2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı



Benzer belgeler
Giriş DÜZCE ŞARTLARINDA BİR KONUTUN ENERJİ İHTİYACININ GÜNEŞ ENERJİSİ İLE KARŞILANMASI İÇİN EN UYGUN SİSTEMİN BELİRLENMESİ VE KURULUMU

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

Fotovoltaik Teknoloji

FOTOVOLTAIK HÜCRELERIN YAPıSı VE ÇALıŞMA PRENSIPLERI DOĞRUDAN ELEKTRIK ÜRETIMI

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

İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

Güneşin Gölgesinde Kalan Türkiye

Solar PV Paneller Genel Bilgi

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

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) II. BÖLÜM

FOTOVOLTAİK SİSTEMLER ŞEBEKEYE BAĞLI OLDUĞUNDA OLUŞAN SORUNLAR Çiğdem KANDEMİR Doç.Dr.Mehmet BAYRAK

GÜNEŞ PİLLERİNİN ÇATI DİZAYNINDA KULLANILMASI

Güneş Enerjili Elektrik Güç Sistemlerinin Tarımsal Alanlardaki Uygulamaları Üzerine Bir Fizibilite Çalışması: Tavuk Çiftliği Uygulaması

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 11. HAFTA

Güneş Enerjisi İle Çalışan PLC Kontrollü Su Pompası Sistem Tasarımı

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 2. HAFTA

TEMEL FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİ EĞİTİMİ

Elektrik Enerjisi Güneşten Sağlanan Bir İş İstasyonunun Kablosuz Veri Takibinin Yapılması

Elektrik Enerjisi Güneşten Sağlanan Bir İş İstasyonunun Kablosuz Veri Takibinin Yapılması

Modüler Hibrid Enerji İstasyonu- MOHES

SOLAR GÜNEŞ ENERJİSİ

EĐE'NĐN GÜNEŞ ENERJĐSĐ ÇALIŞMALARI

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

YENİLENEBİLİR FOTOVOLTAİK ENERJİ

DENEY 6 YENİLENEBİLİR ENERJİ EĞİTİM ÜNİTESİ

GÜNEŞ PANELİ SİSTEMLERİNİN TASARIMI

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. Türkiye Güneş Enerjisi Geleceği Solar TR2016, 06 Aralık

Eğitim Amaçlı Güneş Pili Sisteminin Kurulması Ve Kayseri Şartlarında Performansının Ölçülmesi

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

YENİLENEBİLİR ENERJİ EĞİTİM SETİ TEMEL SEVİYE TEKNİK ÖZELLİKLER

Onur ELMA TÜRKIYE DE AKILLI ŞEBEKELER ALT YAPISINA UYGUN AKILLI EV LABORATUVARI. Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği

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

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

Ev Tipi Yenilenebilir Hibrit Sistem İçin Mikro-Genetik Algoritma ile Optimal Yük Planlaması

Genel Bakış. Dünyanın yalnızca 30 dakika boyunca aldığı güneş ışınımı, dünya üzerinde harcanan toplam yıllık enerjinin tamamını karşılayabilir.

YAKIT PİLİ DENEY SETİ TEKNİK ŞARTNAMESİ

TMMOB ÇEVRE MÜHENDİSLERİ ODASI ANTALYA ŞUBESİ

SİVİL DENİZCİLİK İÇİN ENERJİ ÇÖZÜMLERİ

ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

ÖZEL EGE LİSESİ GÜNEBAKAN PANELLER

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

FOTOVOLTAİK GÜÇ DESTEKLİ MİKRO SULAMA SİSTEMİ PROJESİ-2: SİMÜLASYON ÇALIŞMASI

GÜNEŞ ENERJİLİ ELEKTRİK ÜRETİM TESİS KURULUMU

3. HAFTA BLM223 DEVRE ANALİZİ. Yrd. Doç Dr. Can Bülent FİDAN.

GÜNEŞ ENERJĐSĐYLE HĐDROJEN ÜRETĐMĐ Kim. Müh. Serdar ŞAHĐN / Serkan KESKĐN

YOL AYDINLATMALARINDA FV-LED SİSTEMLERİNİN TEKNO- EKONOMİK ANALİZİ

Tarımsal Sulama Sistemlerinde Off Grid (Şebekeden Bağımsız) Uygulamalar

FOTOVOLTAİK SİSTEM DENEY FÖYÜ

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

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

Şebekeden Bağımsız (Off Grid) (Akülü Sistem) GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ENRJİSİ OLMAYAN UZAK NOKTALARDA ENERJİ SORUNUNUN ÇÖZÜMÜ

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ

GÜNEŞ ENERJİSİ VE FOTOVOLTAİK PİLLER SAADET ALTINDİREK

YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMLERİ DENEYİ

Fotovoltaik Sistem Dizaynı ve Kurulumu. Ramazan ZEYBEK

Bizim bu projeyi lego parçalarına indirgeyerek yaptığımız robotumuz ise şu şekildedir:

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 8. HAFTA

ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ. Makine Mühendisliği Bölümü BİTİRME PROJESİ I GÜNEŞ PİLİ UYGULAMALARI VE GÜNEŞ PİLİNDEN

ENERJİ VERİMLİLİĞİ MÜCAHİT COŞKUN

HİBRİT JENERATÖR SİSTEMLERİNİN TASARIMI VE EKONOMİK AÇIDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Fotovoltaik Güç ve Harran Üniversitesi Temiz Enerjili Kampüs Entegre Projesi-2: Ön Çalışmalar ve Sonuçları

TESCOM UPS TEST TÜM ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET A.Ş

Enerji Verimliliği i ve Batarya Teknolojileri

Şekil-1 Yeryüzünde bir düzleme gelen güneş ışınım çeşitleri

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

OFF-GRID veya STAND-ALONE INVERTER NEDİR?

MAKİNA MÜHENDİSLER ODASI ADANA

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ

Rüzgar-Güneş Hibrid Güç Sistemi Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Uygulama Örneği

SOLAREX İSTANBUL Güneş Enerjisi & Teknolojileri Fuarı

GENI US. Genious Solar Tracker Stirling Jeneratör. Solar Tracker Kombine Isı & Güç Stirling Çözümleri

Solar Şarj ünitesi (DC/DC Converter) Batarya Grubu Günde Çalışma Süresi

Enerji Kaynakları ENERJİ 1) YENİLENEMEZ ENERJİ KAYNAKLARI 2) YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ

Güneşten Elektrik Üretme Zamanı! Etik Olarak Doğru, Finansal Olarak Akılcı, Çocuklarımızın Geleceği için Kritik Bu Yatırımı Yapmalıyız!

Antak Enerji KW lık yani 40MW/ Yıl Üretim kapasitesine sahiptir.

Solar Enerji Kataloğu

Oturum Başkanı: Dilşad BAYSAN ÇOLAK

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

Ülkemizde Elektrik Enerjisi:

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

ENERJİ ALTYAPISI ve YATIRIMLARI Hüseyin VATANSEVER EBSO Yönetim Kurulu Sayman Üyesi Enerji ve Enerji Verimliliği Çalışma Grubu Başkanı

REMTEK SOLAR Güneş Enerjili Sulama Sistemleri

Fotovoltaik (solar) Sistemler ve Bileşenleri

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI. Gökhan BAŞOĞLU

SIKÇA SORULAN SORULAR

TEKNOLOJİ VE TASARIM DERSİ

Elektrik Üretiminde Enerji Verimliliği için KOJENERASYON VE TRİJENERASYON

Deney no;1 Deneyin adı; Güneş pilinin ürettiği gerilimin ölçülmesi. Deney bağlantı şeması;

Taşınabilir Güneş Enerjili Lamba Sistemi - SRY 001

ŞEBEKEDEN BAĞIMSIZ MİKRO ŞEBEKELERDE ENERJİ YÖNETİMİNİN ROLÜ

ENERJİ TASARRUFUNDA KOMBİNE ÇEVRİM VE KOJENERASYONUN YERİ VE ÖNEMİ. Yavuz Aydın 10 Ocak 2014

MARKA SOLAR ENERJI SISTEMLERI

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

1. GÜNEŞ ENERJİLİ DALGIÇ POMPA SİSTEMLERİ 2. GÜNEŞ ENERJİLİ YÜZEY POMPA SİSTEMLERİ

1 MW Lisanssız GES Projeleri

Elektrikte Güç Faktörünün Düzeltilmesi Esasları. Önerge No: 2227/2010

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey 2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı A. Öztürk 1, M. Dursun 2 1 Düzce Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektrik Bölümü, 81620 Düzce, TÜRKİYE 2 Düzce Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Elektrik Bölümü, 81620 Düzce, TÜRKİYE 2, 10 and 20 KVA hotovoltaic lant Design Abstract In this study, analysis of photovoltaic system (FS) which is one of the alternative energy sources is presented. The paper deals with the system equipments and their selection and required calculations in a FS. Network-dependent and network-independent analyses of three different systems have the power level as 2KVA, 10 KVA and 20 KVA are examined. Finally, block diagrams and detailed wiring diagrams of the systems are estigated and cost analysis and exploration extract of the systems are presented. Keywords Alternative energy supplies, Analysis and design of photovoltaic system, 1. GİRİŞ Ülkemizdeki elektrik enerjisi tüketimindeki artış ve bu ihtiyacın karşılanmasındaki güçlükler sebebiyle elektrik enerjisinin tasarruflu kullanılması çok büyük önem arz etmeye başlamıştır. Yaşanan petrol ve doğalgaz krizleri, artan talep ve fiyatlar ve çevresel kaygılar nedeniyle, yerli ve yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi giderek artmaktadır. Enerji kaynaklarından biri olan güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışıma enerjisidir. Bu enerji güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır. Dünya atmosferinin dışında güneş enerjisinin şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m² değerindedir, ancak yeryüzünde 0-1100 W/m 2 değerleri arasında değişim gösterir.[1]. Bu enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. EİE(Elektrik İşleri Etüt İdaresi) tarafından yapılan çalışmaya göre; Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 saat, bu da günlük toplam 7.2 saate eşittir. [2] Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir. Bundan dolayı güneşten en verimli şekilde faydalanmak gerekmektedir [1]. Güneş enerjisinin kullanımı, gündelik yaşam bakımından konutlarda başlamakta; haberleşmeye, tarıma, endüstriye, elektrik santrallerine, askeri hizmetlere ve uzaya kadar uzanmaktadır. Güneş enerjisinin günümüzde önem kazanan uygulamaları; oldukça yaygınlaşan güneşli su ısıtıcılarının dışında, güneşle ısınan binaların yapımı, güneş enerjisinin elektriğe çevrilmesi, güneş enerjili su pompalarının tarımsal sulamada kullanılması, geleceğin yakıtı olan hidrojenin sudan üretiminde güneş enerjisinden yararlanılması biçiminde sıralanabilir. Ayrıca güneş enerjisinin kullanıldığı alanlara hesap makineleri, radyo, TV ve uydu alıcıları, radar ve meteoroloji istasyonları, havaalanları ve helikopter pist ışıklandırmaları, denizcilik uygulamaları, mobil telefonlar, karavanlar, sokak ve bahçe aydınlatmaları ilave edilebilir [1]. 2. FS ANALİZİ FS in verimli olarak çalışabilmesi için sistemi etkileyen birçok parametre vardır. Bu parametreler güneşten gelen ışınım şiddetinden başlayarak sistemin sonundaki alıcıları çalıştırmak için gereken AC gerilimin verildiği noktaya kadar değişik noktalarda karşımıza çıkmaktadır [3]. FS nin kurulması için öncelikli olarak günlük tüketilecek enerji miktarının belirlenmesi gerekmektedir. Bu değerin belirlenmesi evlerde kullandığımız elektrikli aletlerin harcamış oldukları güç miktarı ve kullanım süreleri ile doğrudan ilişkilidir. Bu değer kullanıcı isteklerine göre belirlendikten sonra, sistemin enerji ihtiyacını elde edecek panel türü seçilmelidir. Her bir panel için enerji çevrim verimlilikleri göz önüne alınarak sistemdeki panel sayısı bulunmaktadır. Güneş panellerinin verimlilik değerleri yaklaşık olarak %15 civarındadır [7]. anel sayısı belirlendikten sonra sistemin şebekeden bağımsız olarak kurulacağı göz önüne alınarak sistemde kullanılacak akü kapasitesi ve sayısı belirlenecektir. Akü kapasitesi günlük harcanan elektrik miktarının, aküden alınacak gerilim değerine oranıyla hesaplanabilir. Elde edilen ve depolanan gerilim doğru akım olduğu için evlerde kullanımına uygun hale getirmek için çevirici kapasitesi bulunmalıdır. Çeviriciler girişine gelen doğru akımı %85 e yakın bir oranla alternatif akıma dönüştürmektedirler [3]. FS in verimini etkileyen parametreler; sıcaklık, gölgelenme, eşleştirme kayıpları, çevirici kayıpları, depolama kayıpları ve panelin yerleştirilme açısı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu belirtilen değişkenlerin her biri fotovoltaik sistem tasarımında dikkat edilmesi gereken önemli değişkenlerdir [3]. FS in kurulmasında önemli rol oynayan değerlerden biri yatay düzleme gelen bölgesel güneş ısınımı değerleridir. Güneş ısınımı değerleri sistemin kurulmasında kullanılacak panel sayısını belirlemede kullanılmaktadır [3]. 1

A.Öztürk, M.Dursun GEİ SV S (1) BMÜG GOGS S = anel Sayısı SV = Sistem Verimliliği BMÜG = Bir Modülün Üreteceği Güç GOGS = Günlük Ortalama Güneşlenme Süresi Burada yukarıdaki eşitlikten panel sayısı bulunur, ancak sistemden istenen gerilim değerini elde etmek için belirli sayıda modülü seri bağlamak gerekir. İstenen güç çıkışını sağlamak için ise belirli sayıda seri yi paralel bağlamak gerekir. Bu değerleri belirlerken dikkate alınacak unsur ertörün DC giriş gerilim aralığıdır. Bu bilgi ertörün teknik kataloğunda yer almaktadır [3]. 2.1. Şarj Denetim Birimi Şarj denetim birimleri, aküler ile fotovoltaik leri arasındaki gerilimi düzenleyen birimlerdir. fotovoltaik modüllerden gelen gücün direkt olarak akülere iletilmesi istenmemektedir. Şarj kontrol cihazlarının amacı, akülerin fazla şarjdan korunmasını sağlamaktır. İyi bir şarj kontrol cihazından, güneş panellerine ışık düştükten sonra aşırı üretilen elektrikten aküleri koruması ve elektrik üretiminin düşük olduğu noktalarda akülerin boşalmasını engellemesi beklenmektedir [4]. Şarj denetim birimlerinin kapasitesi belirlenirken aşağıdaki eşitlikten yaralanılır [5]. GEİ ŞC (2) ŞC = Akü Şarj Cihazı = Günlük Güneşlenme Süresi 2.2. Çevirici Kapasitesinin Belirlenmesi FS de alıcı (yük) olarak kullanılan cihazlar genelde 220 V ve 50 Hz alternatif akımla çalışırlar. anellerden üretilen doğru akımın alternatif akıma çevrilmesi için çeviriciye ihtiyaç vardır. Çevirici kapasitesi belirlenirken, kullanılacak cihazın üretilen güç değerinden daha fazla olması istenmektedir. Çevirici çıkısından alınacak güç miktarı çeviricinin girişine gelen güç ile çevirici veriminin çarpılması ile bulunmaktadır [6]. GEİ ÇK ÇKA (3) ÇKA = Çevirici Kapasitesi ÇK = Çevirici Kaybı = Günlük Güneşlenme Süresi 2.3. Akü Kapasitesi ve Sayısının Belirlenmesi Akü kapasitesi belirlenirken maksimum çıkış güç değerlerine karşın sistemin DC voltajının ne olması gerektiğini gösterir tablo aşağıda verilmiştir [6]. Tablo 1: Güç Değerine Göre Akü Voltajı Maksimum AC Güç Sistemin DC Voltajı <1200 W 12 V 1200 2400 W 24 V 2400 4800 W 48 V FS in oluşturulmasında panellerde olduğu gibi akülerde kullanıcının seçimine göre sistemde tanımlanmıştır. Kullanıcı sisteminde bulunması istediği aküleri seçerek ya da dolaylı olarak her biri için sistem verimini ve sistemin aküden kaynaklanacak maliyetini görebilecektir. Sistemde kullanıcı tarafından seçilen akü sayısı eşitlikte verilmiştir [6]. GEİ AK AS (4) AV AKA AS = Akü Sayısı AK = Akü Kayıpları AV = Akü Voltajı AKA = Akü Kapasitesi 2.4. İnverterler Fotovoltaik paneller doğru akım üretmelerine karşılık evlerde kullandığımız elektrikli cihazlar alternatif akımda çalışmaktadır. Günümüzde doğru akımı alternatif akıma dönüştürmeye yarayan güç elektroniği cihazları çeviricilerdir [1]. Fotovoltaik paneller çoğunlukla 12 voltluk bir doğru akım üretmek için tasarlanmaktadır. 220V luk bir dalgalı akımın gerekli olduğu durumda, bu elektronik bir çevirici (erter) ile sağlanabilir. Çevirici kullanılması ile %15 e kadar varan önemli bir güç kaybı meydana gelir. Ancak alternatif akım standart ev aletlerinin kullanılmasına imkân vermektedir [5]. FS de kullanılan çeviriciler diğer uygulamalarda kullanılan çeviricilerden farklılık göstermektedir. Bunun nedeni, normalde sistemin çalışması için gereken maksimum işleme noktasındaki (MİN) gerilimi sabit tutmak zorunda olmasıdır. Bu yüzden çoğunlukla MİN noktasını izlemek için şebeke bağlantılı çeviriciler kullanılır. Örneğin şebeke voltajından gelebilecek değişmeleri kontrol ederek voltajı ayarlamak için DC/DC konvertörler kullanılmaktadır. Şarj kontrol cihazı bu yüzden birçok sistemde kullanılmalıdır [8]. 2

2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı 2.5. Güneş illeri ve Güneş ili Sistemleri Güneş pilleri; üzerine güneş ışığı düştüğünde, güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren elektronik düzeneklerdir. Bu enerji çevriminde herhangi bir hareketli parça bulunmaz. 1914 yılında güneş enerjisinin yalnızca %1 i çevrilebilirken, 1954 yılında Chapin ve Fuler, silisyum kristali üzerinde güneş enerjisini elektrik enerjisine %6 verimlilikle dönüştüren fotovoltaik diyotlar yapmayı başarmışlardır. FS için dönüm noktası olarak kabul edilebilecek bu tarihi izleyen yıllarda araştırmalar ve ilk tasarımlar, uzay araçlarında kullanılacak güç sistemleri için yapılmıştır [9]. Güneş pilleri dayanıklı, güvenilir ve uzun ömürlüdür. Çalışmaları sırasında hiçbir elektriksel sorun çıkarmazlar. Güneş pili modüllerinin karşılaşabilecekleri en büyük tehditler, yıldırım düşmesi ve uzun dönemde (yaklaşık 20 yıl) hava koşullarından dolayı aşınmadır. Güneş pili sistemlerinin en büyük dezavantajı, ilk yatırım maliyetinin fazla olması ve güneş pillerinin düşük verimle çalışmasıdır. Bu sistemlerin en iyi yanlarından biri ise, diğer bütün yenilenebilir enerji kaynakları (rüzgâr, biyogaz, biokütle, hidrolik, jeotermal) gibi, çevre açısından olumsuz etkilere sahip olmamasıdır [9]. Güneş pili sistemleri şebekeye bağlı sistemler ve şebekeden bağımsız sistemler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Şebeke bağlantılı güneş pili sistemlerinin gücü, birkaç kw dan birkaç MW a kadar değişebilmektedir. Bu tür sistemler, iki ana gruba ayrılır. Birinci tür sistem, temelde bir yerleşim biriminin elektrik ihtiyacını karşılar. Bu sistemlerde, üretilen fazla enerji elektrik şebekesine satılır, yeterli enerjinin üretilmediği durumlarda ise şebekeden enerji alınır. Böyle bir sistemde enerji depolaması yapmaya gerek yoktur. Yalnızca üretilen doğru akımın alternatif akıma çevrilmesi ve şebeke uyumlu olması yeterlidir. İkinci tür şebekeye bağlı güneş pili sistemleri, kendi başına elektrik üreterek şebekeye satan büyük güç üretim merkezleri şeklindedir [9]. yüz KW a kadar değişebilen güçlerde ve çok çeşitli türlerde yüklerin enerji talebini karşılayabilirler. Şekil 2: DC Kullanıcılı Şebekeden Bağımsız Sistem Şekil 3: DC ve AC Kullanıcılı Şebekeden Bağımsız Sistem 3. FOTOVOLTAİK TESİS TASARIMI 3.1. 2 KVA Gücünde Bir Sistem A- Sistem Şebekeden Bağımsız S=2 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = 5.2 saat Sistemde solen M 110 modeli V panel anel gücü 110 W V m = 16.5 V Şekil 1: AC Kullanıcılı Şebekeye Bağlı Sistem FS in en tipik ve en yaygın kullanım şekli, yerleşim yerlerinden uzak yörelerde enerji gereksinimini karşılayan bağımsız sistemlerdir. [1]. Bu sistemler birkaç W dan birkaç Cos 2000 0,95 1900W (5) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V Kurulu 3

A.Öztürk, M.Dursun 0,80 0,80 1900 1520W 1520 1600VA 0,95 (6) AKA = Akü Kayıpları AV = Akü Voltajı 7527,6 1,10 1,437 yani 2 tane akü. 24 240 Sistemde steca XC 2200 48 model 1600 VA ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,05 1520 7,5kWh (7) (İnverör kaybı %5 tir) Sistemde Sonnenschein 24V 240Ah akü GEİ AK AS AV AKA (Akü kayıpları %10 dur) V V m 290 2,90 16,5 nom n (8) yani 3 tane modül seri bağlanacak. aralel kol sayısı: 1900 n p 5,76 (9) 3 110 6 tane 6*3 = 18 yani 18 tane modül gerekli. GEİ 7527,6 ŞRK 1500W (10) ŞRK = Şarj Regülatörü Kapasitesi AS = Akü Sayısı Şekil 4: 2 KVA Sistem Blok Diyagramı (Sistem şebekeden bağımsız) Tablo 2: 2 KVA Şebekeden Bağımsız Sistemin Keşif Özeti Malzeme Adı Miktarı Alan (m 2 ) Tutar Solen M 110 Fotovoltaik modül 110 W 16.5 V 18 Adet 17193 TL Steca XC 2200-48 İnvertör 1600 VA 1 Adet 2605 TL Tristar 12-48 v Şarj regülatörü 1 Adet 16 403 TL Sonnenschein 24 Volt 240Ah Solar Battery - 12 x A602/240 Akü 1 Adet 209 TL Toplam 20410 TL 4

2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı B-Sistem Şebekeye Bağlı S=2 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = 5.2 saat anel gücü 110 W V m = 16.5 v Cos 2000 0,95 1900W (11) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V Kurulu 0,80 0,80 1900 1520W 1520 1600VA 0,95 (12) Sistemde steca XC 2200 48 model 1600 VA ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,05 1520 7527,6wh 7,5kwh (13) (İnverör kaybı %5 tir) Vnom 48 n 2,90 (14) V 16,5 m yani 3 tane modül seri bağlanacak. aralel kol sayısı: 1900 n p 5,76 (15) 3 110 6 tane 6*3 = 18 yani 18 tane modül gerekli. Şekil 5: 2 KVA Sistem Blok Diyagramı (Sistem şebekeye bağlı) Tablo 3: 2 KVA Şebekeye Bağlı Sistemin Keşif Özeti Malzeme Adı Miktarı Alan (m 2 ) Tutar Solen M 110 Fotovoltaik modül 110 W 16.5 V 18 Adet 16 17193 TL Steca XC 2200-48 İnvertör 1600 VA 1 Adet 2605 TL Toplam 19798 TL 5

A.Öztürk, M.Dursun 3.2. 10 KVA Gücünde Bir Sistem A-Sistem Şebekeden Bağımsız S=10 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = saat Sistemde solen Coenergy SC180MA modeli V panel kullanılacaktır anel gücü = 180 W V m = 36 V Cos 10000 0,95 9500W (16) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V kurulu 0,80 0,80 9500 7600W (17) olduğundan 7600 / 0.95 =8000 VA olmalıdır. Sistemde Conergy ISA 30K 30 KVA hybrid ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,10 7600 35927,2wh 40kwh (18) (İnvertör kaybı %10 dur) GEİ AK AS AV AKA AS = Akü Sayısı AKA = Akü Kayıpları AV = Akü Voltajı 4000 1,01 AS 3,6 (19) 48 250 yani 4 tane akü. (Akü kayıpları %10 dur) İnvertör kataloguna göre akü grubu çıkış voltajı 240 V olmalıdır. 240/48= 5 yani 5 tane akü seri bağlanacak, 4 tane paralel kol gerekli toplam 20 akü. V 290 nom n 8,05 (20) V 36 m yani 8 tane modül seri bağlanacak. İnvertör nominal gerilimi = 290 V tur. aralel kol sayısı: n p 9500 13,19 (21) 4 180 yani 13 tane.13*8 = 104 tane modül gerekli. GEİ 40000 ŞRK 7692,3W (22) ŞRK = Şarj Regülatörü Kapasitesi Sistemde Trojan 48Volt 250Ah Model: 8 x T 105 akü 6

2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı Şekil 6: 10 KVA Sistem Blok Diyagramı (Sistem şebekeden bağımsız) Tablo 4: 10 KVA Şebekeden Bağımsız Sistemin Keşif Özeti Malzeme Adı Miktarı Alan Tutar (m 2 ) Coenergy SC 180MA 104 Adet Fotovoltaik modül 180 W 36 V 178211TL Coenergy ISA 30K hybrid İnvertör 30KVA 1 Adet 138 69237 TL Trojan 48Volt 250Ah 20 Adet Flooded Lead Acid Battery Bank, 8 x 6V T-105 Akü 7875 TL Toplam 255323 TL B-Sistem Şebekeye Bağlı S=10 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = saat Sistemde solen Coenergy SC180MA modeli V panel anel gücü = 180 W V m = 36 v Cos 10000 0,95 9500W (23) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V kurulu 0,80 0,80 9500 7600W (24) olduğundan 7600 / 0.95 =8000 VA olmalı. Sistemde Conergy ISA 30K 30 KVA hybrid ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,10 7600 35927,2wh 40kwh (25) (İnverör kaybı %10 dur) V 290 nom n 8,05 (26) V 36 m yani 8 tane modül seri bağlanacak. İnvertör nominal gerilimi = 290 V tur. aralel kol sayısı: 9500 n p 13,19 (27) 4 180 13 tane. 13*8 = 104 tane modül gereklidir. 7

A.Öztürk, M.Dursun Şekil 7: 10 KVA Sistem Blok Diyagramı (Sistem şebekeye bağlı) Tablo 5: 10 KVA Şebekeye Bağlı Sistemin Keşif Özeti Malzeme Adı Miktarı Alan Tutar (m 2 ) Coenergy SC 180MA 104 Adet 178211TL Fotovoltaik modül 180 W 36 V 138 Coenergy ISA 30K hybrid İnvertör 30KVA 1 Adet 69237 TL Toplam 247448 TL 3.3. 20 KVA Gücünde Bir Sistem A-Sistem Şebekeden Bağımsız S=20 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = saat Sistemde solen Coenergy SC180MA modeli V panel anel gücü = 180 W V m = 36 V Cos 20000 0,95 19000W (28) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V kurulu 0,80 0,80 19000 15200W (29) olduğundan 15200 / 0.95 =16000 VA olmalı. Sistemde Conergy ISA 30K 30 KVA hybrid ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,10 15200 71854,54wh 72kwh (30) (İnverör kaybı %10 dur) Sistemde Trojan 48Volt 250Ah Model: 8 x T- 105 akü GEİ AK AS AV AKA AS = Akü Sayısı AKA = Akü Kayıpları AV = Akü Voltajı 72000 1,01 AS 6,06 (31) 48 250 yani 6 tane akü. (Akü kayıpları %10 dur) 8

2, 10 ve 20 KVA lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı İnvertör kataloguna göre akü grubu çıkış voltajı 240 V olmalıdır. 240/48= 5 yani 5 tane akü seri bağlanacak, 6 tane paralel kol gerekli toplam 30 akü. Vnom 290 n 8,05 (32) Vm 36 yani 8 tane modül seri bağlanacak. İnvertör nominal gerilimi = 290 V tur. aralel kol sayısı: 9500 n p 13,19 (33) 4 180 13 tane. 13*8 = 104 tane modül gerekli. GEİ 72000 ŞRK 13846,15W (34) ŞRK = Şarj Regülatörü Kapasitesi Sistemin blok diyagramı 10 KVA şebekeden bağımsız sistemle aynı olmaktadır. Ancak tek fark bu sistemde 30 akü kullanılmaktadır. Tablo 6: 20 KVA Şebekeden Bağımsız Sistemin Keşif Özeti Malzeme Adı Miktarı Alan Tutar (m 2 ) Coenergy SC 180MA Fotovoltaik modül 180 W 36 V 104 Adet 178211TL Coenergy ISA 30K hybrid İnvertör 30KVA 1 Adet 138 69237 TL Trojan 48Volt 250Ah Flooded Lead Acid Battery Bank, 8 x 6V T-105 Akü 30 Adet 11813 TL Toplam 259261 TL B-Sistem Şebekeye Bağlı S=20 KVA Günlük ortalama güneşlenme süresi = saat Sistemde solen Coenergy SC180MA modeli V panel kullanılacaktır anel gücü = 180 W V m = 36 V Cos 20000 0,95 19000W (35) Literatürde genel kural olarak ertör gücünün V kurulu 0,80 0,80 19000 15200W (36) olduğundan 15200 / 0.95 =16000 VA olmalı. Sistemde Conergy ISA 30K 30 KVA hybrid ertör İKA ifadesinden, İKA = İnverter Kapasitesi GEİ 1,10 15200 71854,54wh 72kwh (37) (İnverör kaybı %10 dur) V 290 nom n 8,05 (38) V 36 m yani 8 tane modül seri bağlanacak. İnvertör nominal gerilimi = 290 V tur. aralel kol sayısı: 9500 n p 13,19 (39) 4 180 13 tane. 13*8 = 104 tane modül gerekli. Dolayısıyla sistemin blok diyagramı ve maliyet analizi 10 KVA şebekeye bağlı sisteminki kadar olmaktadır. 9

A.Öztürk, M.Dursun 4. SONUÇLAR Bu çalışmada 2, 10 ve 20 KVA lık bir FS tasarımı yapılmış ve bunlar kendi aralarında kıyaslanmıştır. Ayrıca bu çalışmada böyle bir tesis için nelerin önemli olduğu ve hangi tip malzeme kullanmak gerektiğine değinilmiştir. Bu hususlarla birlikte bu çalışmadaki malzemeler ve bağlantı şekilleri gibi teknik bilgilere ulaşmak mümkün olduğundan pahalı da olsa tercih edilmiştir. Aynı özellikte ve daha uygun fiyatlı başka malzemelerin bu tür bilgilerine ulaşılabilirse onların kullanılması da kurulum maliyetini düşürecek önemli bir noktadır. Yapılan araştırmada da görüldüğü gibi FS in ilk kurul maliyetleri çok fazladır. Ancak sistemin kullanımı sırasında hiçbir ücret ödenmemektedir bu da sistemin belirli bir süre sonra ilk kurulum maliyetini karşılayacağı anlamına gelmektedir. Sistemde günlük enerji ihtiyacı 7,5 kwh ten 72 kwh e çıktığında yani yaklaşık 10 kat arttığında sistemin kurulması için gerekli alan, kullanılacak malzeme ve sistem maliyeti de yaklaşık olarak 10 kat artmıştır. Ancak yapılan araştırmada görüldüğü gibi 10 KVA şebekeden bağımsız ve 20 KVA şebekeye bağlı sistemler arasında çokta fazla bir maliyet artışı olmamaktadır. Ayrıca 10 KVA ve 20 KVA şebekeye bağlı sistem kurulum maliyetleri aynıdır. FS de bu veriler dikkate alındığında düşük güçlü FS kurmanın üreticiye pekte faydasının olmadığı açıktır. KAYNAKLAR [1]http://www.solenenerji.com.tr/index.php?m=3&a=2 (10.03.2008). [2] http://www.gunesenerjisi.uzerine.com, (18/06/2008). [3] Keçel, S., Türkiye nin Değişik Bölgelerinde Evsel Elektrik İhtiyacının Güneş panelleri İle Karşılanmasına Yönelik Model Geliştirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2007). [4] Ewing, R. A., ower with Nature Solar and Wind Energy Demystified 1sted., ixyjack res, Masonville, USA, 157, (2003). [5] Foley, G., Fotovoltaik Enerji: Gelişmekte olan Dünyanın Kırsal Alanlarında Uygulamaları, Editör Kandemir Ahmet, Türkiye Kalkınma Bankası A.Ş., Ankara, 10-42, (2005). [6] Gilbert, M. M., Renewable and Efficient Electric ower Systems. John Wiley & Sons Hoboken, USA, 471-486, (2004). [7] Güven, S.Y., Güneş il Destekli Çevre Aydınlatma ve Sulama Sisteminin Örnek Bir Uygulaması, Mühendis ve Makine, 548:46-48, (2006). [8] Quaschning, V., Understanding Renewable Energy Systems, Toronto, ON, Canada, 117, (2005). [9] http://xsir.net/elektrik-elektroink/44149-gunes pilisistemleri.html, (15/05/2008). Aşağıdaki tabloda bu sistemlerdeki bazı sayısal veriler görülmektedir. Tablo 8: Sistemle ilgili sayısal veriler Sistem Türü 2 KVA şebekeden bağımsız 2 KVA şebekeye bağlı 10 KVA şebekeden bağımsız 10 KVA şebekeye bağlı 20 KVA şebekeden bağımsız 20 KVA şebekeye bağlı Sistem Kurulu Gücü (W) Günlük Enerji İhtiyacı Maliyet 1900 7,5kWh 20410 1900 7,5kWh 19798 9500 40kWh 255323 9500 40kWh 247448 19000 72kWh 259261 19000 72kWh 247448 10