GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (GES) BİLGİLENDİRMESİ 1
HİÇBİR ŞEY İMKANSIZ DEĞİL! Yenilenebilir enerjilerle hem ekonominize, hem de dünyaya büyük katkı sağlamak artık sizin elinizde. Kasım Kutlu olarak şahsım ve firmam, 35 yılı aşkın bir süreden beri güneş enerjisi ile ilgilenmektedir. Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi (photo-voltaic güneş pilleri) ve ayrıca vakumlu ısı transfer tüpleri vasıtasıyla sıcak su elde edilmesi konularında yeterli bilgi birikimine sahiptir. Bu konuda Avrupa'daki sistem ve uygulamalarının; birçok ülkede incelemelerde bulundum. Ancak gerek photo-voltaic hücrelerin ve gerekse uygulamaların İngiltere'de BP Petrol'un yan kuruluşu BP Solar Energie, İtalya'da AGIP Petrol yan kuruluşu ANSOLDO Euro Solar ve Fransa'da Total Solar Energie gibi petrol şirketlerinin yani tröstlerin elinde bulunmaktaydı. Ancak son yıllarda Çin'in acımazsızca kopyaladığı ürünlerle sektör hızlı bir gelişme ve büyüme göstermiştir. Güneş enerjisinden elektrik üretme ile ilgili olarak Amerikan hükümetlerinin desteklemiş olduğu temiz enerji arayışı kapsamı içinde, Amerika'da 1 milyon, Almanya'da 100 bin, Japonya'da 70 bin evin çatısına güneş enerjisi pilleri (photo-voltaic) ile döşemesi hükümetler tarafından teşviklerle desteklemiştir. Bu durum gelişimi hızlandıran unsurlardandır. Sizlerin de bildiği üzere bugün artık photo-voltaic piller ile yüksek güçlere varan Megavat güçlerinde temiz enerji elde edilmektedir.bu nedenle ülkemizde de temiz enerji anlayışı ve uygulamalarının yaygınlaştırılma zamanı gelmiştir. Son zamanlarda ülkemizde yenilenebilir enerji ile ilgili bir çok kanun ve yönetmelik yürürlüğe girmiştir.lisans alınmadan enerji üretme yolu açılarak kolaylık sağlanmıştır. Yenilenebilir enerji ile ilgili olarak güneş, rüzgar, hidrolik, biogas konularında firmamız yeniden yapılanarak aktif faaliyet göstermek arzusundayım.bu amaçla İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü kampüsündeki İZTEKGEB'te yer alan ofisimde Ar-Ge projeleri ile çalışmalara başlamış bulunmaktayım. Ayrıca Dokuz Eylül Üniversitesi Kosgeb Teknoloji Merkezinde yer alan ofis ve laboratuvarımda Ar-Ge Projeleri ile çalışmalara başlamış bulunmaktayım. Lisansız Güneş ve Rüzgar üretim amaçlı ilk defa bir ilki gerçekleştirerek 142 Adet Organize Sanayi Bölgesi arasından, İzmir Atatürk Organize Sanayi Bölgesi'nde planlanan GES Projemize Tedaş tarafından 10.04.2013 tarih ve 35001 numaralı proje ile onaylanmış ve güneş enerji sistemini faaliyete geçirilmiştir. 2
3
2015 Ocak ayı sonu itibariyle kurulu güç değerlerinin kaynaklara göre dağılımı aşağıdaki grafikte verilmiştir. Kaynaklara Göre Kurulu Güç Dağılımı, % RÜZGAR 5% GÜNEŞ (LİSANSIZ) 0% FUEL-OİL + ASFALTİT + NAFTA + MOTORİN 1% HİDROLİK AKARSU 10% TAŞ KÖMÜRÜ + LİNYİT 12% İTHAL KÖMÜR 9% HİDROLİK BARAJLI 24% ÇOK YAKITLILAR SIVI+D.GAZ 6% JEOTERMAL 1% ÇOK YAKITLILAR KATI+SIVI 1% DOĞALGAZ + LNG 31% YENİLEN.+ATIK+ATIKISI+ PİROLİTİK YAĞ 0% 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 2015 Ocak ayı sonu itibariyle kaynaklara göre kurulu güç değerlerinin toplam içerisindeki katkıları ve santral sayıları aşağıdaki grafikte verilmiştir. 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 KATKI % SANTRAL SAYISI-ADET 4
Türkiyenin Güneş Enerjisi Potansiyel Haritası 5
TÜRKİYE Global Radyasyon Değerleri (KWh/m2-gün) TÜRKİYE Güneşlenme Süreleri (Saat) TÜRKİYE PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji (KWh-Yıl) 6
Türkiye nin ve Güneydoğu Anadolu Bölgesinin Güneş Potansiyeli Türkiye, Dünya üzerinde 36 42 kuzey enlemleri ve 26 45 doğu boylamları arasında bulunmaktadır.türkiye nin yıllık ortalama güneş ışınımı 1311 kwh/m2yıl, yıllık ortalama güneşlenme süresi ise 2640 saattir. Bu rakam günlük 3,6 kwh/m2 güce, günde yaklaşık 7,2 saat, toplamda ise yılda 110 günlük bir güneşlenme süresine denk gelmektedir. Tablo 2 den de görülebileceği üzere Türkiye nin güneşlenme süresi açısından en zengin bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesidir. Bölgeler Güneş Enerjisi (kwh/m 2 yıl) Güneşlenme Süresi (saat/yıl) Karedeniz Bölgesi Marmara Bölgesi Ege Bölgesi İç Anadolu Bölgesi Doğu Anadolu Bölgesi Akdeniz Bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesi 1.120 1.971 1.168 2.409 1.304 2.738 1.314 2.628 1.365 2.664 1.390 2.956 1.460 2.993 7
GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİ 1 Bugüne kadar Türkiye de bilinen tek Güneş Enerjisi Sistemi olan Su Isıtma Sistemleri (Termal Sistemler) (Güneş Kolektörleri) 2 Hava Isıtma Sistemleri (Örnek: Gramer Solar) 3 Parabolik aynalarla buhar elde edilmesi ve buhar türbinleri ile elektrik üretilmesi 4 Fotovoltaik Hücreler ile elektrik üretimi (PV Sistemler) (Photovoltaic Sistemler) 8
GÜNEŞ ENERJİSİ NEDİR? Güneşin yaydığı ve dünya'mıza da ulaşan enerji, Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneş enerjisi teknolojileri ise dünyamıza ulaşan bu enerjinin insanların faydalanabileceği hale getirilmesini sağlar. YENİLENEBİLİR ENERJİ NEDİR? Yenilenebilir enerji (kaynakları), sürekli devam eden doğal süreçlerdeki var olan enerji akışından elde edilen enerjidir. Bu kaynaklar güneş ışığı, rüzgâr, akan su (hidrolik enerji), biyolojik süreçler ve jeotermal olarak sıralanabilir. 9
Bugüne kadar Türkiye de Bilinen Tek Güneş Enerjisi Sistemi olan SU ISITMA SİSTEMLERİ 10
HAVA ISITMA SİSTEMLERİ 11
12
PARABOLİK AYNALAR 13
Photo-Voltaic Güneş Enerjisi Tarihçesi 1959 Hoffman Elektronik, %14 verimlilikte fotovoltaik hücre üretti. Daryl Chapin, Calvin Fuller ve Gerald Pearson hücre verimli liği %4 olan silikon fotovoltaik (PV) hücreleri geliştirdi. 1960 1970 ler Dr. Elliot Berman, Exxon Corporation yardımıyla watt ı 100$ maaliyetli fotovoltaik hücrelerin maaliyetini watt ı 20$ a indirdi. Bu sayede de ikaz ışıkları, gazve petrol kulelerinde, fenerlerde, demiryolu geçitlerinde vs. kullanılmaya başlandı. 1975 İlk büyük çaplı fotovoltaik güneş enerjisi santrali, 1 MW kur ulu gücünde, California da kuruldu. 1999 Lisanssız elektrik Üretim Yönetmeliği kapsamında 200 kilovat 2012 (kw) gücünde IBC SOLAR Türkiye tarafından şebeke bağlantılı ilkgüneş Enerjisi Santrali kuruldu. Türkiye de ilk pasif güneş enerjisi uygulaması Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) bünyesinde 1975 yılında tesis edilmiştir. 1982 Dünya çapında fotovoltaik enerji üretimi 1000 MW ı aştı. 2012 14
FOTOVOLTAİK NE DEMEKTİR? Fotovoltaik, güneş pilleri ya da dizinleri sayesinde ışık kaynağından, çoğu zaman güneşten, elektrik elde etme yöntemidir. Photovoltaic kelimesinden gelmektedir. Bu kelimenin de PV olarak kısaltılarak kullanıldığı görülür. Fotovoltaik Hücre (Güneş Hücresi) (Solar Hücre) Bu hücreler Silisyum adı verilen ve toprakta serbest halde bolca bulunan yarı iletken bir maddeden üretilirler. İngot Wafer Solar Hücre 15
KUVARS Kuvars kumu ve çakılları monokristal ve polikristal solar hücrelerin yapımında kullanılan temel hammaddedir. SİLİSYUM Silisyum maddesi kuvars kumunun kimyasal olarak saflaştırılması ve akabinde eritilmesi ile elde edilir. Hammadde ne kadar saf olursa, elde edilecek son ürün O adar iyi olur. İNGOT Bu aşamada kristalin yapısı belirlenir ve elde edilen materyal külçe şeklini alır. WAFER Külçe ingotların çok ince şekilde kesilmesiyle elde edilen kristal silisyum disklerdir. 16
Solar Hücre Solar hücreler waferlerden elde edilirler. Bu hücreler ışınım enerjisini elektriğe çevirirler. PV-Modül Modül üretim aşamasında solar hücreler birbirine seri bağlanarak çevre şartlarından etkilenmeyecek şekilde çerçevelenir ve montaja hazır aşamaya gelir.. Güneş Enerji Santrali (GES) Güneş enerji santralleri modüllerin birbirine seri veya paralel bağlanmasıyla oluşturulur. Üretilen doğru akım invertör adı verilen cihazların yardımıyla elektrik şebekesine uygun olacak şekilde alternatif akıma çevrilir. Bu sayede fotovoltaik sistem şebekeye elektrik verebilir. 17
FOTOVOLTAİK PANEL NASIL ÜRETİLİR? Fotovoltaik Hücreler birbirlerine seri olarak bağlanarak Laminasyon adı verilen işlemden geçirilerek dış ortam şartlarına dayanıklı ve montaja müsait kabın içinde sabitlenir. Ortaya çıkan bu ürüne Güneş Paneli denir. 18
19
MONOKRİSTAL, POLİKRİSTAL VE İNCEFİLM PANELLER ARASINDAKİ FARKLAR NELERDİR? Monokristal ve Polikristal arasında çok büyük bir fark yoktur. Kapladıkları alan, üretim verimi, piyasada bulunabilirlik açısından oldukça benzerdir. Monokristal tipi paneller önemli bir derecede olmasada daha az yer kaplar. İnce film ise oldukça farklı bir panel tipidir. Örneğin; Monokristallerin verimi %15 iken ince film panellerde verim %9 dur. Bu nedenle 1 kwpkurulu güç isteniliyorsa Monokristal için yaklaşık 8 metrekare alana ihtiyaç vardır ince film kullanılırsa yaklaşık 13 metrekareye ihtiyaç vardır. Bu bilgilerin dışında ince film paneller sıcağa daha dayanıklıdır ve panellerin üzerine herhangi bir gölge düştüğünde gölge dışındaki alan elektrik üretmeye devam eder. Diğer panellerde % 30 u gölgede olan panel elektrik üretmez. Fiyat/Watt olarak monokristal ve polikristal tipi panellerden biraz daha yüksektir. Alan sıkıntısı yok ise Türkiye için uygun bir panel tipidir. 20
21
GRİD FOTOVOLTAİK SİSTEM OLT İNVERTÖRSÜZ) OFF GRİD FOTOVOLTAİK SU POMPASI SİSTEMİ (24 VOLT) 22
OFF-GRİD FOTOVOLTAİK SİSTEM (ŞEBEKEDEN BAĞIMSIZ) 23
AYDINLATMA KONTEYNERİ HİBRİD ENERJİ KONTEYNERİ 24
RÜZGAR GÜNEŞ HİBRİD ENERJİ SİSTEMİ ŞEMASI (ŞEBEKEDEN BAĞIMSIZ) 25
GÜNEŞ TAKİP SİSTEMİ (TRACKER) 26
ON GRİD FOTOVOLTAİK SİSTEM (ŞEBEKEYE BAĞLI) 27
GÜNEŞ ENERJİSİ ÜRETİM SANTRALİ A LİSANSLI B LİSANSSIZ T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığından ; 1-8 Ocak 2011 tarih ve 27809 sayılı Resmi Gazete de yayınlanarak yürürlüğe giren 6094 sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İliẟkin Kanunda Değiẟiklik Yapılmasına Dair Kanun un 4 üncü Maddesi gereği, 31/12/2013 tarihine kadar güneẟ enerjisine dayalı üretim tesislerinin bağlanabileceği trafo merkezleri ve bağlantı kapasiteleri ek tedir. 2- Güneẟ enerjisine dayalı elektrik üretim tesisi kurmak için yapılacak lisans baẟvuruları kapsamında belirlenecek olan santral sahası alanı, aẟağıda verilmiẟ olan ve siyah renk koduyla gösterilen alan içerisinde kalacaktır. 28
Başvuru: 45 MW 29
30
2 Ekim 2013 ÇARŞAMBA Resmî Gazete Sayı : 28783 Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan: YÖNETMELİK ELEKTRİK PİYASASINDA LİSANSSIZ ELEKTRİK ÜRETİMİNE İLİŞKİN YÖNETMELİK BİRİNCİ BÖLÜM Genel Hükümler Amaç MADDE 1 (1) Bu Yönetmeliğin amacı elektrik piyasasında; 14/3/2013 tarihli ve 6446 sayılı Elektrik PiyasasıKanununun 14 üncü maddesi kapsamında, tüketicilerin elektrik ihtiyaçlarının tüketim noktasına en yakın üretim tesislerinden karşılanması, arz güvenliğinin sağlanmasında küçük ölçekli üretim tesislerinin ülke ekonomisine kazandırılması ve etkin kullanımının sağlanması, elektrik şebekesinde meydana gelen kayıp miktarlarının düşürülmesi amacıyla lisans alma ile şirket kurma yükümlülüğü olmaksızın, elektrik enerjisi üretebilecek gerçek veya tüzel kişilere uygulanacak usul ve esasların belirlenmesidir. 31
GÜNEŞ PANELLERİNİN ÇATILARDA UYGULANMA ŞEKLİ 32
TÜRKİYE DE YENİ BAŞLAYAN GÜNEŞ ÇİFTLİKLERİ 6,2 MWp ANKARA / POLATLI 33
Tracker Sistem (Polatlı/ANKARA) 34
GÜNEŞ PANELLERİNİN OTO PARKLARDA UYGULANMA ŞEKLİ 35
ÖRNEEK BİR TAVUK ÇİFTLİĞİ GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMASI (ALMANYA) 36
ÖRNEK BİR İNEK ÇİFTLİĞİ GÜNEŞ ENERJİSİ UYGULAMASI (ALMANYA) 37
DÜNYAYI SADECE GÜNEŞ ENERJİSİ İLE DOLAŞABİLEN GEMİLER 38
DÜNYAYI SADECE GÜNEŞ ENERJİSİ İLE DOLAŞABİLEN UÇAKLAR 39
ÖRNEK ALAN HESABI GES UYGULAMASININ KAPLADIĞI YAKLAŞIK ALAN; ZEMİN UYGULAMASINDA 1 KW / 10M² PANEL DİZİLERİ ARASINDA OLUŞACAK GÖLGELİ ALANLAR İÇİN BOŞ ALANLAR BIRAKILMAKTADIR. 2 MW = 2000 KW 2000 * 10M² = 20. 000 M² 20.000 M² = 20 DÖNÜM 40
ÖRNEK ALAN HESABI ES UYGULAMASININ KAPLADIĞI YAKLAŞIK ALAN; 1. CEPHE UYGULAMASINDA 1 KW / 6 M² PANELLER ARALARINDA BOŞLUK KALMAYACAK ŞEKİLDE KURULMAKTADIR. 3 KW GES 3 * 6 M² = 18 M² 41
YILLIK ENERJİ ÜRETİMİ HESABI 1 KW GES UYGULAMASI; (EGE BÖLGESİ ŞARTLARI İÇİN) GÜNLÜK ORTALAMA (Yaklaşık) = 4.5 kwh YILLIK ORTALAMA (Yaklaşık) = 4.5 kwh * 365 GÜN = 1650 kwh 3 KW GES YILLIK ÜRETİMİ 3 * 1650 kwh = 4950 kwh kwh Ücreti = 0,35 TL alırsak; 4950 kwh * 0,35 TL = 1732 TL YILLIK ÜRETİM = 1732 TL OLUR 42
YILLIK ENERJİ ÜRETİMİ HESABI 3 KW GES YILLIK ÜRETİMİ = 4950 kwh 43
TEŞEKKÜRLER 44