Araştırma Makalesi / Research Article. Photovoltaic Panels: Sun Tracking Systems and Cooling Systems



Benzer belgeler
İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI

GÜNEŞ TAKĐP SĐSTEMĐ (2-YÖNLÜ) SOLAR TRACKING SYSTEM (2-WAY)

VAN İLİ ELEKTRİK ENERJİSİ ÜRETİMİNDE GÜNEŞ ENERJİSİNİN MEVCUT DURUMU VE GELECEĞİ

TERMİK SANTRALLERDEKİ ATIK ENERJİNİN KULLANILABİLİRLİĞİ: ÇAN ONSEKİZ MART TERMİK SANTRALİ. Celal KAMACI. Dr. Zeki KARACA.

Küçük Rüzgar Türbini ve PV Güç Sistemi Modellemesi

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

YENİLENEBİLİR ENERJİ İLE M A SERA ISI POMPALARI

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ FOTOELEKTROLİZ YOLUYLA HİDROJEN ÜRETİMİ

GÜNEŞ PİLİNİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ VE MATLAB İLE SİMÜLASYONU

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

GÜNEŞ PİLLERİNİN ÇATI DİZAYNINDA KULLANILMASI

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM

SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı

Konya Sanayi Odası. Ocak Enis Behar Form Temiz Enerji twitter/enisbehar

Türkiye de Kojenerasyon Potansiyeli, Uygulamaları ve Yasal Durum

Simulink Ortamında Pv Modul Simülasyonu Araç Kutusunun Oluşturulması

Dokuz Eylül Üniversitesi Denizcilik Fakültesi YATLARDA KULLANILAN GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNİN TASARIMI ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

Doç. Dr. Mehmet Azmi AKTACİR HARRAN ÜNİVERSİTESİ GAP-YENEV MERKEZİ OSMANBEY KAMPÜSÜ ŞANLIURFA. Yenilenebilir Enerji Kaynakları

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Hacettepe Ankara Sanayi Odası 1.OSB Meslek Yüksekokulu

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI VE ÇEVRE MEVZUATI

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi

EVALUATION OF THE POTENTIAL OF LIVESTOCK BREEDING IN THE CITY OF MUŞ FOR THE RESEARCH OF BIOGAS PRODUCTION

AYDINLATMADA FOTOVOLTAĐK-HĐDROJEN HĐBRĐT ENERJĐ KAYNAĞI KULLANIMI

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

Sakla Enerjiyi Gelir Zamanı Termal Enerji Depolama Fırsatları

YANGIN GÜVENLİĞİNİN SAĞLANMASI

ENERJİ VERİMLİLİĞİ (EnVer) & KANUNU

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi

PV PANELLERİN YAPISI VE PANELLERDEN ELEKTRİK ÜRETİMİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARIMIZ VE ELEKTRİK ÜRETİMİ. Prof. Dr. Zafer DEMİR --

Eğitim Amaçlı Güneş Pili Sisteminin Kurulması Ve Kayseri Şartlarında Performansının Ölçülmesi

Yenilenebilir olmayan enerji kaynakları (Birincil yahut Fosil) :

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 1. HAFTA

Hibrit Yenilenebilir Enerji Sistemlerinin Ekonomik Analizi

HASRET ŞAHİN ISI EKONOMİSİ

YENİLENEBİLİR VE ETKİN ENERJİ KULLANIMININ YAPILARDA UYGULANMASI

ÇEŞME YARIMADASI RÜZGÂR SANTRALLERİNİN İLETİM SİSTEMİNE BAĞLANTISI

Cumhuriyetin 100. Yılında Enerjide Tam Bağımsızlık İçin Enerjinin Etkin Kullanımı ve % 100 Yenilenebilir Enerji Prof. Dr.

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

Doç. Dr. Emin Açıkkalp Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

Çeşitli Enerji Kaynaklarının Karşılaştırılması

Yenilenebilir Enerji Kaynakları

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

Iğdır İlinin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. Biogas Potential from Animal Waste of Iğdır Province

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

Mustafa BARAN Ankara Sanayi Odası Genel Sekreter Yardımcısı

ENERJİ VERİMLİLİĞİ. Etüt Çalışmaları ve Yasal Durum. Erdal ÇALIKOĞLU Sanayide Enerji Verimliliği Şube Müdürü V.

Abstract. Özet. 1. Giriş

FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

DÜNYADA VE TÜRKİYEDE BİNALARDA KULLANİLAN YENİLENEBİLİR ENERJİ (GÜNEŞ VE RÜZGÂR) SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ

Prof. Dr. Ali DURMAZ Gazi Üniversitesi Enerji-Çevre Sistemleri ve Endüstriyel Rehabilitasyon (GEÇER) Araştırma Merkezi Direktörü

Sıcaklık ve Güneş Işınım Değişimlerinin Fotovoltaik Panel Gücü Üzerindeki Etkilerinin Simülasyon Analizi

MULTIPLAN Sürdürülebilir Sistemler Serisi LEED Sertifikasyonu

Sürdürülebilir Gelişmenin Dört Ögesi

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK

İÇİNDEKİLER TABLO VE ŞEKİLLER...

Türkiye nin Enerji Geleceği İklim bileşenini arıyoruz

TÜBİTAK BİDEB. LİSE ÖĞRETMENLERİ (FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ, MATEMATİK) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI LİSE 3 (Çalıştay 2013) PROJE RAPORU

Araştırma Makalesi / Research Article. Farklı Yüksekliklere Yerleştirilen Güneş Pillerinin Verimlerinin İncelenmesi

2. YARIYIL / SEMESTER 2

Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES

ENERJİ VERİMLİLİĞİ İMRAN KILIÇ DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ

SICAKLIK VE ENTALP KONTROLLÜ SERBEST SO UTMA UYGULAMALARININ KAR ILA TIRILMASI

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 10. HAFTA

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

YUNUS ACI

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

Türkiye nin Enerji Politikalarına ve Planlamasına Genel Bakış

RÜZGAR ENERJİSİ. Cihan DÜNDAR. Tel: Faks :

FOTOVOLTAİK SİSTEMLERDE MAKSİMUM GÜÇ NOKTASI İZLEYİCİSİNİN VERİMLİLİĞE ETKİSİ

KÖMÜRÜN ENERJİDEKİ YERİ

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

Güneş Enerjisinden Maksimum Enerji Sağlayarak Bir Binanın Aydınlatılması ve Isıtılması. Dr. Sinan Pravadalıoğlu

GÜNEŞ ENERJİLİ ELEKTRİK ÜRETİM TESİS KURULUMU

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

Türkiye nin Elektrik Üretimi ve Tüketimi

Daha İyi Bir Gelecek İçin Enerji Verimliliği

AYVACIK 5 MW Rüzgar Enerji Santrali

Fotovoltaik Panel Gücüne Etki Eden Çalışma Parametrelerinin Araştırılması

ÖZGEÇMİŞ. Görev Yeri. Ar. Gör. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi

ŞEBEKE BAĞLANTILI FOTOVOLTAİK ELEKTRİK ÜRETİM SİSTEMLERİNİN GÜÇ KALİTESİNE ETKİLERİ VE PERFORMANS ANALİZİ

4. Ünite 2. Konu Enerji Kaynakları. A nın Yanıtları

Enerjide Çözüm: Enerjinin Etkin Kullanımı ve %100 Yenilenebilir Enerji

ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON-2

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

Hidroelektrik Santraller; Enerji ve Su Hakkı. TMMOB VII. Enerji Sempozyumu

KOJENERASYON. Prof. Dr. İlhan Tekin Öztürk. Kocaeli Üniversitesi

RETScreen International ve ALWIN Yazılımları Kullanılarak Rüzgar Enerji Santrali Proje Analizi

GÜNEŞ PANELLERİNDE TOPRAKLAMA VE YILDIRIMDAN KORUNMA SİSTEMLERİ

Türkiye nin Elektrik Enerjisi Üretimi Kaynaklı Sera Gazı Emisyonunda Beklenen Değişimler ve Karbon Vergisi Uygulaması. Mustafa ÖZCAN, Semra ÖZTÜRK

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

BEYKENT ÜNİVERSİTESİ - DERS İZLENCESİ - Sürüm 2

Güneşin Gölgesinde Kalan Türkiye

KOCAELİ BÖLGESİ SOKAK AYDINLATMALARINDA LED ARMATÜR KULLANIMININ ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE MALİYETİNE ETKİSİ

Transkript:

BEÜ Fen Bilimleri Dergisi BEU Journal of Science 2(2), 141-147, 2013 2(2), 141-147, 2013 Araştırma Makalesi / Research Article Fotovoltaik Paneller: Güneş Takip Sistemleri ve İklimlendirme Sistemleri Sabir RÜSTEMLİ *1, Furkan DİNÇER 2, Murat ÇELİK 3, M. Sait CENGİZ 4 1 B.E.Ü., Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Bitlis 2 M.K.Ü., Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Antakya 3 Y.Y.Ü., Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Van 4 B.E.Ü., Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Bitlis Özet Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi fotovoltaik (PV) adı verilen güneş panelleri ile sağlanmaktadır. Fotovoltaik panellerin fiyatlarında düşüş yaşanması ve güneş enerjisinin elektrik enerjisi üretiminde temiz bir enerji kaynağı olmasından dolayı güneş enerjisinin kullanımında son yıllarda önemli bir artış görülmektedir. Bir güneş panelinin performansı verimiyle ölçülmektedir. Aldığı güneş ışınlarının yüzde kaçını kullanılabilir elektrik enerjisine dönüştürdüğü, verimi belirleyen en önemli parametredir. Ancak belli dalga boylarındaki ışın elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Geri kalan büyük bir miktar ya güneş panelini oluşturan madde tarafından emilerek ısıya dönüştürülmekte ya da yansıtılmaktadır. Bundan dolayı, bu çalışmada fotovoltaik panelin enerji kazancını arttırıcı yöntemler ele alınmış, değerlendirilmiş ve çeşitli önerilerde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Güneş enerjisi, Güneş takip sistemleri, İklimlendirme Abstract Photovoltaic Panels: Sun Tracking Systems and Cooling Systems Solar electric power is generated by solar energy photovoltaic (PV) solar panel. In the recent years a significant increase could be observed in the use of solar energy because of that the price of photovoltaic panels are decreasing and solar energy is a clean source energy in the production of electric energy. A solar panel performance can be measured with energy yield. The percentage of conversion of sunlight into usable electricity is the most important parameter for energy yield. Depending on construction, photovoltaic panels can produce electricity from a range of wavelengths of light, but usually cannot cover the entire solar range. The rest of incident sunlight energy is reflected or makes up a great of heat being absorbed by solar panel. Therefore in this study, earnings-enhancing methods of efficiency in the photovoltaic panel energy were evaluated and some suggestions were proposed. Keywords: Solar energy, Solar systems, Air conditioning 1. Giriş Günümüzde elektrik enerjisi insanlığın en yaşamsal ihtiyaçlarından biri haline gelmiştir. Dolayısıyla bugün için en kullanışlı ve ekonomik enerji elektrik enerjisidir. Teknolojinin gelişmesiyle enerji ihtiyacı her geçen yıl yaklaşık olarak %4 - %8 oranında artmaktadır. Buna karşılık bu ihtiyaçların büyük bir bölümünü karşılayan fosil yakıt rezervleri ise çok hızlı bir şekilde azalmaktadır. Önümüzdeki yıllarda bu rezervlerin tükeneceği ve ihtiyacı karşılayamayacağı yapılan tahminlerden anlaşılmaktadır. Diğer taraftan fosil yakıtların çevreye ve insan sağlığına verdiği zararlar belirgin bir şekilde hissedilmektedir. Fosil yakıtlardan enerji üretimi ile havaya salınan sera gazları nedeniyle küresel iklim değişikliği, ekolojik dengelerin bozulmaya başladığı günümüzde gerekli önlemlerin alınmaması durumunda dünyamız yaşanılabilir bir dünya olmaktan çıkabilir. Bundan dolayı araştırmacılar bir yandan yeni enerji kaynaklarını araştırmaya, diğer yandan ise var olan enerji * Sorumlu Yazar: srustemli@beu.edu.tr 141

kaynaklarını daha verimli bir şekilde değerlendirme yönünde çalışmalar yapmaya yönelmişlerdir [1, 2]. Birleşmiş Milletler tarafından düzenlenen İklim Değişikliği Konferansları ndan temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarının tüketim payı tüm enerji kaynakları içerisinde en az %25 olmalıdır sonucu çıkmıştır. Bu hedefe en geç 30 yıl içerisinde ulaşılması, aksi takdirde dünyada yaşanılamayacak bölgelerin oluşacağı ve değişen iklim koşullarının kalıcı olacağı belirtilmiştir. Çünkü fosil yakıtlar küresel ısınma, iklim değişikliği gibi birçok önemli sorunlara yol açmaktadır. Bu sorunların boyutları giderek insanlık açısından bir tehdit oluşturmaya başlamıştır. Bundan dolayı fosil yakıtlar yerine küresel bazda yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanma zorunluluğu doğmaktadır [3, 4]. Kendini sınırsız tekrarlayan yenilenebilir ve hammadde bağımlısı olmayan enerji kaynakları (güneş, rüzgâr, su, jeotermal ve biokütle gibi) çok kısa bir süre içerisinde enerji ihtiyacının büyük bir bölümünün karşılanmasında önem kazanacaktır. Dünyanın birçok ülkesinde yeni enerji üretim yatırımlarının artık temiz enerji odaklı olması gerekmektedir. Örneğin; geçtiğimiz zamanlarda Alman hükümeti ülkedeki tüm nükleer santralleri kapatma ve temiz enerji kaynaklarına yatırım yapma kararı almıştır. Birçok özel araştırma kurumunun hazırladıkları raporlara göre 2060 yılında dünya enerji ihtiyacının yaklaşık %60 nın yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanması hedeflenmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında en baskın, doğal ve yatırıma uygun kaynaklardan birisi güneş enerjisidir [5]. Güneşten dünyaya gelen enerjinin yoğunluğu, dünya atmosferinin dışında m² başına 1.35 kw kadardır. Bu yoğunlukta dünya çapının kapladığı alana gelen güneş gücü 178x10 6 MW düzeyindedir. Dünyanın tüm yüzeyine bir yılda gelen güneş enerjisi, 1.22x10 14 TET (ton eşdeğer taş kömürü) ya da 0.814x10 14 TEP (ton eşdeğer petrol) gibi görkemli boyuttadır. Bir başka anlatımla, bir yılda gelen güneş enerjisi miktarı, bilinen kömür rezervinin elli katı, bilinen petrol rezervinin 800 katıdır. Güneş enerjisi; kömür, petrol gibi fosil yakıtların aksine atmosfere ve çevreye zararlı gaz salınımında olmayan, çevre dostu, temiz bir enerji kaynağıdır. Birçok bilim adamı, güneş enerjisinin sınırsız olması, ulaşılabilir olması, ilgi çekici olmasından dolayı güneş enerjisinin önemini vurgulamıştır [6,7]. 2. Güneş Enerjisi ve Fotovoltaik Paneller Güneş enerjisi, güneşten gelen ve dünya atmosferinin dışında şiddeti sabit ve 1370 W/m², yeryüzünde ise 0 1100 W/m² değerleri arasında olan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisinin diğer enerji türlerine göre birçok avantajları vardır. Bu avantajlar aşağıdaki gibi sıralanabilir [8]; Güneş enerjisi bol ve tükenmeyen bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi temiz bir enerji kaynağıdır ve çevreyi kirletici atıkları yoktur. Enerjiye ihtiyaç duyulan hemen hemen her yerde güneş enerjisinden yararlanmak mümkündür. Dışa bağımlı olmadığından doğabilecek ekonomik bunalımlardan bağımsızdır. Birçok uygulaması için karmaşık teknolojiye gerek duyulmadığından işletme masrafları çok azdır. Belirtilen avantajların yanında güneş enerjisinin diğer enerji türlerine göre birçok dezavantajları da vardır. Bu dezavantajlar aşağıdaki gibi sıralanabilir [8]; Birim yüzeye gelen güneş ışınımı az olduğundan büyük yüzeylere ihtiyaç vardır. Güneş ışınımı sürekli olmadığından depolama gerekmektedir. Depolama imkânları ise sınırlıdır. Enerji ihtiyacının çok olduğu kış aylarında güneş ışınımı az ve geceleri de hiç yoktur. Güneş ışınımından faydalanılan sistemin güneş ışınlarını sürekli alabilmesi için sistemin çevresinin açık olması, gölgelenmemesi gerekmektedir. Güneş ışınımından yararlanılan birçok sistemin ilk yatırım maliyeti yüksektir. 142

Güneş enerjisinden pasif ve aktif sistemler olmak üzere temelde iki farklı şekilde yararlanılabilmektedir. Pasif sistemler ile sıcak su üretimi sağlanırken aktif sistemler ile de elektrik enerjisi üretimi gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmada güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretim kısmı ele alınmıştır. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretimi fotovoltaik paneller yardımıyla sağlanmaktadır. Fotovoltaik paneller, güneş panelleri ya da fotovoltaik hücreler olarak da adlandırılabilmektedir. Fotovoltaik paneller; taşınabilir, ergonomik, çok az bakım gerektiren, kullanımı kolay, estetik görünüme sahip yarıiletken teknolojisi ile çalışan cihazlardır. Güneş panelleri, elektrik enerjisinin gerekli olduğu her uygulamada kullanılabilir. Güneş paneli uygulamaya bağlı olarak, akümülatör, inverter, akü şarj denetim aygıtları ve çeşitli elektronik destek devreleri ile birlikte kullanılarak bir güneş paneli sistemi (fotovoltaik sistem) oluştururlar. Bu sistemler, özellikle yerleşim bölgelerinden uzak, elektrik şebekesi olmayan yörelerde, jeneratöre yakıt taşımanın zor ve pahalı olduğu durumlarda kullanıldığı zaman ekonomik olmaktadır. Fotovoltaik sistemin görünümü ve blok diyagramları şekil 1 de gösterilmiştir [8,9]. a) Fotovoltaik sistemin görünümü b) Fotovoltaik sistemin blok diyagramı Şekil 1. Fotovoltaik sistemin görünümü ve blok diyagramı Fotovoltaik paneller ilk üretildikleri yıllarda kendini amorti etme süresi, panelin kendi ömründen daha fazlaydı. Fakat günümüzde, özellikle gelişmiş ülkelerin uyguladığı teşvik ve ekolojik politikalar sayesinde fotovoltaik panellerin kendini amorti etme süreleri 3 4 yıla kadar düşebilmektedir. Tabii ki bu süre ülkelere ve şartlara bağlı olmakla birlikte değişebilmektedir. Uzun yıllardır yapılan araştırmalar sonucunda fotovoltaik panellerin maliyetlerinde gittikçe azalma sağlanabilmiştir. Bu bağlamda gelecekte bu sürenin daha da düşebileceği öngörülmektedir. 143

Günümüzde fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi kurulu gücü gigawattlar seviyesindedir. Ayrıca, fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi kurulu gücü her geçen yıl hızla artmaktadır. Fakat dünyamızın güneş enerjisi potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda kurulu gücün henüz istenilen seviyelere ulaşamadığı görülebilmektedir. Bu durumun önündeki en büyük engel fotovoltaik panellerin maliyetlerinin yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Dünyadaki mevcut durum ülkemiz açısından değerlendirildiğinde bu durumun hiç iç açıcı seviyelerde olmadığı görülmektedir. Bilindiği üzere ülkemiz, güneş enerjisi kuşağı altındadır ve ülkemizin güneş enerjisi potansiyeli dünya ortalamasının çok üzerinde olup Avrupa Birliği ülkeleri arasında neredeyse en büyük güneş enerjisi potansiyeline sahip ülke konumundadır. Fakat bu derece önemli güneş enerjisi potansiyeline sahip olmamıza rağmen ülkemizde güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretim kurulu gücü bir kaç MW civarlarında olup henüz araştırma çalışmaları seviyesindedir. Fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi üretimine yeterli desteklerin verilmemesi ve teşvik politikalarının uygulanmaması bu derece önemli potansiyelimizin kullanılmamasına neden olmaktadır. Fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi üretimi maliyetlerinin yüksek olmasından dolayı fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi üretim kazançlarının arttırılmasına yönelik çeşitli teknikler geliştirilmiştir. Bu tekniklerin en önemlileri; güneş takip sistemleri, soğutma sistemleri ve gölgelenme etkisinin azaltılması şeklinde sıralanabilir. 3. Güneş Takip Sistemleri Güneşlenmenin günün her saatinde en yüksek seviyede tutulabilmesi için fotovoltaik panellerin güneşi takip etmesi gerekmektedir. Güneş ile panel yüzeyi arasındaki açı günün her saatinde dik olursa, güneşlenme de en yüksek seviyede olur. Fotovoltaik panellerin güneşi dik açı ile görebilmeleri için sabah gün doğumundan aksam gün batımına kadar fotovoltaik panellerin güneşi takip etmeleri gerekir. Ancak gün boyu yapılan takip işlemi yılın her mevsimi için aynı kazancı sağlamaz. Çünkü dünyanın güneş eksenindeki hareketine bağlı olarak yıl içerisinde güneş her mevsim farklı yörüngeleri takip etmektedir. Günesin mevsimlere göre izlediği yörüngeler Şekil 2 de verilmiştir [10]. Şekil 2. Güneşin mevsimlere göre izlediği yörüngeler Güneş takip sistemleri, güneş ışınlarının fotovoltaik panelin yüzeyine dik gelmesini sağlayarak elde edilen enerji kazanç miktarını arttırmaktadır. Bu sistemleri kullanarak fotovoltaik panellerden elde edilen enerji kazancı yaklaşık olarak %35 oranında arttırılabilmektedir. Örneğin; NREL (National Renewable Energy Lab.) tarafından Denver, USA eyaleti için yapılan ölçümlere göre [11]; Güneş takip sistemi olmayan fotovoltaik panellerden 5.5 kw/m 2 yıllık ortalama ışıma enerjisi elde edilmektedir. Tek eksende güneş takip sistemi yapılırsa 7.2 kw/m 2 yıllık ortalama ışıma enerjisi elde edilmektedir. Buna göre artış 100.[(7.2 5.5)/5.5] = %30.9 olmaktadır. 144

Çift eksende güneş takip sistemi yapılırsa 7.4 kw/m 2 yıllık ortalama ışıma enerjisi elde edilmektedir. Buna göre artış 100.[(7.4 5.5)/5.5] = %34.5 olmaktadır. Ülkemizde, güneş takip sistemleri ile ilgili son zamanlarda çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Ülkemizde yapılan başka bir çalışmada; fotovoltaik panelin tek eksende güneşi takip etmesi sağlanarak fotovoltaik panellerden sabit sistemlere göre ortalama %29 daha fazla elektrik enerjisi kazancı elde edildiği tespit edilmiştir [7]. Ek olarak; güneş takip sistemleri özellikle yer kısıtlaması olan uygulamalarda çok kullanışlı olmaktadır. Örneğin; gemi, karavan gibi araçlarda gerekli enerji elde etmek için kullanılacak panel sayısı güneş takip sistemleri ile daha az sayıya düşürülerek alandan tasarruf edilebilmektedir [11]. Güneş takip sistemleri uygulamalarına bir örnek Şekil 3 te verilmiştir [12]. 4. İklimlendirme Sistemleri Şekil 3. Güneş takip sistemlerine örnek Fotovoltaik panellerin elektrik enerjisi kazancını etkileyen en önemli faktörlerden biri de panel sıcaklığıdır. Fotovoltaik panelin çalışma sıcaklığı arttıkça panelin elektrik enerjisi kazancı azalmaktadır. Fotovoltaik panellerin çalışma sırasında sıcaklıkları ortam şartlarına göre daha fazla olmaktadır. Bu durum da elektrik enerjisi kazancını doğrudan etkilemektedir. Fotovoltaik panel sıcaklığını etkileyen en önemli iki çevresel faktör; hava sıcaklığı ve rüzgâr hızıdır. Fotovoltaik panelin sıcaklık değişiminde panelin bulunduğu ortamın çevresel faktörleri büyük önem arz etmektedir [2, 6]. Fotovoltaik panelin bulunduğu ortamın hava sıcaklığı arttıkça panelin elektrik enerjisi kazancı azalmakta olup ortamın rüzgâr hızı arttıkça fotovoltaik panelin elektrik enerjisi kazancında artış gözlemlenebilmektedir. Bu değişimin nedeni; panel sıcaklığı arttıkça fotovoltaik panelde çok az bir akım artışı gözlemlense de önemli bir gerilim düşüşünden dolayı elde edilen güç de azalmaktadır. Bundan dolayı fotovoltaik panellerin bulunduğu çevresel faktörler paneller için ayrı bir öneme sahiptir. Fakat fotovoltaik panellere çeşitli iklimlendirme testleri de uygulayarak belirli oranlarda fotovoltaik panellerin elektrik enerjisi kazançları arttırılabilmektedir. Tabii ki; sistemin ekonomiklik ve maliyet-etkin durumu göz önünde bulundurulup iklimlendirme sistemlerinin kendini kısa sürede amorti edebilmelerine imkân sağlayacak ortamlar tercih edilmelidir. Örneğin; bir deniz kıyısı veya göl kıyısı olabilir. Böylece iklimlendirme yapılacak ortama yakınlık ile sistem avantajlı hale dönüştürülebilir. Örneğin bir çalışmada çeşitli iklimlendirme sistemleri oluşturulmuş ve bu sistemlerin fotovoltaik panele entegreleri sağlanarak sistemin verdiği tepkiler karşılaştırmalar ile ölçülmüştür. Yapılan çalışmalar sonucunda çeşitli iklimlendirme sistemleri ile fotovoltaik panellerden %4 - %10 civarlarında daha fazla elektrik enerjisi kazancı elde edilebileceği tespit edilmiştir. Fotovoltaik panele entegre olarak örnek bir iklimlendirme sistemi Şekil 4 te verilmiştir [13]. 145

Şekil 4. Fotovoltaik panele entegre iklimlendirme sistemi Bir araştırmada, yapılan deneysel çalışma sonucu elde edilen gerilim güç grafiği Şekil 5 te verilmiştir. Şekil 5 ten; iklimlendirme sistemi olmadan fotovoltaik panelin çalışma sıcaklığı 58 0 C olarak ölçüldüğü ve iklimlendirme sonrası bu sıcaklığın 32 0 C ye kadar düşürüldüğü gözlemlenebilmektedir. Bu sayede sistemde elektrik enerjisi kazancının arttığı rahatlıkla anlaşılabilmektedir. Şekil 5. İklimlendirme sistemi öncesi ve sonrası fotovoltaik panelin güç gerilim eğrisi[13] 5. Sonuç ve Öneriler Güneş enerjisinden yararlanma potansiyeli, Türkiye nin tüm bölgeleri için ciddiyetle ele alınmasını gerektiren bir büyüklüktedir. Güneş enerjisinin aktif yöntemle yapı ısıtılmasından, seraların ısıtılmasına, tarımsal ve endüstriyel kurutmaya, endüstriyel ısı uygulamalarına, soğutmaya, metalürjik fırınlara, fotokimyasal ve foto biyolojik işlemlere dek çeşitli kullanım alanlarındaki araştırmaların desteklenmesinin yanı sıra uygulamaların yaygınlaştırılmasına da çalışılmalıdır. Bu çerçevede güneşli soğutma konusu, ülkemiz koşullarında tarımsal ürünlerin ve gıda sanayi ürünlerinin saklanılması açısından üzerinde önemle durulması gereken bir seçenektir [5]. Fotovoltaik panellerin elektrik enerjisi üretiminde maliyet-etkin yani ekonomik olabilmeleri için fotovoltaik panel sistemlerine ek olarak çeşitli ek entegre sistemleri fotovoltaik panellerden elektrik enerjisi kazancının arttırılarak panellerin kendini daha kısa sürede amorti etmeleri sağlanabilir. Böylece maliyeti fazla olan fotovoltaik panellerin daha az maliyete sahip olması gerçekleştirilebilir. Fotovoltaik panellerin elektrik enerjisi kazançlarını arttıracak en önemli sistemler; güneş takip sistemleri ve iklimlendirme sistemleridir. İklimlendirme sistemleri, fotovoltaik panellerin elektrik 146

enerjisi kazançlarını az oranda arttırsa da kullanılacağı bölge itibar ile duruma göre tercih edilebilir. Fakat güneş takip sistemleri ile fotovoltaik panelin güneşi gün boyunca takip etmesi sağlanarak güneşten optimum düzeyde yararlanılabilmesini gerçekleştirmektedir. Yapılan birçok çalışmada güneş takip sistemlerinin sabit sistemlere göre fotovoltaik panellerin elektrik enerjisi kazançlarını önemli oranda arttırdığı tespit edilmiştir. Bundan dolayı uygulanacak fotovoltaik panel sistemlerine entegre olarak durum şartlar göz önünde bulundurularak güneş takip sistemlerinin kullanımı tavsiye edilmektedir. Kaynaklar 1. Rüstemli S., Cengiz M. S., Dinçer F. 2011. Van İli Elektrik Enerjisinin Dünü, Bugünü ve Yarını, Kaynak Elektrik Dergisi, 260, pp. 108 115. 2. Rüstemli S., Dinçer F. 2012. Research On Effects Of Environmental Factors On Photovoltaic Panels and Modeling With Matlab / Simulink, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), R.88 NR 7a/2012, pp: 63-66. 3. Çolak İ., Bayındır R., Sefa İ., Demirbaş Ş., Ergen H. 2005. Alternatif Enerji Kaynaklarının Kullanımı, III. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu ve Sergisi, 19-20-21 Ekim, Mersin. 4. Rüstemli S., Dinçer F. 2011. Economic Analysis and Modeling Process of Photovoltaic Power Systems, Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), R.87 NR 9a/2011, pp: 243-247. 5. Rüstemli S., Dinçer F., Dinçadam F. 2011. Elektrik Enerjisi Üretiminde Güneş Enerjisinin Dünü, Bugünü ve Yarını, Kaynak Elektrik Dergisi, 261, pp. 140 144. 6. Rüstemli S., Dinçer F. 2011. Modeling of Photovoltaic Panel and Examining Effects of Temperature in Matlab/Simulink, Elektronika Ir Elektrotechnika (Journal of Electronics and Electrical Engineering), 3(109), pp. 35 40. 7. Rustemli S., Dincadam F., Demirtas M. 2010. Performance Comparison of the Sun Tracking System and Fixed System in the Application of Heating and Lighting, Arabian Journal for Science and Engineering, 35, (2B), pp. 171 183. 8. Dinçadam F. 2008. Güneş Pilleri İle Sıcak Su Elde Etme, Sokak Aydınlatması ve Güneş Takip Sistemi Uygulaması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Van. 9. Rüstemli S., Dinçdam F., Demirtaş M. 2009. Güneş Pilleri İle Sıcak Su Elde Etme ve Sokak Aydınlatması, V. Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, pp 42-49, 19-20-21, Diyarbakır. 10. Demirtaş M. 2008. Güneş ve Rüzgâr Enerjisi Kullanılarak Şebeke İle Paralel Çalışabilen Hibrit Enerji Santrali Tasarımı ve Uygulaması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara. 11. Bilgin Z. 2006. Güneş Takip Sistemi Tasarımı ve Gerçekleştirilmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara. 12. http://www.callcgr.com/current_events/page_2355291.html, (Erişim Tarihi: 01.06.2011). 13. Odeh S., Behnia M. 2009. Improving Photovoltaic Module Efficiency Using Water Cooling, Heat Transfer Engineering, 30 (6), pp. 499-505. 147