Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 9/11) 151

165 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Sokak Lambası Floresan Lamba Aydınlatma 17 1 Ocak Haziran Sirkülasyon pompası 1 15 Kasım Sıcak su pompası 1 15 Kasım E-001 Sosyal tesis (ÇamaĢırhane) (Kaloriferhane) Devirdaim pompası 3 15 Kasım Devirdaim pompası 3 15 Kasım Hidrofor Elektrik motoru 1 15 Kasım Brülör (116) 1 15 Kasım Brülör (116) 1 15 Kasım Sıkma makinası 1 1 Haziran Kurutma makinası 1 1 Haziran ÇamaĢır makinası 1 1 Haziran Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 10/11) 152

166 Pafta kodu Enerji Tüketici, ĠĢletme / Bina Ġçerik Tür Adet Tüketim BaĢlangıç Muhtemel ÇalıĢma Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, gün/yıl Tüketim Süresi, saat/gün Tüketim süresi toplamı, saat/yıl Toplam süre (tümü), saat/yıl Güç, kw Birim Tüketim, kwh ĠĢletme/ Bina Toplam Tüketim, kwh/yıl ĠĢletme/ Bina Günlük Tüketim, kwh/gün Toplam Gece Tüketim, kwh/yıl Toplam Gündüz Tüketim, kwh/yıl Toplam Tüketim, kwh/yıl Bahçe Floresan Lamba Aydınlatma 2 1 Ocak Kümes hayvanı kesimhane Akkor Lamba Aydınlatma 2 1 Aralık Isıtıcı Rezistans 1 Aralık BüyükbaĢ kesimhane Akkor Lamba Aydınlatma 2 1 Ocak ĠĢletme jeneratörü KÖK Binası Floresan Lamba 10 1 Ocak Aydınlatma Floresan Lamba 10 1 Ocak Toplam Oran, % Çizelge 4.13 HAVUÇ enerji denetimi (devam 11/11) Böylece iģletme/bina ve hatta tüketici bazlı o aya ait günlük (Çizelge 4.14), gündüz (Çizelge 4.15) ve gece (Çizelge 4.16) ortalama yük talepleri belirlenmiģ, elektrik beslemesi yapacak Ģebeke, akü veya doğrudan üretim gibi muhtemel kaynakların tasarımına esas teģkil edecek zamansal elektrik yük veri seti oluģturulmuģtur. Özellikle gündüz ve gece tüketim verisi incelendiğinde, ilgili tüketicinin toplam tüketimdeki payı % 0.01 den küçük olanlar için değeri görünmektedir. Bu durum, o tüketicinin ya o (gece/gündüz) periyotta 153

167 Pay, % Y A K E E A T H M N M ġ O ĠĢletme veya bina (Günlük) Çizelge 4.14 ĠĢletmelerin günlük ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı, kwh A-001: Ġdare binası A-002: Kantin A-003: Marangozhane A-004: Kaynak atölyesi A-006: Eski selektör ve biçer ambarı A-008: Selektör (108) A-009: Motor atölyesi A-012: Yemekhane A-013: Depo A-014: Gübre hangarı A-015: 13 numaralı hangar A-016: Yem hangarı B-001: Nizamiye B-002: Motopomp C-002: Hindi kümesi C-003: Sulama ve kömür hangarı C-004: Izgaralı kapalı besi C-005: Sera D-001: Açık besi padoku D-002: Genç hayvan D-004: Sütçülük D-008: Broyler kümesi D-009: Yumurta kümesi E-001: Sosyal tesis mutfak E-002: Küçük ev Bahçe BüyükbaĢ kesimhane Ġstirahat evi Koyunculuk Kümes hayvanı kesimhane Sokak lambası TOPLAM

168 Çizelge 4.15 ĠĢletmelerin gündüz ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı, kwh Gündüz,% Toplam,% Y A K E E A T H M N M ġ O ĠĢletme veya bina (Gündüz) A-001: Ġdare binası A-002: Kantin A-003: Marangozhane A-004: Kaynak atölyesi A-006: Eski selektör ve biçer ambarı A-008: Selektör (108) A-009: Motor atölyesi A-012: Yemekhane A-013: Depo A-014: Gübre hangarı A-015: 13 numaralı hangar A-016: Yem hangarı B-001: Nizamiye B-002: Motopomp C-002: Hindi kümesi C-003: Sulama ve kömür hangarı C-004: Izgaralı kapalı besi C-005: Sera D-001: Açık besi padoku D-002: Genç hayvan D-004: Sütçülük D-008: Broyler kümesi D-009: Yumurta kümesi E-001: Sosyal tesis mutfak E-002: Küçük ev Bahçe BüyükbaĢ kesimhane Ġstirahat evi Koyunculuk Kümes hayvanı kesimhane Sokak lambası TOPLAM:

169 Gece,% Toplam,% Y A K E E A T H M N M ġ O ĠĢletme veya bina (Gece) A-001: Ġdare binası Çizelge 4.16 ĠĢletmelerin gece ortalama elektrik tüketimi ve toplamdaki payı, kwh A-002: Kantin A-003: Marangozhane A-004: Kaynak atölyesi A-006: Eski selektör ve biçer ambarı A-008: Selektör (108) A-009: Motor atölyesi A-012: Yemekhane A-013: Depo A-014: Gübre hangarı A-015: 13 numaralı hangar A-016: Yem hangarı B-001: Nizamiye B-002: Motopomp C-002: Hindi kümesi C-003: Sulama ve kömür hangarı C-004: Izgaralı kapalı besi C-005: Sera D-001: Açık besi padoku D-002: Genç hayvan D-004: Sütçülük D-008: Broyler kümesi D-009: Yumurta kümesi E-001: Sosyal tesis mutfak E-002: Küçük ev Bahçe BüyükbaĢ kesimhane Ġstirahat evi Koyunculuk Kümes hayvanı kesimhane Sokak lambası TOPLAM:

170 çalıģmadığını, dolayısıyla elektrik tüketmediğini ya da tüketiminin bu çizelgede yer alacak kadar büyük olmadığını göstermektedir. Günlük toplam tüketimlerde sadece Mayıs-Ekim arası 6 ay çalıģan B-002: motopomp tüketicisinin % gibi yüksek bir payla tüm iģletmede önce çıktığını görülmektedir. Bir baģka yüksek tüketimli iģletme olan D-004: sütçülük, tüm tüketimini (111.9 kwh/gün) gündüz yapmaktadır ve yıl içerisine homojen bir dağılım sergilemektedir. A-008: selektör iģletmesi yalnızca yaz aylarında 24 saat boyunca elektrik tüketmektedir. Bahçe tüketicisi yıl boyu ancak sadece gece, D-001: açık besi padoku tüketicisi de sadece yaz ve bahar aylarında gece elektrik tüketmektedir. D-008: Broyler kümesi nin günde 24 saat ve yıl boyu elektrik tüketimi kaydedilmiģtir. Enerji denetimiyle elde edilen iģletmenin kwh/yıl lık toplam elektrik tüketiminin (Çizelge 4.14) % 51.4 lük kısmı olan kwh/yıl gündüz (Çizelge 4.15), % 48.6 lık kısmı olan kwh/yıl gece tüketimi (Çizelge 4.16) olarak gerçekleģmektedir. ġekil 4.5 de son 6 yıllık dönem için yıllık elektrik tüketimleri ve iģletmeye maliyeti çıkarılmıģtır. Ayrıca elektrik tüketimindeki ve birim fiyatlardaki yükseliģ veya düģüģ de çizelgeden izlenebilmektedir yılındaki yüksek tüketim son 6 yıllık tüketim ortalamasını yukarı çekmektedir hariç tutulduğunda yıllık ortalama tüketim yaklaģık % 10 oranında düģmektedir. Yine 2004 ün yüksek tüketim etkisi yıllık seyirde son 5 yıllık değiģimde % 5.7 lik bir düģüģ ortaya koymaktadır hariç tutulduğunda elektrik tüketiminde her yıl % 2.7 lik bir artıģ gözlenmiģtir. Birim fiyatlarda da 2005 yılına % 18.8 gibi yüksek bir artıģ oranıyla baģlanmıģ daha sonra yıllık artıģ oranı % 5 lerde seyretmiģtir da tekrar % 18.2 lik bir fiyat artıģı gözlenmiģtir. Son 5 yılda, yıllık birim fiyat artıģ oranı % 10.4 çıkmıģ, ülke enflasyon oranına paralellik göstermiģtir. ġekil 4.5 (a) da HAVUÇ un son 6 yıllık iniģli çıkıģlı elektrik tüketim seyri; (b) de son 5 yıllık, ortalaması düzgün görünen ancak tüketim miktarları dalgalı olan tüketim seyri; (c) de son 4 yıllık, azalma eğiliminde bir tüketim seyri; (d) de ise son 3 yıllık fazla dalgalı olmayan düzenliye yakın bir elektrik tüketim seyri görüntülenmektedir. 157

171 Çizelge 4.17 HAVUÇ yıllık elektrik enerjisi tüketimi (faturadan), kwh/yıl Yıl Yıllık tüketim (kwh) Tüketim artıģ oranı, % Yıllık tüketim, (TL) Birim fiyat, TL/kWh Fiyat artıģ oranı, % Ortalama ( ) Ortalama ( ) Ortalama ( ) Ortalama ( ) Ortalama ( ) ,000 Elektrik tüketimi, kwh 500,000 Elektrik tüketimi, kwh 400, , , , , ,000 (a) (b) 500,000 Elektrik tüketimi, kwh 500,000 Elektrik tüketimi, kwh 400, , , , , ,000 (c) ġekil 4.5 HAVUÇ faturalı yıllık elektrik tüketim seyri, kwh/yıl (d) 158

172 HAVUÇ ta sosyal davranıģlar ve mühendislik açısından elektrik tüketim davranıģlarını belirlemek, dolayısıyla bu davranıģlar bütünü sayesinde iģletmenin muhtemel elektrik yük talep verisini ortaya koymak amacıyla bir enerji denetimi uygulanmıģtır. Elde edilen alansal ve zamansal yük talebi, enerji yönetimi ve verimliliği için önemli olmakla birlikte, Ģebekeden dolayısıyla kurulabilecek bir elektrik üretim tesisinden de nasıl bir güç beklentisi olacağını ortaya koymaktadır. Enerji denetimiyle elde edilen elektrik enerjisi tüketim verisine göre kıģ döneminin toplam tüketimdeki payının % 34, yaz döneminin toplam tüketimdeki payının % 66 olduğu görülmektedir (Çizelge 4.18). 6 yıllık ( ) faturalı ölçümlere dayanan ortalama elektrik enerjisi tüketimleri zamansal olarak izlendiğinde de kıģ periyodunun toplam tüketimin % 37 sini, yaz periyodunun da % 63 ünü oluģturduğu görülür. Elektrik tüketimi en düģük 18.0 MWh/ay ile Nisan da, en yüksek 45.3 MWh/ay ile Ağustos ta gerçekleģmiģtir. Ortalama günlük tüketim Nisan ayında 600 kwh iken Ağustos ayında 1461 kwh olmuģtur. Ekim-Nisan arası ortalama günlük tüketim 697 kwh te kalırken, Mayıs-Eylül arasında 1210 kwh e ulaģmaktadır (Çizelge 4.19). Günlük tüketimin en yüksek olduğu zaman aralığı enerji denetimine göre Ağustos un ilk yarısında iken fatura veri setine göre Ağustos un son haftasında görülmüģtür. Yine enerji denetimine göre HAVUÇ için en düģük yük talebinin olacağı günler genel olarak kıģ ayları olarak çıkarken, fatura kaynaklı veri setine göre Nisan ayında olmaktadır. Bu farklılıkta, enerji denetimi sırasında çalıģanların verdikleri bilgi esas alındığından, çalıģanların bizzat çalıģtırdıkları tüketiciler haricinde, otomasyonla veya program dahilinde çalıģan tüketiciler hakkında bilgi sahibi olmamaları bir etken olabilir. Enerji denetimi ve faturaya dayalı iki ayrı elektrik tüketim verisi oluģturulmasının ardından, doğrulama yapmak amacıyla günün belirli saatlerinde sayaç üzerindeki tüketimler kayıt edilerek 2009 yılının ikinci 6 ayı için günlük bazda yeni bir veri seti elde edilmiģtir. Bu veri seti ile enerji denetimi ve faturaya dayalı tüketim verisi bir arada kullanılarak tüketim analizi detaylandırılmıģtır (Çizelge 4.20). 159

173 Çizelge 4.18 HAVUÇ elektrik tüketimi enerji denetimi sonuçları, kwh Gün/Ay O ġ M N M H T A E E K A Toplam, MW (342) Ortalama

174 Çizelge 4.19 HAVUÇ fatura bazlı ortalama elektrik tüketim ( ), kwh Gün O Ş M N M H T A E E K A Toplam, MW (334) Ortalama Genel toplamlara baktığımızda bu üç veri setinden denetimle yıllık 342 MWh/yıl, faturayla 334 MWh/yıl ve bizzat ölçümle yaklaģık 320 MWh/yıl elektrik tüketimi hesaplanmıģtır. Genel toplamdaki % 98 gibi yüksek oranlı paralelliğe karģın, aylık toplamlarda özellikle Aralık, Ocak, ġubat ve Mayıs aylarında denetim ile fatura arasında % 25 ten fazla fark çıkmıģtır. Temmuz ve Ağustos ayları ise % 100 e yakın oranda denklik tespit edilmiģtir yılı Temmuz-Aralık arasını temsil eden doğrulama verisi ile fatura verisi arasında 161

175 Enerji denetimi Doğrulama ölçümleri Fatura Veri Kasım ve Aralık aylarında oldukça yüksek paralellik olmasına karģın, Temmuz, Ağustos ve Eylül aylarında % 30 dan fazla sapma tespit edilmiģtir. Denetim ile doğrulama verisi arasındaki iliģkiye baktığımızda yeterli bir paralellik tespit edilememiģtir. +/- % 30 gibi yüksek oranda bir sapma söz konusudur. Toplamda ise tutarlılık % 80 de kalmıģtır. Ancak burada dikkat edilmesi gereken husus enerji denetimi ile elde edilen verinin mutlak değerinden ziyade oransal olarak iģletme/bina veya gece/gündüz gibi alansal ve zamansal tüketim analizini detaylandırmasıdır. Bu karģılaģtırma çizelgesindeki üç tüketim veri setinden denetim verisinde kıģ ayları toplam tüketimin % 5 i, yaz ayları % iken; fatura verisinde kıģ ayları % 5-7, yaz ayları % 9-14; doğrulama verisinde ise kıģ ayları % 6-7, yaz ayları % 9-11 çıkarak makro düzeyde genel bir uyumluluk göstermiģlerdir. Çizelge 4.20 Fatura, ölçüm ve denetim sonuçlarının değerlendirilmesi Yıllık O ġ M N M H T A E E K A Ort. Ölçümden sapma, % Denetimden sapma, % Aylık tüm gün, kwh Toplamdaki payı, % Denetimden sapma, % Aylık tüm gün, kwh Toplamdaki payı, % Aylık tüm gün, kwh Aylık gündüz, kwh Aylık gece, kwh Gündüz, % Gece, % Toplamdaki payı, %

176 Bu bilgi ıģığında HAVUÇ elektrik enerji yükünü karģılamayı hedefleyen bir FV sistemin, tüketimin en çok olduğu yaz dönemi baz alınarak tasarlanması gerekmektedir. HAVUÇ coğrafyasında yaz döneminde açısal değiģim faktörünün (transition factor) en yüksek ve kayıpların en düģük olduğu FV eğim açısı PVSYST açı optimizasyon araçları aracılığıyla 15 derece olarak bulunmuģtur. FV tasarıma esas teģkil eden optimum FV panel açısı, tüm bir yıllık dönem için açısal dönüģüm faktörünü 1.15, kayıpları % 0.0 ve yüzey ıģımasını 1999 kwh/m 2 yapan 33 derece; kıģ dönemi için açısal dönüģüm faktörünü 1.50 kayıpları % 0.0 ve yüzey ıģımasını 800 kwh/m 2 yapan 55 derece ve yaz dönemi için açısal dönüģüm faktörünü 1.03 kayıpları -% 0.1 ve yüzey ıģımasını 1241 kwh/m 2 yapan 15 derece olarak tespit edilmiģtir. Tasarımda hedef elektrik üretip satmak ise bu durumda açısal değiģim faktörü ve kayıp yüzdesi tüm bir yıl için değerlendirilir (http://www.pvsyst.com/5.2/ index.php) (Çizelge 4.21). Çizelge 4.21 Tasarıma esas teģkil eden enerji tüketim dönemi için açı seçimi (PVSYST) FV eğim Tasarıma esas dönem Açısal dönüģüm Optimum eğime Yüzey ıģıması, faktörü, Ft göre kayıp, % kwh/m 2 Yıl (Ocak-Aralık) Yaz (Nisan-Eylül) Kış (Ekim-Mart) Yıl (Ocak-Aralık) Yaz (Nisan-Eylül) KıĢ (Ekim-Mart) Yıl (Ocak-Aralık) Yaz (Nisan-Eylül) KıĢ (Ekim-Mart) Yıl (Ocak-Aralık) Yaz (Nisan-Eylül) KıĢ (Ekim-Mart) Yıl (Ocak-Aralık) Yaz (Nisan-Eylül) KıĢ (Ekim-Mart)

177 ġekil 4.6 da görüleceği üzere güneģ enerjisinin yüksek olduğu yaz periyodunda, elektrik tüketiminde de açık bir yükseliģ izlenmektedir. Mart ve Nisan aylarındaki tüketim düģüklüğü haricinde, elektrik tüketim seyri yıl boyu küresel güneģ ıģıması seyriyle bir doğrusallık göstermektedir. ġekil 4.6 FV tasarıma esas yük talep verisi ile küresel güneģ ıģıması grafikleri 4.3 FV Tasarım FV güneģ elektriği üretim tesisi kurulumunda en önemli kriter, karģılanması istenen yük talebidir. Özellikle bataryalı, Ģebeke desteği olmadan çalıģması planlanan bir tesiste emniyet payı yüksek tutulmak kaydıyla yük talebinin belirlenmesi gerekir. ġebeke bağlantılı bir tesiste Ģebeke yedek güç üreteci gibi davranabildiğinden dolayı karģılanamayan bir yük söz konusu olmaz. Her durumda yükün FV güç üreteci vasıtasıyla karģılanmasının temini için hesaplanan muhtemel elektrik yük talebinin % 25 artırıldıktan sonra tasarım ve boyutlandırılmaya geçilmelidir. HAVUÇ için FV güç üretim tesisine esas teģkil edecek 164

178 zamansal elektrik yük talebi verisi yıl boyu saatlik olarak çıkarılmıģ ve günlük toplamlar halinde Çizelge 4.22 de verilmiģtir. Çizelge 4.22 HAVUÇ FV tasarıma esas elektrik tüketim verisi, kwh Gün/ Ay O Ş M N M H T A E E K A Ort FV tasarıma esas HAVUÇ elektrik tüketim verisinin homojen olmadığı, yıl ve ay içerisinde dalgalanmalar gösterdiği; yaz aylarında kıģ aylarının iki katı kadar tüketim olduğu gözlenmektedir. En yüksek hafta olarak günlük tüketimin 1951 kwh/gün e ulaģtığı Ağustos 165

179 ayının son günleri öne çıkmaktadır. Aylık toplam tüketimde de yine toplam kwh/ay ve ortalama 1826 kwh/gün ile Ağustos ayı ilk sıradadır. Tüm bir yıl için beklenen toplam tüketim 416 MWh/yıl dır (ġekil 4.6) Şebeke bağlantılı FV güneş elektriği üretim sistemi tasarımı Bu tip iģletimde FV sistem sorumlu olduğu yükleri karģılayabilmek için kendi üretimini kullanır, Ģebekeden elektrik çeker veya kendi üretimine paralel olarak Ģehir Ģebekesinden destek alır. FV elektrik üretiminin yükten fazla olduğu durumda ise elektrik dağıtıcı kurumun ters besleme iģletimine izin vermesi durumunda Ģebekeye elektrik akıģı olabilir. Luque ve Hegedus a (2002) göre, ġebeke bağlantılı FV sistemler yıl boyunca en yüksek üretimi yapacak Ģekilde tasarlanırlar. ġebeke bağlantılı FV sistemlerde yedekleme Ģebeke tarafından sağlandığı için, belirli bir yükü karģılayacak Ģekilde tasarlama zorunluluğu yoktur. Sistem sadece Ģebekeyle veya hem Ģebekeyle hem de akü bankasıyla yedeklenebilir (ġekil 4.7). Ancak yine de çalıģmanın amacına uygun olarak iģletmenin yıl boyu elektrik tüketiminin gün ve yıl içerisindeki dağılımı gözetilerek tasarım yapılmıģtır. FV güneģ elektriği üretim sistemi tasarımları PVSYST programı yardımıyla yapılmıģtır. Bu doğrultuda HAVUÇ bölgesinin fiziki ve coğrafi bilgileri ile meteorolojik ölçümlerinin yanında elektrik tüketim verisi de üreteceği simülasyonlara ve tasarımlara girdi olması bakımından saatlik (8760 adet/yıl) detayda programa girilmiģtir. Coğrafik mevkisi, meteorolojik elemanları, gölgelenme kısıtları ve elektrik yük dağılımı belirlenmiģ olan HAVUÇ un FV güç santralinin tasarımı için öncelikle iģletim tarzının seçilmesi gerekmektedir (ġekil 4.8). Tasarımda karar verilecek diğer bir önemli husus FV panellerin yerleģiminin sabit mi, hareketli mi olacağıdır. Sabit ise hangi açının amacımıza en uygun pozisyon olacağı seçilmelidir. GüneĢin gün ve yıl içerisinde değiģken güzergâh izlemesi ve gökyüzünde kalıģ süresinin yazın kıģa göre daha uzun olması sebebiyle elektrik yük talebinin yüksek olduğu yaz dönemine göre FV panel açısı hesabının yapılması açısal değiģim katsayısını ve dönüģtürme kayıplarını doğrudan etkileyecektir (ġekil 4.9). Eğer amacımız sadece HAVUÇ iģletmesinin elektrik yük talebini karģılamak değil de, aynı zamanda Ģebekeye elektrik 166

180 satmak da olsaydı, ilk yatırım maliyetini arttırmayı göze alarak dikeyde optimum FV panel açısını yıllık güneģ ıģımasına göre yapmamız gerekirdi (ġekil 4.10). ġekil 4.7 ġebeke bağlantılı ve bataryalı FV sistem Ģeması (Anonymous 2009b) ĠĢletim tarzı, hedef sezon ve optimum FV panel açısına karar verdikten sonra yapılması gereken FV güneģ elektriği üretecek donanımın seçimidir. Bu aģamada iģlem sırası önceliği eviricinindir. Kurulu güç, zaman boyutundaki elektrik enerjisi yük talebi, yük talebinin en yüksek olduğu gün ve güneģ ıģıması girdisi belli olduğundan, çıkıģ değerleri bu arz ve talebi karģılayabilecek bir adet veya bir grup evirici seçilecektir. Bu projeksiyonda merkezi evirici kullanmayı tercih ettiğimizden dolayı tüm FV dizi ve alt dizilerin toplam çıkıģ gücüne cevap verebilecek bir adet evirici tayin edilecektir. Tasarımımızda 400 kw gücünde, Hz de V aralığında giriģ gerilimine sahip bir adet SMA marka evirici seçilmiģtir (ġekil 4.11). 167

181 ġekil 4.8 ġebeke bağlantılı FV güneģ elektriği üretim sistemi tasarımı ġekil 4.9 Yaz mevsimi için optimum FV panel açısı belirleme 168

182 ġekil 4.10 Tüm bir yıl için optimum FV panel açısı belirleme Sıradaki aģama FV modül seçimindedir. ÇalıĢmanın baģında bahsedildiği üzere tekli kristal silisyum, çok kristalli silisyum ve ince film-amorf silisyum yapısında üç ayrı tip FV modül denenecek ve iģletme bölgemizin coğrafya, iklim ve yük talebi Ģartlarına uygunluğu kıyaslanacaktır. Bu projeksiyonda her biri 200 Wp gücünde, 22 V çıkıģ gerilimine sahip Yocasol marka tekli kristal silisyum FV modül seçilmiģtir (ġekil 4.11). FV sistem tasarımının ekonomik olarak değerlendirilebilmesi amacıyla Türkiye pazarında yapılan fiyat araģtırması sonuçlarına göre Çizelge 4.23 FV sistem donanım ve iģçilik ücret tarifesi (vergisiz) hazırlanmıģtır. 169

183 ġekil kw güç talebi için tek kristalli silisyum FV sistem donanımı Çizelge 4.23 FV sistem donanım ve iģçilik ücret tarifesi (vergisiz) (Polatkan 2010) Donanım Tekli kristal silisyum Çok kristalli silisyum Ġnce film silisyum FV modül, /Wp 2.4 (1.73 SB*) 2.1 (1.41 SB) 2.0 (0.79 SB) ġebeke bağlantılı evirici, /Wp 0.6 ( ) Özerk sistem evirici, /Wp 1.2 ( ) Tasarım, taģıyıcı sistem, iģçilik, izleme vs, /Wp * SB: 170

184 FV elektrik üretime etki eden unsurlardan bazıları, panel sıcaklığı, panele gelen güneģ ıģıması, etkili güneģ ıģıması, panel elektrik üretimi, Ģebekeye verilen elektrik üretimi, panel verimliliği ve sistem verimliliğidir (ġekil 4.12). ġekil kw güç ve saatlik tüketim için tek kristalli yapılı FV elektrik üretimi ġekil 4.13 de toplam güneģ ıģımasına karģılık zaman boyutunda değiģmekle birlikte paralellik gösteren bir kullanılabilir elektrik üretimi izlenmektedir. Tasarımın muhtemel sistem göstergeleri Çizelge 4.24 de gösterilmektedir. Aylık ortalama rüzgar hızı, hava sıcaklığı ve yataya gelen piranometre ölçümü ile elde ettiğimiz küresel güneģ ıģıması değeri tasarım aģamasında girdi olarak programa saatlik bazda verilmiģtir. Teknik güneģ enerjisi potansiyeli olarak açısal dönüģüm faktörünün özellikle kıģ aylarındaki olumlu etkisiyle panele gelen toplam güneģ ıģıması değeri yükselmiģtir. FV panellerin yıl boyu farklı büyüklüklerde 4264 saat üretim yapması beklenmektedir. Teorik güneģlenme 171

185 süresinin 4454 saat/yıl ve ölçülmüģ güneģlenme süresinin 2607 saat/yıl olduğunu hatırlarsak, doğrudan güneģlenme olmadan da FV sistemlerin yayınık ve yansıyan ıģımayla üretim yapabildikleri sonucuna varabiliriz. Sistemin yükü karģılanma oranı hep 1 olacak Ģekilde tasarlandığından, toplamda 416 MWh enerji tüketimine karģılık, tüm günlerde yükü karģılayabilmek adına, 643 MWh lik bir üretim söz konusu olmuģtur. kwp baģına elektrik üretimi Temmuz ayında en yüksek olup (6.24 kwh/kwp/gün), Aralık ayının (2.23 kwh/kwp/gün) neredeyse 3 katına ulaģmıģtır. Yükün karģılanma oranı yıllık bazda 1.5 gibi yüksek bir oran, dize ve sistem verimi de % 12 ile hemen hemen dünya standartlarında çıkmıģtır. ġekil 4.13 ġebeke bağlantılı tek kristalli FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği 172

186 Çizelge 4.24 ġebeke bağlantılı tek kristalli sabit açılı FV sistem göstergeleri Açıklama O ġ M N M H T A E E K A Yıl Rüzgar hızı, m/s Hava sıcaklığı, C Yataya küresel güneģ ıģıması, kwh/m² Panele gelen toplam ıģıma, kwh/m² Açısal dönüģüm katsayısı Dize FV üretim süresi, saat Dize gerilimi, V Dize akımı, kah Yük talebi, MWh Evirici çıkıģındaki üretim, MWh Sistem hasadı, kwh/kwp/gün Referans dize verimi, % Referans sistem verimi, % Performans oranı Yükün karģılanma oranı

187 FV sistemde dikkate alınması gereken önemli bir diğer etken de sistem kayıplarıdır. ġekil 4.14 de detaylı bir Ģekilde verilen FV panel ve denge bileģenleri kayıpları, sistem verimlilik oranını ve kullanılabilir elektrik enerjisini doğrudan etkilediğinden tasarım sırasında mutlaka dikkate alınmalıdır. ġekil 4.14 ġebeke bağlantılı tekli kristal yapıda FV sistem kayıp akıģ Ģeması BaĢta elektrik yük talebi ve çevresel Ģartlar olmak üzere, denge bileģenlerinin de aynı kaldığı durumda FV modül yapısı çoklu kristale değiģtirildiğinde sistem donanımı ġekil 4.15 deki gibi elektrik üretim durumu ġekil 4.16 daki gibi olacaktır. 174

188 ġekil kw güç talebi için çoklu kristal silisyum FV sistem donanımı KıĢ aylarında her ne kadar yük talebinde bariz bir azalma görülse de, güneģ ıģıması değerlerindeki azalma daha büyüktür. KıĢ aylarında yük talebinin tam karģılanabilmesi için sistem boyutlandırması yüksek tutulmuģtur. Sistemin büyük boyutlandırılması yaz aylarındaki yüksek güneģ ıģımasıyla birlikte yük talebinden 1.5 (Çizelge 4.25) kat daha fazla üretim yapılması sonucunu doğurmuģtur (ġekil 4.17). 175

189 ġekil kw güç ve saatlik tüketim için çoklu kristal yapılı FV elektrik üretimi Çok kristalli silisyum FV panellerin yıl boyu düģük performansla bile olsa 4265 saat üretim yapması beklenmektedir. HAVUÇ iģletmesinde Temmuz ayında 120 W/m 2 yi geçecek güneģ ıģıması yani muhtemel güneģlenme süresi 367 saat iken, paneller 434 saat üretim yapacak, yani güneģin yeterince görünmediği zamanlarda da elektrik üretimine devam edecektir. Sistemin yükü karģılanma oranı hep 1 olacak Ģekilde tasarlandığından, toplamda 416 MWh enerji tüketimine karģılık, tüm günlerde yükü karģılayabilmek adına, toplamda 629 MWh/yıl lık bir üretim söz konusu olmaktadır. Çoklu kristal silisyum FV panellerde kwp baģına elektrik üretimi (4.30 kwh/kwp/gün) aylık bazda tek kristalli silisyum FV panellere göre (4.40 kwh/kwp/gün) az da olsa düģüktür. Performans oranı ise 0.80 ile 0.88 arasında yıl içerisinde değiģkenlik göstermektedir. 176

190 ġekil 4.17 ġebeke bağlantılı çoklu kristal FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği Meteorolojik olarak yatay düzleme gelen toplam güneģ ıģımasına ek olarak, güneģ panellerinin dikey açıyla duruģlarından kaynaklı % 8.5 oranında bir artıģ söz konusudur. Bu artıģı geliģ açısı değiģtiricisi, FV panel ve evirici kayıpları izlemekte, kalan kullanılabilir enerji yük talebini karģılamakta kullanılmaktadır. Fazla enerji eğer elektrik kurumu ile yapılan sözleģme uygunsa Ģebekeye verilebilecektir (ġekil 4.18). 177

191 Çizelge 4.25 ġebeke bağlantılı çoklu kristal sabit açılı FV sistem göstergeleri Açıklama O ġ M N M H T A E E K A Yıl Rüzgar hızı, m/s Hava sıcaklığı, C Yataya küresel güneģ ıģıması, kwh/m² Panele gelen toplam ıģıma, kwh/m² Açısal dönüģüm katsayısı Dize FV üretim süresi, saat Dize gerilimi, V Dize akımı, kah Yük talebi, MWh Evirici çıkıģındaki üretim, MWh Sistem hasadı, kwh/kwp/gün Referans dize verimi, % Referans sistem verimi, % Performans oranı Yükün karģılanma oranı

192 ġekil 4.18 ġebeke bağlantılı çok kristalli yapıda FV sistem kayıp akıģ Ģeması Ġnce film amorf silisyum FV modüller yapısal olarak tek kristalli ve çoklu kristal yapıdaki modüllere oranla silisyumun iģleniģi ve modülün üretimi açısından daha kaba üretim metotlarına dayanır. Bu sebeple birim alan verimliliği düģük olmasına karģın kwp baģına maliyeti düģüktür. Meteorolojik veriler ve elektriksel yük talebi girdileri aynı kalmak koģuluyla, Ģebeke bağlantılı sabit açılı FV sistemin yalnızca FV panelleri ince film amorf silisyum yapısına değiģtirilerek yeni bir sistem tasarlanmıģtır. Sistemin donanım özellikleri incelendiğinde modül yüzey alanının ve modül gücünün 288 Wp olduğu görünür. Toplamda kristal yapıdaki modüllerle (2814 m 2 ) aynı gücü üretebilmek için 2.5 kat daha fazla modül alanına (6592 m 2 ) ihtiyaç duyar (ġekil 4.19). 179

193 ġekil kw güç talebi için amorf silisyum ince film yapılı FV sistem donanımı Kurulu güç baģına elektrik üretimi, Ģebeke bağlantılı sabit açılı ince film amorf kristalli FV panelli tasarımda tüm bir yıl için 1689 kwh/kwp/yıl ile tek kristalli (1607 kwh/kwp/yıl) ve çoklu kristal (1570 kwh/kwp/yıl) FV panellerden daha yüksek olmaktadır. Sistem kayıpları üç tip FV panelde de 0.09 kwh/kwp/yıl iken, dize kayıpları en düģük 0.46 kwh/kwp/yıl ile ince film panellerde (tek kristal: 0.69, çoklu kristal: 0.79 kwh/kwp/yıl) olmuģtur (ġekil 4.20). 180

194 ġekil kw güç ve saatlik tüketim için ince film amorf kristal FV elektrik üretimi Ġnce film amorf kristal silisyum FV panelli tasarımda kurulu gücün Aralık ve Ocak aylarındaki düģük performansı telafi etmek için yüksek tutulması, yıl içinde 2.7 katına ulaģan aģırı üretime neden olmakta, ıģımaya karģılık elektriksel üretim grafiğindeki ara açılmaktadır (ġekil 4.21). Performans oranının 0.87 ile 0.92 arasında değiģtiği bu tasarımda, toplam elektrik üretimi yıl içerisinde bir homojenite sağlanamadığı için toplam tüketim verisinin 1.62 katına yükselerek 674 MWh e ulaģmıģtır. Referans değerlere dayanan dize ve sistem verimi her ne kadar % 5-6 gibi düģük değerlerde olsa da kurulu güç baģına düģen üretim 4.63 kwh/kwp/gün ile tek kristal (4.4 kwh/kwp/gün) ve çoklu kristal (4.3 kwh/kwp/gün) den yüksektir. Dizelerin FV üretim süresi ise kristal yapıdakilerden 87 saat daha düģüktür (Çizelge 4.26). 181

195 ġekil 4.21 ġebeke bağlantılı ince film amorf kristal FV sistemde ıģıma-enerji grafiği Meteorolojik olarak yatay düzleme gelen toplam güneģ ıģımasına ek olarak, güneģ panellerinin dikey açıyla duruģlarından kaynaklı % 8.5 oranında bir artıģ söz konusudur. Bu artıģı geliģ açısı değiģtiricisi, FV panel ve evirici kayıpları izlemekte, kalan kullanılabilir enerji yük talebini karģılamakta kullanılmaktadır. Fazla enerji eğer elektrik kurumu ile yapılan sözleģme uygunsa Ģebekeye verilebilecektir (ġekil 4.22). HAVUÇ iģletmesi elektrik yükünü karģılayabilecek Ģebeke bağlantılı FV güneģ elektriği üretim sistemi için merkezi çalıģan, 400 kw gücü ile HAVUÇ un kurulu gücünün yük talebini karģılayabilecek, % 98.2 gibi yüksek verimlilik oranıyla hizmet veren, Hz ve 220 V ile ülkemiz Ģebeke altyapısına uygun, Türkiye pazarında bulunabilen bir evirici seçilmiģtir (Çizelge 4.27). 182

196 Çizelge 4.26 ġebeke bağlantılı ince film amorf kristalli sabit açılı FV sistem göstergeleri Açıklama O ġ M N M H T A E E K A Yıl Rüzgar hızı, m/s Hava sıcaklığı, C Yataya küresel güneģ ıģıması, kwh/m² Panele gelen toplam ıģıma, kwh/m² Açısal dönüģüm katsayısı Dize FV üretim süresi, saat Dize gerilimi, V Dize akımı, kah Yük talebi, MWh Evirici çıkıģındaki üretim, MWh Sistem hasadı, kwh/kwp/gün Referans dize verimi, % Referans sistem verimi, % Performans oranı Yükün karģılanma oranı

197 ġekil 4.22 ġebeke bağlantılı ince film amorf silisyum yapıda FV sistem kayıp akıģ Ģeması FV panelleri sabit açılı yerleģtirilmiģ, yazlık tüketim seyri baz alınarak tasarlanan ve denge bileģenleri sabit kalmak koģuluyla, ayrı ayrı simülasyonları çalıģtırılıp elektriksel ve davranıģsal özellikleri izlenen; tek kristalli silisyum, çoklu kristal silisyum ve ince film amorf silisyum yapılarındaki üç farklı FV modülün karģılaģtırmaları yapılmıģtır (Çizelge 4.28). Tek kristal ve çoklu kristal yapıdaki modüller 200 Wp, ince film modül ise 288 Wp gücündedir. Kristal yapıdakilerin modül alanları hemen hemen aynı (~1.5 m 2 ) iken ince filmin modül alanı ~ 5 m 2 kadardır. Bu sebeple toplamda kristallere göre 2.5 kat fazla alan (6600 m 2 ) kaplayan ince film modül sayısı kristallerin (~2000) 2/3 ü kadardır (1386). ġebeke bağlantılı FV sistem simülasyonunda tek kristalli silisyum yapıda FV modül kullanımı performans oranı 0.85, sistem kayıpları 0.09 kwh/kwp/gün, özel üretim 1608 kwh/kwp/yıl ve birim maliyet 0.23 /kwh; çoklu kristal silisyum yapıda FV modül kullanımı performans oranı 0.83, sistem kayıpları 0.09 kwh/kwp/gün, özel üretim 1570 kwh/kwp/yıl ve birim maliyet 0.22 /kwh ile ince film amorf silisyum yapıda FV modül 184

198 kullanımı performans oranı 0.89, sistem kayıpları 0.09 kwh/kwp/gün, özel üretim 1689 kwh/kwp/yıl ve birim maliyet 0.20 /kwh çıkmıģtır. Çizelge 4.27 ġebeke bağlantılı merkezi evirici nitelikleri Marka SMA Model Sunny Central 400 LV-11 En düģük giriģ gerilimi, V 300 En yüksek giriģ gerilimi, V 600 FV anma gücü, kw 409 FV en yüksek güç, kw 450 FV en yüksek akım, A 1400 Frekans, Hz ġebeke gerilimi, V 200 AA anma gücü, kw 400 AA anma akımı, A 1155 En yüksek verimlilik, % 98.2 Boyutlar (en, derinlik, yükseklik), cm 280 x 85 x 212 Ağırlık, Kg

199 Ana sonuçlar Evirici giriģinde FV sistem FV modül Çizelge 4.28 ġebeke bağlantılı FV sistem değiģkenlerinin karģılaģtırılması DeğiĢken Tekli kristal Çok kristalli Ġnce film FV Panel marka Yocasol FV Kyocera FV Parabel Panel model PCA 200 KC 200 Uniflat 288 Panel eğitmi, derece 15 GHT Azimut açısı, derece Albedo P (anma gücü), W I (kısa devre, SDġ), A I (en yüksek güç noktası), A Sıcaklık katsayısı, % / C V (açık devre), V V (en yüksek güç noktası), V Serideki hücre sayısı Modül sayısı Toplam alan, m Modül alanı, m Evirici sayısı / tipi FV anma gücü, kwp FV en yüksek güç, kwp AA anma gücü, kwaa V (en yüksek güç noktası, 60 C), V V (açık devre, -10 C), V Modül serisi Dizi sayısı Performans oranı I (en yüksek güç noktası, SDġ), A I (kısa devre, SDġ), A I (kısa devre, en yüksek), A En yüksek iģletim gücü, kw V (en yüksek güç noktası, 60 C), V V (en yüksek güç noktası, 20 C), V V (açık devre, -10 C), V Sistem üretimi, MWh/yıl Özel üretim, kwh/kwp/yıl Performans oranı Günlük üretim, kwh/kwp/gün Dizi kayıpları, kwh/kwp/gün Sistem kayıpları, kwh/kwp/gün Yatırım maliyeti, /Wp Birim maliyeti, /kwh

200 4.3.2 Bağımsız FV güneş elektriği üretim sistemi tasarımı Bağımsız (Ģebeke bağlantısız veya bataryalı) FV sistem tasarımında birincil koģul talep edilecek yükün belirlenmesidir. Yük talebinin aylık, haftalık, günlük veya saatlik ifade edilmiģ olması, enerji depolama kapasitesinin doğru boyutlandırılmasına olanak sağlar. Enerji tüketimi belirli tüketicilerin düzenli bir program dahilinde çalıģmaları sonucunda oluģabileceği gibi, muhtemel tüketicilerin düzensiz olarak çalıģtırılmaları sonucunda sabit olmayan bir Ģekilde de olabilir. Zamansal yük dağılımı (enerji tüketimi) ifade edildikten sonra, FV modül ve batarya sisteminin tarif edilmesine geçilir. Bağımsız sistemlerde yüksek sıcaklık altında akü dolma ve boģalma, en yüksek güç izleyici (MPT-maximum power tracer) ve kablo kayıplarını karģılayabilmek adına, 1.25 faktörü toplam yük için çarpım olarak kullanılır (Messenger vd. 2007). ġekil 4.23 de 4 gün enerji kaynağı olmadan (autonomy) yük talebini karģılayacak bir akü bankası tasarlamak amacıyla her biri 12 V 100 Ah, dizileri 480 V çıkıģlı, toplam kapasitesi Ah olan ve 340 kwp anma gücünde akü seti seçilmiģtir (ġekil 4.23). Akülü FV güneģ elektriği üretim sistemlerinde FV panellerden gelen düzensiz voltajı depolanabilir Ģekilde düzenlemek amacıyla bir Ģarj düzenleyiciye ihtiyaç vardır. ġarj düzenleyici FV panellerden gelen gerilimin en yüksek noktasını izleme yeteneğindedir. Böylece sistem kayıpları en aza indirgenmiģ olur. Saatlik olarak girilen elektrik tüketim talebini karģılayabilecek depolama birimi 40 x 200 lük dizilerden oluģan 8000 adetlik bir akü bankası oluģturur. Yükün karģılanamaması durumu için yedek bir elektrik üreteci sisteme dahil edilebilir (ġekil 4.24). Sistemin muhtemel üreteceği toplam elektrik enerjisi 565 MWh/yıl dır. Dikkat edileceği üzere Ģebeke bağlantılı sistemden çok daha küçük boyutlarda (2000 yerine 1722 adet modül) tasarlanmıģtır. Böylece elektrik yük talep verisine yakın bir sonuca ulaģılmıģtır. Birim güç baģına üretim 3.38 kwh/kwp/gün lük bir büyüklükle Ģebeke bağlantılı tasarım alternatiflerinden (~4.5 kwh/kwp/gün) düģük bulunmuģtur. Bunun nedeni ise sistemin depolama biriminden dolayı dolma-boģalma kayıplarının artmıģ olmasıdır (ġekil 4.25). 187

201 ġekil 4.23 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı için akü ve modül seçimi ġekil 4.24 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı 188

202 ġekil 4.25 Bağımsız tek kristalli FV sistem tasarımı ana sonuçları Mevcut elektrik yük talep verisi, meteorolojik girdiler ve depolama birimi ile denge bileģenleri donanım özellikleri aynı kalmak kaydıyla FV modül teknolojisi çoklu kristal silisyuma dönüģtürülerek tasarım yeniden simule edilmiģtir. 23 x 75 gruplar halinde 1725 adet modül 345 kwp lik bir FV dize gücü oluģturmaktadır. Dize gerilimi ve dize akımı evirici giriģ eģiklerine uygun olarak sırasıyla 546 V, 564 A olarak belirlenmiģtir (ġekil 4.26). Toplam sistem üretimi 567 MWh/yıl, birim kurulu güçten elde edilecek elektrik miktarı da 3.40 kwh/kwp/gün çıkmakta, toplam maliyetse 2 milyon 600 bin avroyu geçmektedir. Üretilen elektriğin birim maliyeti 0.33 /kwh olarak bulunmuģtur. Sistem performans oranı da 0.63 lere düģmekte, Ģebeke bağlantılı sistem seçeneklerinin ( ) çok altında kalmaktadır (ġekil 4.27). GüneĢ ıģıması ve üretilen enerji arasındaki iliģki incelendiğinde diğer tasarımlara göre en uygun iliģki bu bağımsız çoklu kristal seçeneğinde elde edilmiģtir (ġekil 4.28). Aralık ve Ocak akü beslemesiyle karģılanmıģ olsa da Ağustos-ġubat arası yük talebine yakın bir üretim ortaya çıkmaktadır (ġekil 4.29). 189

203 ġekil 4.26 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı için akü ve modül seçimi ġekil 4.27 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı ana sonuçları 190

204 ġekil 4.28 Bağımsız çoklu kristal FV sistemde güneģ ıģıması-enerji grafiği ġekil 4.29 Bağımsız çoklu kristal FV sistem tasarımı enerji yük talebi ve üretilen enerji 191

205 Mevcut elektrik yük talep verisi, meteorolojik girdiler ve depolama birimi ile denge bileģenleri donanım özellikleri aynı kalmak kaydıyla FV modül teknolojisi ince film amorf kristal silisyuma dönüģtürülerek tasarım yeniden simule edilmiģtir. 17 x 69 luk gruplar halinde 1173 adet modül 339 kwp lik bir FV dize gücü oluģturmaktadır. Dize gerilimi ve dize akımı evirici giriģ eģiklerine uygun olarak sırasıyla 555 V, 585 A olarak belirlenmiģtir (ġekil 4.30). ġekil 4.30 Bağımsız ince film amorf kristal FV sistem tasarımı için akü ve modül seçimi Toplam sistem üretimi 617 MWh/yıl, birim kurulu güçten elde edilecek elektrik miktarı da 3.37 kwh/kwp/gün çıkmakta, toplam maliyetse 2 milyon 450 bin avroyu bulmaktadır. Üretilen elektriğin birim maliyeti 0.28 /kwh olarak bulunmuģtur. Sistem performans oranı da 0.65 lere düģmekte, Ģebeke bağlantılı sistem seçeneklerinin ( ) çok altında kalmaktadır (ġekil 4.31). Aralık ve Ocak ayları akü bankası aracılığıyla takviye beslemesiyle enerji yük talebi karģılanabilmekte, Mart-Ağustos arası da üretim talebin çok üzerinde olmaktadır (ġekil 4.32). Üç seçenek karģılaģtırıldığında küçük farkla da olsa performans oranının yüksek (0.65), dizi kayıplarının düģük (1.27) ve yatırım maliyetinin (7.24 /kwp) ve birim fiyatın (0.28 /kwh) düģük olduğu modül ince film amorf silisyum FV dir (Çizelge 4.29). 192

ÖZET. Doktora Tezi. Levent YALÇIN. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı. DanıĢman: Prof. Dr.

ÖZET. Doktora Tezi. Levent YALÇIN. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı. DanıĢman: Prof. Dr. ÖZET Doktora Tezi ANKARA ÜNĠVERSĠTESĠ ZĠRAAT FAKÜLTESĠ HAYMANA ARAġTIRMA VE UYGULAMA ÇĠFTLĠĞĠ NĠN GÜNEġ ENERJĠSĠ POTANSĠYELĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE GÜNEġ ENERJĠSĠNDEN YARARLANABĠLME OLANAKLARI Levent YALÇIN

Detaylı

Türkiye nin Enerji Teknolojileri Vizyonu

Türkiye nin Enerji Teknolojileri Vizyonu Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu 26. Toplantısı Türkiye nin Enerji Teknolojileri Vizyonu Prof. Dr. Yücel ALTUNBAŞAK Başkanı Enerji İhtiyacımız Katlanarak Artıyor Enerji ihtiyacımız ABD, Çin ve Hindistan

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI ENERJİ Artan nüfus ile birlikte insanların rahat ve konforlu şartlarda yaşama arzuları enerji talebini sürekli olarak artırmaktadır. Artan enerji talebini, rezervleri sınırlı

Detaylı

İstanbul Bilgi Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği. Çevreye Duyarlı Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Enerji Üretimi ve Kullanımı

İstanbul Bilgi Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği. Çevreye Duyarlı Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Enerji Üretimi ve Kullanımı İstanbul Bilgi Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Çevreye Duyarlı Sürdürülebilir ve Yenilenebilir Enerji Üretimi ve Kullanımı Günlük Hayatımızda Enerji Tüketimi Fosil Yakıtlar Kömür Petrol Doğalgaz

Detaylı

Ülkemizde Elektrik Enerjisi:

Ülkemizde Elektrik Enerjisi: Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik-Bilgisayar Bilim Kolu Eğitim Seminerleri Dizisi 6 Mart 8 Mayıs 22 Destekleyen Kuruluşlar: Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE DALGA ENERJİSİ. O.Okan YEŞİLYURT Gökhan IŞIK

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE DALGA ENERJİSİ. O.Okan YEŞİLYURT Gökhan IŞIK YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE DALGA ENERJİSİ O.Okan YEŞİLYURT Gökhan IŞIK NEDİR BU ENERJİ? İş Yapabilme Yeteneğidir. Canlı Tüm Organizmalar Enerjiye İhtiyaç Duyar. İnsanlık Enerjiye Bağımlıdır. Yaşam

Detaylı

GÜNEŞLİ SU ISITICILARI

GÜNEŞLİ SU ISITICILARI GÜNEŞLİ SU ISITICILARI Amaç: GüneĢli su ısıtıcıları hakkında bilgilendirme. İÇİNDEKİLER GüneĢli Su Isıtıcıları... GüneĢli Su Isıtıcıları Tesisat ġemaları...3 Sıcak Su Gereksiniminin belirlenmesi 4 GüneĢli

Detaylı

SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı

SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı MONO KRİSTAL FOTOVOLTAİK MODÜLLERİN SICAKLIK KATSAYILARINA GENEL BAKIŞ Dr. Ertan ARIKAN GTC Dış Ticaret Organize Sanayi Bölgesi Adıyaman İçindekiler

Detaylı

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM Prof. Dr. Olcay KINCAY Y. Doç. Dr. Nur BEKİROĞLU Y. Doç. Dr. Zehra YUMURTACI Elektrik Üretim Sistemleri Elektrik Üretim Sistemleri Elektrik Üretim Sistemleri

Detaylı

TÜRKİYE NİN YENİLENEBİLİR ENERJİ STRATEJİSİ VE POLİTİKALARI. Ramazan USTA Genel Müdür Yardımcısı

TÜRKİYE NİN YENİLENEBİLİR ENERJİ STRATEJİSİ VE POLİTİKALARI. Ramazan USTA Genel Müdür Yardımcısı TÜRKİYE NİN YENİLENEBİLİR ENERJİ STRATEJİSİ VE POLİTİKALARI Ramazan USTA Genel Müdür Yardımcısı 27-03-2015 1 Sunum İçeriği YEGM Sorumlulukları ve Enerji Politikalarımız YENİLENEBİLİR ENERJİ POTANSİYELİ

Detaylı

Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik

Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik 2008 KASIM -SEKTÖREL Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik Dünya, 2030 yılında Ģimdi olduğundan yüzde 60 daha fazla enerjiye ihtiyaç duyacaktır. Bu enerji

Detaylı

GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM

GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM GÜNEŞ ENERJİSİ II. BÖLÜM Prof. Dr. Olcay KINCAY GÜNEŞ AÇILARI GİRİŞ Güneş ışınları ile dünya üzerindeki yüzeyler arasında belirli açılar vardır. Bu açılar hakkında bilgi edinilerek güneş enerjisinden en

Detaylı

KAYSERİ GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ ve MALİYET ANALİZİ

KAYSERİ GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ ve MALİYET ANALİZİ KAYSERİ GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ ve MALİYET ANALİZİ M.Serdar GENÇ 1, S.Samed SEYĠTOĞLU 2 1 Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, KAYSERĠ Telefon: 0 (352) 4374901/32132,

Detaylı

ENERJİ KANUNU. İ.Yenal CEYLAN Makina Mühendisi. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü

ENERJİ KANUNU. İ.Yenal CEYLAN Makina Mühendisi. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü ENERJİ VERİML MLİLİĞİİĞİ KANUNU ve MALİ DESTEK İMKANLARI İ.Yenal CEYLAN Makina Mühendisi ENERJİ VERİML MLİLİĞİİĞİ KANUNU ve MALİ DESTEK İMKANLARI A. Verimlilik Artırıcı Projelerin (VAP) Desteklenmesi B.

Detaylı

Fatih YAZITAŞ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Yeni Teknolojiler ve Destek Daire Başkanı

Fatih YAZITAŞ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Yeni Teknolojiler ve Destek Daire Başkanı Fatih YAZITAŞ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Yeni Teknolojiler ve Destek Daire Başkanı İstanbul, Kasım 2014 Son 10 Yılda Gelinen Nokta(2003-2013) Elektrik tüketimi yaklaşık 2 kat artışla 245 milyar

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEVRE MEVZUATI

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEVRE MEVZUATI YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEVRE MEVZUATI Dr. Gülnur GENÇLER ABEŞ Çevre Yönetimi ve Denetimi Şube Müdürü Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü 06/02/2016 YENİLENEBİLİR ENERJİ NEDİR? Sürekli devam eden

Detaylı

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

GÜNE ENERJ  PV Sistemleri: PV uygulamaları GÜNEŞ ENERJİSİ Güneşin enerjisini üç yolla kullanabiliriz, güneş enerjisi derken bu üçü arasındaki farkı belirtmek önemlidir: 1. Pasif ısı. Güneşten bize doğal olarak ulaşan ısıdır. Bina tasarımında dikkate

Detaylı

RÜZGAR ENERJĐSĐ. Erdinç TEZCAN FNSS

RÜZGAR ENERJĐSĐ. Erdinç TEZCAN FNSS RÜZGAR ENERJĐSĐ Erdinç TEZCAN FNSS Günümüzün ve geleceğimizin ekmek kadar su kadar önemli bir gereği; enerji. Son yıllarda artan dünya nüfusu, modern hayatın getirdiği yenilikler, teknolojinin gelişimi

Detaylı

TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili

TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili Dünya nüfusunun, kentleşmenin ve sosyal hayattaki refah düzeyinin hızla artması, Sanayileşmenin

Detaylı

İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI

İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI Mustafa Orçun ÖZTÜRK mustafaozturk@kosbi.org.tr ÖZET Günümüzde fosil yakıtlarının sonunun gelecek olması maliyetlerinin fazla olması ve

Detaylı

KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER

KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER Prof.Dr. Hasancan OKUTAN İTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü okutan@itu.edu.tr 18 Haziran 2014 İTÜDER SOMA dan Sonra: Türkiye de

Detaylı

BİYOKÜTLE SİSTEMLERİ VE TÜRKİYE KAZAN SEKTÖRÜ

BİYOKÜTLE SİSTEMLERİ VE TÜRKİYE KAZAN SEKTÖRÜ BİYOKÜTLE SİSTEMLERİ VE TÜRKİYE KAZAN SEKTÖRÜ KBSB Kazan ve Basınçlı Kap Sanayicileri Birliği - 2014 Ahmet Cevat Akkaya www.kbsb.org.tr Milyar Kaçınılmaz Son? Misyon? Tek gerçek kaynak - Dünya Dünya popülasyon

Detaylı

Elektrik Üretiminde Enerji Verimliliği için KOJENERASYON VE TRİJENERASYON

Elektrik Üretiminde Enerji Verimliliği için KOJENERASYON VE TRİJENERASYON Elektrik Üretiminde Enerji Verimliliği için KOJENERASYON VE TRİJENERASYON 27 MAYIS 2015 - İZMİR Yavuz Aydın Başkan TÜRKOTED KÜRESEL ENERJİ PİYASALARINDA GELİŞMELER VE BEKLENTİLER 2 02.06.2015 The future

Detaylı

Enerji Sektörüne İlişkin Yatırım Teşvikleri

Enerji Sektörüne İlişkin Yatırım Teşvikleri Enerji Sektörüne İlişkin Yatırım Teşvikleri 5 Kasım 2015 Ekonomi Bakanlığı 1 Enerji Sektöründe Düzenlenen Teşvik Belgeleri V - 20.06.2012-30.06.2014 Döneminde Düzenlenen Yatırım Teşvik Belgelerinin Kaynaklarına

Detaylı

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM Prof. Dr. Olcay KINCAY Y. Doç. Dr. Nur BEKİROĞLU Y. Doç. Dr. Zehra YUMURTACI İ ç e r i k Genel bilgi ve çalışma ilkesi Güneş pili tipleri Güneş pilinin elektriksel

Detaylı

EES 487 YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI DÖNEM PROJELERİ 2013 Doç.Dr.Mutlu BOZTEPE 28.11.2013

EES 487 YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI DÖNEM PROJELERİ 2013 Doç.Dr.Mutlu BOZTEPE 28.11.2013 EES 487 YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI DÖNEM PROJELERİ 2013 Doç.Dr.Mutlu BOZTEPE 28.11.2013 Genel kurallar: 1. Dönem projeleri aşağıda verilen konulardan seçilecektir. Bu konular dışında proje önermek

Detaylı

SANAYĠ KAYNAKLI HAVA KĠRLĠLĠĞĠ KONTROLÜ

SANAYĠ KAYNAKLI HAVA KĠRLĠLĠĞĠ KONTROLÜ SANAYĠ KAYNAKLI HAVA KĠRLĠLĠĞĠ KONTROLÜ İsken Sugözü Termik Santrali Adana Türkiye de 200 binin üzerinde iģletme, 70 bin dolayında üretim/sanayi iģletmesi bulunmaktadır. Bunlar arasında; Enerji tesisleri

Detaylı

Dünyada Enerji Görünümü

Dünyada Enerji Görünümü 22 Ocak 2015 Dünyada Enerji Görünümü Gelir ve nüfus artışına paralel olarak dünyada birincil enerji talebi hız kazanmaktadır. Özellikle OECD dışı ülkelerdeki artan nüfusun yanı sıra, bu ülkelerde kentleşme

Detaylı

Enervis H o ş g e l d i n i z Ekim 2015

Enervis H o ş g e l d i n i z Ekim 2015 Enervis H o ş g e l d i n i z Ekim 2015 Dünya Enerji Genel Görünümü Genel Görünüm Dünya Birincil Enerji Tüketimi 2013-2035 2013 2035F Doğalgaz %24 Nükleer %4 %7 Hidro %2 Yenilenebilir Petrol %33 Kömür

Detaylı

Mühendislik Çevre Danışmanlık Gıda Tarım Turizm Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİ

Mühendislik Çevre Danışmanlık Gıda Tarım Turizm Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİ Mühendislik Çevre Danışmanlık Gıda Tarım Turizm Sanayi ve Ticaret Limited Şirketi LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİ LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİNE İLİŞKİN YÖNETMELİK Ülkemizde 2010-2011 yılı itibari ile çeşitli

Detaylı

TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ (ENTERKONNEKTE SİSTEM)

TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ (ENTERKONNEKTE SİSTEM) TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ (ENTERKONNEKTE SİSTEM) 8. İLETİM TESİS VE İŞLETME GRUP MÜDÜRLÜĞÜ (İŞLETME VE BAKIM MÜDÜRLÜĞÜ) HAZIRLAYAN TEMMUZ 2008 Ankara 1 Gönderen: Recep BAKIR recepbakir38@mynet.com ENTERKONNEKTE

Detaylı

Dünyada Enerji Görünümü

Dünyada Enerji Görünümü 09 Nisan 2014 Çarşamba Dünyada Enerji Görünümü Dünyada, artan gelir ve nüfus artışına paralel olarak birincil enerji talebindeki yükseliş hız kazanmaktadır. Nüfus artışının özellikle OECD Dışı ülkelerden

Detaylı

Ranteko. Çevre Çözümleri Ve Danışmanlık Hizmetleri. Çamur Kurutma ve Yakma Teknolojileri. Anaerobik Çürütme ve Biyogaz Tesisleri

Ranteko. Çevre Çözümleri Ve Danışmanlık Hizmetleri. Çamur Kurutma ve Yakma Teknolojileri. Anaerobik Çürütme ve Biyogaz Tesisleri Ranteko ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ Çamur Kurutma ve Yakma Teknolojileri Anaerobik Çürütme ve Biyogaz Tesisleri Çamur Bertaraf Çözümleri Yenilenebilir Enerji Projeleri Çevre Çözümleri Ve Danışmanlık Hizmetleri

Detaylı

ENERJİ. KÜTAHYA www.zafer.org.tr

ENERJİ. KÜTAHYA www.zafer.org.tr ENERJİ 2011 yılı sonu itibarıyla dünyadaki toplam enerji kaynak tüketimi 12.274,6 milyon ton eşdeğeri olarak gerçekleşmiştir. 2011 yılı itibarıyla dünyada enerji tüketiminde en yüksek pay %33,1 ile petrol,

Detaylı

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI

RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS ŞARTLARINDA RÜZGAR SANTRALİ TASARIMI Cumhuriyet Üniversitesi Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü Sunan Yrd.Doç. Dr. Mustafa HOŞTUT Nisan-2007 1/53 RÜZGAR ENERJİSİ VE SİVAS

Detaylı

TÜRKİYE NİN RÜZGAR ENERJİSİ POLİTİKASI ZEYNEP GÜNAYDIN ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI ENERJİ İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

TÜRKİYE NİN RÜZGAR ENERJİSİ POLİTİKASI ZEYNEP GÜNAYDIN ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI ENERJİ İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ TÜRKİYE NİN RÜZGAR ENERJİSİ POLİTİKASI ZEYNEP GÜNAYDIN ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI ENERJİ İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ GİRİŞ POTANSİYEL MEVZUAT VE DESTEK MEKANİZMALARI MEVCUT DURUM SONUÇ Türkiye Enerji

Detaylı

TEKNİK ELEMANLARA YÖNELİK BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ SEMİNERİ

TEKNİK ELEMANLARA YÖNELİK BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ SEMİNERİ TEKNİK ELEMANLARA YÖNELİK BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ SEMİNERİ 03 ARALIK 2008 Saat 14:00 Proje Bilgisi Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü için Binalarda Enerji Verimliliğine Yönelik Toplum Bilincinin

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ M E H M E T A Ş K E R, 2 5. 0 9. 2 0 1 3 I S T A N B U L TÜRKİYE'NİN YENİLENEBİLİR ENERJİ POLİTİKALARI : Elektrik enerjisi üretmek için yenilenebilir kaynakların kullanımını

Detaylı

KOJENERASYON VE MİKROKOJENERASYON TESİSLERİNİN VERİMLİLİĞİNİN HESAPLANMASINA İLİŞKİN USUL VE ESASLAR HAKKINDA TEBLİĞ TASLAĞI (SIRA NO: 2014 /...

KOJENERASYON VE MİKROKOJENERASYON TESİSLERİNİN VERİMLİLİĞİNİN HESAPLANMASINA İLİŞKİN USUL VE ESASLAR HAKKINDA TEBLİĞ TASLAĞI (SIRA NO: 2014 /... Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığından: KOJENERASYON VE MİKROKOJENERASYON TESİSLERİNİN VERİMLİLİĞİNİN HESAPLANMASINA İLİŞKİN USUL VE ESASLAR HAKKINDA TEBLİĞ TASLAĞI (SIRA NO: 2014 /... ) Amaç MADDE 1-

Detaylı

Mustafa BARAN Ankara Sanayi Odası Genel Sekreter Yardımcısı

Mustafa BARAN Ankara Sanayi Odası Genel Sekreter Yardımcısı Mustafa BARAN Ankara Sanayi Odası Genel Sekreter Yardımcısı Enerji verimliliği / Sanayide enerji verimliliği Türkiye de enerji yoğunluğu Enerji tüketim verileri Türkiye de enerji verimliliği projeleri

Detaylı

Yenilebilir Enerji Kaynağı Olarak Rüzgar Enerjisi

Yenilebilir Enerji Kaynağı Olarak Rüzgar Enerjisi Yenilebilir Enerji Kaynağı Olarak Rüzgar Enerjisi İbrahim M. Yağlı* Enerji üretiminde Rüzgar Enerjisinin Üstünlükleri Rüzgar enerjisinin, diğer enerji üretim alanlarına göre, önemli üstünlükleri bulunmaktadır:

Detaylı

Emisyon Envanteri ve Modelleme. İsmail ULUSOY Çevre Mühendisi Ennotes Mühendislik

Emisyon Envanteri ve Modelleme. İsmail ULUSOY Çevre Mühendisi Ennotes Mühendislik Emisyon Envanteri ve Modelleme İsmail ULUSOY Çevre Mühendisi Ennotes Mühendislik İçerik Emisyon Envanteri Emisyon Kaynaklarına Göre Bilgiler Emisyon Faktörleri ve Hesaplamalar Modelleme Emisyon Envanteri

Detaylı

TTGV Enerji Verimliliği. Desteği

TTGV Enerji Verimliliği. Desteği Enerjiye Yönelik Bölgesel Teşvik Uygulamaları Enerji Verimliliği 5. Bölge Teşvikleri Enerjiye Yönelik Genel Teşvik Uygulamaları Yek Destekleme Mekanizması Yerli Ürün Kullanımı Gönüllü Anlaşma Desteği Lisanssız

Detaylı

KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER

KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER KÜRESELLEŞEN DÜNYA GERÇEKLERİ TÜRKİYE NİN ENERJİ GÖRÜNÜMÜ VE TEMİZ TEKNOLOJİLER Prof.Dr. Hasancan OKUTAN İTÜ Kimya Mühendisliği Bölümü okutan@itu.edu.tr 24 Ekim 2014 29. Mühendislik Dekanları Konseyi Toplantısı

Detaylı

GÜNEŞ PİLLERİNİN ÇATI DİZAYNINDA KULLANILMASI

GÜNEŞ PİLLERİNİN ÇATI DİZAYNINDA KULLANILMASI GÜNEŞ PİLLERİNİN ÇATI DİZAYNINDA KULLANILMASI Canan Perdahçı Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü Vezirçiftliği, İzmit Perdahci@kou.edu.tr Özet: Ülkelerin sosyal ve ekonomik kalkınmasının

Detaylı

TÜRKİYE'DE YENİLENEBİLİR ENERJİ

TÜRKİYE'DE YENİLENEBİLİR ENERJİ TÜRKİYE'DE YENİLENEBİLİR ENERJİ Enerji İşleri Genel Müdürlüğü 18 Haziran 2009, Ankara YEK Potensiyeli Yenilenebilir Enerji Üretimi Yenilenebilir Kurulu Güç Kapasitesi YEK Hedefleri YEK Mevzuatı YEK Teşvik

Detaylı

TEMİZ ENERJİ TEKNOLOJİLERİ KURSU. Harran Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Osmanbey Kampüsü, Şanlıurfa

TEMİZ ENERJİ TEKNOLOJİLERİ KURSU. Harran Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Osmanbey Kampüsü, Şanlıurfa TEMİZ ENERJİ TEKNOLOJİLERİ KURSU Prof. Dr. Hüsamettin BULUT Harran Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Osmanbey Kampüsü, Şanlıurfa KISA ÖZGEÇMİŞ Doç. Dr. Hüsamettin BULUT EĞİTİM

Detaylı

TARIM, HAYVANCILIK VE GIDA ATIKLARI İÇİN BİYOGAZ TESİSLERİ

TARIM, HAYVANCILIK VE GIDA ATIKLARI İÇİN BİYOGAZ TESİSLERİ TARIM, HAYVANCILIK VE GIDA ATIKLARI İÇİN BİYOGAZ TESİSLERİ Ahmet Musluoğlu BĠYOENERJĠ DERNEĞĠ Yönetim Kurulu II. BaĢkanı ahmet.musluoglu@biyoder.org.tr HOCHREITER BĠYOGAZ A.ġ.& BGA Enerji Yatırım A. ġ.

Detaylı

Hidroelektrik Enerji. Enerji Kaynakları

Hidroelektrik Enerji. Enerji Kaynakları Hidroelektrik Enerji Enerji Kaynakları Türkiye de kişi başına yıllık elektrik tüketimi 3.060 kwh düzeylerinde olup, bu miktar kalkınmış ve kalkınmakta olan ülkeler ortalamasının çok altındadır. Ülkemizin

Detaylı

ANEL ENERJİ GELİŞEN KENTLER ZİRVESİ, KONYA

ANEL ENERJİ GELİŞEN KENTLER ZİRVESİ, KONYA ANEL ENERJİ GELİŞEN KENTLER ZİRVESİ, KONYA DÜNYADA ENERJİ Dünyada artan enerji tüketimi ile alternatif enerji kaynaklarının kullanımında artış eğilimi görülmektedir; Limitli kaynaklar Sanayi üretimindeki

Detaylı

YELİ VE MEVCUT YATIRIMLAR

YELİ VE MEVCUT YATIRIMLAR TÜRKİYE RÜZGAR R ENERJİSİ POTANSİYEL YELİ VE MEVCUT YATIRIMLAR RÜZGAR ENERJİSİ VE SANTRALLERİ SEMİNERİ Rahmi Koç Müzesi Konferans Salonu - İstanbul (27 MAYIS 2011) MUSTAFA ÇALIŞKAN Makine Yüksek Mühendisi

Detaylı

Türkiye Yeni Yenilenebilir Enerji Yasasının Esasları GENSED DEĞERLENDĠRMESĠ 27.05.2010

Türkiye Yeni Yenilenebilir Enerji Yasasının Esasları GENSED DEĞERLENDĠRMESĠ 27.05.2010 Türkiye Yeni Yenilenebilir Enerji Yasasının Esasları GENSED DEĞERLENDĠRMESĠ 27.05.2010 Genel olarak aģağıdaki bütün açıklamalar bir soruya bağlıdır: Fotovoltaik için bir yenilenebilir enerji yasasındaki

Detaylı

Konya Sanayi Odası. Ocak 2013. Enis Behar Form Temiz Enerji enis.behar@formgroup.com twitter/enisbehar

Konya Sanayi Odası. Ocak 2013. Enis Behar Form Temiz Enerji enis.behar@formgroup.com twitter/enisbehar Konya Sanayi Odası Ocak 2013 Enis Behar Form Temiz Enerji enis.behar@formgroup.com twitter/enisbehar FORM TEMİZ ENERJİ FORM ŞİRKETLER GRUBU 6 farklı şirketten oluşmaktadır; İklimlendirme Cihazları Satışı

Detaylı

TÜRKİYE RÜZGAR VE GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili

TÜRKİYE RÜZGAR VE GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili TÜRKİYE RÜZGAR VE GÜNEŞ ENERJİSİ POTANSİYELİ Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili Dünya nüfusunun, kentleşmenin ve sosyal hayattaki refah düzeyinin hızla artması,

Detaylı

ÖNSÖZ. Dr. Ahmet ALTIPARMAK Antalya Valisi BAKA Yönetim Kurulu Başkanı. Tuncay ENGİN BAKA Genel Sekreteri

ÖNSÖZ. Dr. Ahmet ALTIPARMAK Antalya Valisi BAKA Yönetim Kurulu Başkanı. Tuncay ENGİN BAKA Genel Sekreteri ÖNSÖZ Gelişmiş ülkelerde 1900 lü yılların başlarından itibaren kurulmuş olan kalkınma ajansları, ülkemizde yeni benimsenmiş bir modeldir. Kalkınma Ajansları; bölgesel düzeyde kamu kesimi, özel kesim ve

Detaylı

Tesisatlarda Enerji Verimliliği & Isı Yalıtımı

Tesisatlarda Enerji Verimliliği & Isı Yalıtımı Türk Sanayisinde Enerji Verimliliği Semineri - 11 Mart 2009 İstanbul Sanayi Odası - Türkiye Tesisatlarda Enerji Verimliliği & Isı Yalıtımı Timur Diz Teknik İşler ve Eğitim Koordinatörü İZODER Isı Su Ses

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ (YEGM)

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ (YEGM) 1 ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI 03.02.2013 YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ (YEGM) E.Emel Dilaver, 22 Ocak 2013 Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü 2 03.02.2013 TÜRKİYENİN ENERJİ KONUSUNDAKİ

Detaylı

ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÇALIŞTAYI 22 KASIM 2012 KONYA

ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÇALIŞTAYI 22 KASIM 2012 KONYA Turseff, EBRD tarafından geliştirilmiştir Turkey Sustainable Energy Financing Facility Türkiye Sürdürülebilir Enerji Finansman Programı Programa Destek Verenler: ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÇALIŞTAYI 22 KASIM 2012

Detaylı

GDF SUEZ de Su Ayak İzi ve Su Risklerinin Yönetimi. Peter Spalding: HSE Manager, GDF SUEZ Energy International April 2015

GDF SUEZ de Su Ayak İzi ve Su Risklerinin Yönetimi. Peter Spalding: HSE Manager, GDF SUEZ Energy International April 2015 GDF SUEZ de Su Ayak İzi ve Su Risklerinin Yönetimi Peter Spalding: HSE Manager, GDF SUEZ Energy International April 2015 GDF SUEZ Önemli Rakamlar 2013 de 81,3 milyar gelir 147,400 dünyada çalışan sayısı

Detaylı

TEMEL FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİ EĞİTİMİ

TEMEL FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİ EĞİTİMİ TEMEL FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİ EĞİTİMİ Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü 35100 Bornova İzmir Tel: 02323886023-127, 02323884000-1241 Faks: 02323886027 Web: http://www.trpvplatform.org E-mail:

Detaylı

Halka açık seminer Elektrik Mühendisleri Odası Trabzon Şubesi Organizasyonu 22 Nisan 2000, saat 18:00 Hamamizade İhsan Bey Kültür Merkezi - Trabzon

Halka açık seminer Elektrik Mühendisleri Odası Trabzon Şubesi Organizasyonu 22 Nisan 2000, saat 18:00 Hamamizade İhsan Bey Kültür Merkezi - Trabzon ÜLKEMİZİN ENERJİ DURUMU, SORUNLARI VE ÇÖZÜM ÖNERİLERİ Halka açık seminer Elektrik Mühendisleri Odası Trabzon Şubesi Organizasyonu 22 Nisan 2, saat 18: Hamamizade İhsan Bey Kültür Merkezi - Trabzon Doç.

Detaylı

Fotovoltaik Teknoloji

Fotovoltaik Teknoloji Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 7: Fotovoltaik Sistem Tasarımı Fotovoltaik Sistemler On-Grid Sistemler Off-Grid Sistemler Fotovoltaik Sistem Bileşenleri Modül Batarya Dönüştürücü Dolum Kontrol Cihazı Fotovoltaik

Detaylı

EĞİTİM PROGRAMI ÇERÇEVESİ BİRİNCİ EĞİTİM MODÜLÜ

EĞİTİM PROGRAMI ÇERÇEVESİ BİRİNCİ EĞİTİM MODÜLÜ EK-2 PROGRAMI ÇERÇEVESİ BİRİNCİ MODÜLÜ MÜFREDAT KONUSU MODÜL GENEL Enerji verimliliği mevzuatı, M1 Teorik Enerjide arz ve talep tarafındaki gelişmeler, M1 Teorik Enerji tasarrufunun ve verimliliğin önemi

Detaylı

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK 2011282004

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK 2011282004 GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK 2011282004 GÜNEŞİN ÖZELLİKLERİ VE GÜNEŞ ENERJİSİ GÜNEŞİN ÖZELLİKLERİ Güneşin merkezinde, temelde hidrojen çekirdeklerinin kaynaşmasıyla füzyon reaksiyonu

Detaylı

milyon ton Dünya LPG Arz ve Talep Dengesi

milyon ton Dünya LPG Arz ve Talep Dengesi LPG SEKTÖRÜ 1 milyon ton Dünya LPG Arz ve Talep Dengesi 350 300 250 200 150 100 50 0 1990 1995 1998 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2010 2020 Arz Talep 2 Dünya LPG Tüketiminin Dağılımı 2001 Asya 28% Avustralya

Detaylı

Solar PV Paneller Genel Bilgi

Solar PV Paneller Genel Bilgi Solar PV Paneller Genel Bilgi PV paneller güneş enerjisi solar elektrik sistemlerinin en önemli bileşenleridir. Solar PV paneller sayesinde güneş enerjisi DC (doğru akım) elektriğe dönüştürülür. Bir PV

Detaylı

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ Hüsamettin BULUT Orhan BÜYÜKALACA Tuncay YILMAZ ÖZET Binalarda ısıtma ve soğutma için enerji ihtiyacını tahmin etmek amacıyla kullanılan

Detaylı

BERKAY FOTOVOLTAİK & ISITMA & SOĞUTMA & SİSYEMLERİ BERKAY ISITMA&SOĞUTMA&FOTOVOLTAİK SAĞLIK & KONFOR & EKONOMİ

BERKAY FOTOVOLTAİK & ISITMA & SOĞUTMA & SİSYEMLERİ BERKAY ISITMA&SOĞUTMA&FOTOVOLTAİK SAĞLIK & KONFOR & EKONOMİ BERKAY FOTOVOLTAİK & ISITMA & SOĞUTMA & SİSYEMLERİ BERKAY ISITMA&SOĞUTMA&FOTOVOLTAİK SAĞLIK & KONFOR & EKONOMİ BERKAY ISITMA & SOĞUTMA & FOTOVOLTAİK SİSYEMLERİ Almanya'dan özel güneş enerji paneli Sizlere

Detaylı

FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ GÜNEŞ ENERJİSİ Tükenmeyen tek enerji kaynağı güneģtir. GüneĢ, hiçbir atığı olmayan temiz bir enerji kaynağıdır. Ġhtiyaç duyulan hemen hemen her yerde güneģ enerjisinden

Detaylı

Enerjinin varlığını cisimler üzerine olan etkileri ile algılayabiliriz. Isınan suyun sıcaklığının artması, Gerilen bir yayın şekil değiştirmesi gibi,

Enerjinin varlığını cisimler üzerine olan etkileri ile algılayabiliriz. Isınan suyun sıcaklığının artması, Gerilen bir yayın şekil değiştirmesi gibi, ENERJİ SANTRALLERİ Enerji Enerji soyut bir kavramdır. Doğrudan ölçülemeyen bir değer olup fiziksel bir sistemin durumunu değiştirmek için yapılması gereken iş yoluyla bulunabilir. Enerjinin varlığını cisimler

Detaylı

Termik Santrallerden Çıkan Atık Enerji ile Isıtılan Seralarda Sebze Yetiştirilmesi

Termik Santrallerden Çıkan Atık Enerji ile Isıtılan Seralarda Sebze Yetiştirilmesi Termik Santrallerden Çıkan Atık Enerji ile Isıtılan Seralarda Sebze Yetiştirilmesi Prof. Dr. H. Yıldız DAŞGAN Çukurova Üniversitesi Bahçe Bitkileri Bölümü dasgan@cu.edu.tr Elektrik enerjisi elde etmek

Detaylı

Güneş Enerjisinden Fotovoltaik Yolla Elektrik Enerjisi Üretme Sektörünün Güncel Verileri

Güneş Enerjisinden Fotovoltaik Yolla Elektrik Enerjisi Üretme Sektörünün Güncel Verileri Güneş Enerjisinden Fotovoltaik Yolla Elektrik Enerjisi Üretme Sektörünün Güncel Verileri M. Lippert SAFT Prof Dr. Şener OKTİK Güneş Enerjisi Sanayicileri ve Endüstrisi Derneği Başkanı Şişecam, Araştırma

Detaylı

Türkiye nin Endüstriyel Emisyonlar Direktifine Uyumu: Enerji Sektörü Üzerindeki Muhtemel Maliyetler

Türkiye nin Endüstriyel Emisyonlar Direktifine Uyumu: Enerji Sektörü Üzerindeki Muhtemel Maliyetler tepav Türkiye Ekonomi Politikaları Araştırma Vakfı Türkiye nin Endüstriyel Emisyonlar Direktifine Uyumu: Enerji Sektörü Üzerindeki Muhtemel Maliyetler Ankara, 24 Mart 2015 Çerçeve Temel endişe: İklim değişikliği

Detaylı

KÜRESEL ISINMA ve ENERJİ POLİTİKALARI. Özgür Gürbüz Yeşiller Enerji Çalışma Grubu 8 Ekim 2006 - İstanbul

KÜRESEL ISINMA ve ENERJİ POLİTİKALARI. Özgür Gürbüz Yeşiller Enerji Çalışma Grubu 8 Ekim 2006 - İstanbul KÜRESEL ISINMA ve ENERJİ POLİTİKALARI Özgür Gürbüz Yeşiller Enerji Çalışma Grubu 8 Ekim 2006 - İstanbul Sera gazları ve kaynakları Kyoto Protokolü tarafından belirtilen 6 sera gazı: Karbon dioksit (CO

Detaylı

T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü. Rüzgar Enerjisi Tahmin Sistemi RETS. 5 Mart 2010

T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü. Rüzgar Enerjisi Tahmin Sistemi RETS. 5 Mart 2010 T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Rüzgar Enerjisi Tahmin Sistemi RETS 5 Mart 2010 Cihan DÜNDAR Çevre Yüksek Mühendisi Araştırma rma ve Bilgi İşlem Dairesi Başkanl

Detaylı

Kömür, karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluşan, kükürt ve mineral maddeler içeren, fiziksel ve kimyasal olarak farklı yapıya sahip bir maddedir.

Kömür, karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluşan, kükürt ve mineral maddeler içeren, fiziksel ve kimyasal olarak farklı yapıya sahip bir maddedir. KÖMÜR NEDİR? Kömür, bitki kökenli bir maddedir. Bu nedenle ana elemanı karbondur. Bitkilerin, zamanla ve sıcaklık-basınç altında, değişim geçirmesi sonunda oluşmuştur. Kömür, karbon, hidrojen, oksijen

Detaylı

Türkiye nin Enerji Geleceği İklim bileşenini arıyoruz

Türkiye nin Enerji Geleceği İklim bileşenini arıyoruz EWEA-TWEA Policy Workshop Türkiye nin Enerji Geleceği İklim bileşenini arıyoruz Mustafa Özgür Berke, WWF-Türkiye 27.03.2013, Ankara 27-Mar-13 / 1 Photo: Michel Roggo / WWF-Canon KISACA WWF +100 5 kıtada,

Detaylı

Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü. Enerjinin Önemi? Enerji Sistemleri Mühendisi Kimdir?

Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü. Enerjinin Önemi? Enerji Sistemleri Mühendisi Kimdir? Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü Enerjinin Önemi? Enerji, ekonomik ve sosyal kalkınmanın temel unsurlarından biri olması yanısıra, yaşamın sürdürülebilmesi

Detaylı

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ 1 SUNUM İÇERİĞİ 1. GÜNEŞ ENERJİSİ NEDİR? 2. YENİLENEBİLİR ENERJİ NEDİR? 3. GÜNEŞ ENERJİSİ HARİTASI 4. GÜNEŞ PANELİ ÇEŞİTLERİ 5. UYGULAMA ŞEKİLLERİ 6. ÖRNEK

Detaylı

Güneş Enerjisini Doğrudan Elektrik Enerjisine Çevirme Sektörü Fotovoltaik Değer Zinciri Dünya ve Türkiye

Güneş Enerjisini Doğrudan Elektrik Enerjisine Çevirme Sektörü Fotovoltaik Değer Zinciri Dünya ve Türkiye EMO-GENSED Güneşin Geleceğini Anlatıyor İTÜ Süleyman Demirel Kültür Merkezi, 23 Ocak 2015 Güneş Enerjisini Doğrudan Elektrik Enerjisine Çevirme Sektörü Fotovoltaik Değer Zinciri Dünya ve Türkiye Prof Dr.

Detaylı

GÜNEŞ ENERJİLİ ELEKTRİK ÜRETİM TESİS KURULUMU

GÜNEŞ ENERJİLİ ELEKTRİK ÜRETİM TESİS KURULUMU GÜNEŞ ENERJİLİ ELEKTRİK ÜRETİM TESİS KURULUMU YEŞİL ENERJİ NEDİR? Yeşil Enerji, güneş, rüzgar jeotermal, hidroelektrik gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerji için kullanılan bir deyimdir.

Detaylı

40kW Gücündeki Fotovoltaik Sistemin Altı Aylık Performansının İncelenmesi

40kW Gücündeki Fotovoltaik Sistemin Altı Aylık Performansının İncelenmesi SDU Journal of Science (E-Journal), 2014, 9 (2): 122-131 40kW Gücündeki Fotovoltaik Sistemin Altı Aylık Performansının İncelenmesi Cihan Demircan 1, Rüştü Eke 2, * 1 Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Temiz

Detaylı

Güneş Enerjisiyle Isıtma ve Soğutmanın Ticari Uygulamaları İŞ ENERJİ Aclan KAYA Proje Mühendisi

Güneş Enerjisiyle Isıtma ve Soğutmanın Ticari Uygulamaları İŞ ENERJİ Aclan KAYA Proje Mühendisi Güneş Enerjisiyle Isıtma ve Soğutmanın Ticari Uygulamaları İŞ ENERJİ Aclan KAYA Proje Mühendisi -Neden Güneş Enerjisi? -Türkiyedeki Güneşlenme Süreleri -Neden CSP? -CSP Sistemleri -CSP Çalışma Prensibi

Detaylı

ENERJİ KAYNAKLARI ve TÜRKİYE DİYARBAKIR TİCARET VE SANAYİ ODASI

ENERJİ KAYNAKLARI ve TÜRKİYE DİYARBAKIR TİCARET VE SANAYİ ODASI ENERJİ KAYNAKLARI ve TÜRKİYE DİYARBAKIR TİCARET VE SANAYİ ODASI ENERJİ KAYNAKLARI ve TÜRKİYE Türkiye önümüzdeki yıllarda artan oranda enerji ihtiyacı daha da hissedecektir. Çünkü,ekonomik kriz dönemleri

Detaylı

Türkiye de Yenilenebilir Enerji Piyasası. Dünya Bankası Shinya Nishimura 28 Haziran 2012

Türkiye de Yenilenebilir Enerji Piyasası. Dünya Bankası Shinya Nishimura 28 Haziran 2012 Türkiye de Yenilenebilir Enerji Piyasası Dünya Bankası Shinya Nishimura 28 Haziran 2012 Yenilenebilir Enerji Türkiye için Neden Enerji Arz Güvenliği Önemli? Enerji ithalat oranı %70 in üzerinde (tüm ithalatın

Detaylı

ENERJİ VERİMLİLİĞİ (ENVER) GÖSTERGELERİ VE SANAYİDE ENVER POLİTİKALARI

ENERJİ VERİMLİLİĞİ (ENVER) GÖSTERGELERİ VE SANAYİDE ENVER POLİTİKALARI ENERJİ VERİMLİLİĞİ (ENVER) GÖSTERGELERİ VE SANAYİDE ENVER POLİTİKALARI Erdal ÇALIKOĞLU Sanayide Enerji Verimliliği Şube Müdürü V. Neden Enerji Verimliliği? Fosil kaynaklar görünür gelecekte tükenecek.

Detaylı

TURKEY PV TECHNOLOGY STATUS AND PROSPECTSIDDIK ICLOR, SOLAR ENERGY INSTITUTE, EGIZMIR, (Sayfa : 114)

TURKEY PV TECHNOLOGY STATUS AND PROSPECTSIDDIK ICLOR, SOLAR ENERGY INSTITUTE, EGIZMIR, (Sayfa : 114) TURKEY PV TECHNOLOGY STATUS AND PROSPECTSIDDIK ICLOR, SOLAR ENERGY INSTITUTE, EGIZMIR, (Sayfa : 114) IEA - PVPS YILLIK RAPOR 2009 (Türkiye Bölümü) GENEL YAPI Resim. 1 Türkiye PV Teknolojisi Yol Haritası

Detaylı

Taxim Hill Hotel İstanbul 20 Ocak 2012

Taxim Hill Hotel İstanbul 20 Ocak 2012 GENSED Güneşin Güçbirliği Prof. Dr. Engin TÜRE GENSED Yönetim Kurulu Başkanı Taxim Hill Hotel İstanbul 20 Ocak 2012 Kuruluş Tarihi 01 Ekim 2009 Kuruluş Tarihi 01 Ekim 2009 Kuruluş Amacı Türkiye de güneş

Detaylı

SERA GAZI SALIMLARININ DEĞERLEND

SERA GAZI SALIMLARININ DEĞERLEND KAPANIŞ KONFERANSI 2006 ENVANTERİ IŞIĞINDAINDA 1990-2004 DÖNEMD NEMİNDE NDE TÜRKT RKİYE NİN SERA GAZI SALIMLARININ DEĞERLEND ERLENDİRMESİ 9 Ocak 2008, Ankara Bilgi Kaynakları Sıra No. Belge Adı/Numara

Detaylı

TÜRKĠYE DE ENERJĠ VERĠMLĠLĠĞĠ

TÜRKĠYE DE ENERJĠ VERĠMLĠLĠĞĠ 28 Eylul 2010 Ġstanbul TÜRKĠYE DE ENERJĠ VERĠMLĠLĠĞĠ POLĠTĠKALAR & UYGULAMALAR Erdal ÇALIKOĞLU Genel Müdür Yardımcısı Sunum Planı Enerji Kullanımında Eğilimler Enerji Yoğunluğunun Gelişimi Potansiyel Yasal

Detaylı

Enerji Tasarrufu AB Araştırması

Enerji Tasarrufu AB Araştırması ENERJİ TASARRUFU Enerji Tasarrufu AB Araştırması 2050 yılı Enerji Senaryosu Biyoyakıt 30 % Güneş 40 % Petrol 5 % Rüzgar 15 % Su 10 % 2 Enerji Tasarrufu Shell Araştırması 2000 / 2020 / 2060 yılları Enerji

Detaylı

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi Konu Başlıkları Enerjide değişim Enerji sistemleri mühendisliği Rüzgar enerjisi Rüzgar enerjisi eğitim müfredatı Eğitim

Detaylı

Yakın n Gelecekte Enerji

Yakın n Gelecekte Enerji Yakın n Gelecekte Enerji Doç.Dr.Mustafa TIRIS Enerji Enstitüsü Müdürü Akademik Forum 15 Ocak 2005 Kalyon Otel, İstanbul 1 Doç.Dr.Mustafa TIRIS 1965 Yılı nda İzmir de doğdu. 1987 Yılı nda İTÜ den Petrol

Detaylı

Tüketildiği Yerde Enerji Üretiminde PV Uygulamalarının Önemi

Tüketildiği Yerde Enerji Üretiminde PV Uygulamalarının Önemi Tüketildiği Yerde Enerji Üretiminde PV Uygulamalarının Önemi Alper Ozan Keskin Yönetim Kurulu Üyesi 14 Ocak 2011 2. Ulusal Enerji Verimliliği Forumu ve Fuarı WOW Otel - Istanbul GÜNEŞ ELEKTRİĞİ (FOTOVOLTAİK)

Detaylı

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi Dünyamızda milyarlarca yıl boyunca oluşan fosil yakıt rezervleri; endüstri devriminin sonucu olarak özellikle 19.uncu yüzyılın ikinci yarısından itibaren

Detaylı

Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES

Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES Modüler Hibrit Enerji istasyonu (MOHES) Sivil ve Askeri Endüstrinin bir çok alanında şebeke elektriğinden veya petrol kaynaklı diğer enerji kaynaklarından istifade

Detaylı

Fotovoltaik Teknoloji

Fotovoltaik Teknoloji Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 3: Güneş Enerjisi Güneşin Yapısı Güneş Işınımı Güneş Spektrumu Toplam Güneş Işınımı Güneş Işınımının Ölçülmesi Dr. Osman Turan Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali

Detaylı

Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü. 13 Haziran 2012 / ANKARA

Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü. 13 Haziran 2012 / ANKARA Olgun SAKARYA EMO Enerji Birim Koordinatörü 13 Haziran 2012 / ANKARA Enerji Verimliliği; Üretimimizde, Konforumuzda, İş gücümüzde, herhangi bir azalma olmadan daha az enerji kullanmaktır. SUNU ĠÇERĠĞĠ

Detaylı

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ DÜNYADA ELEKTRİK ENERJİSİ SEKTÖRÜNÜN GÖRÜNÜMÜ Bilindiği üzere, elektrik enerjisi tüketimi gelişmişliğin göstergesidir. Bir ülkedeki kişi başına düşen

Detaylı

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi Dünyamızda milyarlarca yıl boyunca oluşan fosil yakıt rezervleri; endüstri devriminin sonucu olarak özellikle 19.uncu yüzyılın ikinci yarısından itibaren

Detaylı