Fotovoltaik programlarının simülasyon sonuçlarının doğruluğunun incelenmesi

Abstract

Günümüzde teknoloji ve sanayideki gelişmeler, dünyada insan nüfusunun giderek artması gibi gelişmeler sonucunda elektrik ve elektronik cihazların kullanımına olan talep giderek artmaktadır. Toplumun ihtiyaçları da bu doğrultuda değişkenlik göstermektedir. İhtiyaç duyulan enerji talebinin büyük bir bölümü petrol, doğal gaz ve kömür gibi fosil ve nükleer yakıtlardan elde edilmektedir Bu yakıtlar yenilenemediği için bir gün tükeneceğinin düşünülmesi, hava kirliliği ve küresel ısınma gibi çevreye verdiği zararlar göz önünde bulundurularak gelecekte insan yaşamı ve çevre dengeleri üzerinde oluşabilecek tehditlerin önüne geçilebilmesi için alternatif yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunup geliştirilmesine yönelik çalışmalar hızla artarak önemli bir hale gelmiştir.Bu çalışmalar ışığında güneş enerjisinin sürekli bulunabilir olması, yakıt maliyetinin olmayışı ve çevreye verdiği zararların yok denecek kadar az olması güneş enerjisini diğer yenilenebilir enerji kaynaklarından daha önemli bir konumda tutmaktadır. Özellikle fotovoltaik (FV) sistemler ile güneş enerjisinden elektrik elde edebilmek için gereken bileşen teknolojilerinin hızla gelişimi, FV sistemlerin bu tür enerji üretimi ihtiyaçlarında tercih edilmesine olanak sağlamaktadır. Gelişen güneş enerjisi teknolojisi ile birlikte günümüzde FV sistemlerin performans tahmin uygulamalarının analizleri için sanal ortamda çeşitli simülasyon programlarının tasarımlarının yapıldığı gözlemlenmiştir.FV sistem tasarımcıları için, sistem kurulumunun yapılacağı coğrafi bölgeye, enerji talebine ve sistem güvenilirliği gibi parametrelere göre en uygun şekilde seçilebilir olması gibi sunduğu detaylı analiz yapabilme özellikleri ile simülasyon programlarının kullanımı oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında, simülasyon ortamında PV*SOL, Helioscope, Polysun ve PVGIS FV simülasyon programları kullanılarak, belirlenen koordinatlarda iklim verilerinin, yük talebinin ve temel sistem bileşenlerinin benzetimi yapılarak ihtiyacın şekillenmesi ve Isparta'da bulunan 1 MW kurulu gücü olan güneş enerjisi santralinin genel karakteristiğinin görselleştirilmesi amaçlanmıştır. Benzetimde kullanılan veriler için, ulusal ve uluslararası kaynaklı gerçek ölçüm değerlerinden ve simülasyon programların veri tabanlarından yararlanılmıştır. Aynı dönem içerisinde güneş enerjisi santralinin gerçek ortam verileri ile simülasyon verileri karşılaştırılıp simülasyon programlarının doğruluğu incelenmiştir.

Today, the demand for the use of electric and electronic devices is steadily increasing as a result of developments such as technology and industrial developments, increasing people population in the world. The needs of society also vary in this direction. Much of the demand for energy is derived from fossil and nuclear fuels such as oil, natural gas and coal. Considering the fact that these fuels can not be renewed one day and considering the damages caused to the environment such as air pollution and global warming, efforts to find and develop alternative renewable energy sources have become increasingly important in order to prevent the threats on human life and environment balances in the future.Solar energy is more important than other renewable energy sources because solar energy is constantly available, fuel costs are low, and the damage to the environment is low. Especially the rapid development of photovoltaic (FV) systems and the component technologies required to generate electricity from solar energy allows FV systems to be preferred for such energy production needs. Along with the development of solar energy technology, it has been observed that various simulation programs are designed in the virtual environment for the analysis of performance estimation applications of FV systems. With FV simulation programs, many types of FV solar energy system can be designed, OnGrid (grid-connected solar energy), offgrid (grid independent solar energy) designs can be made. For FV system designers, the use of simulation programs is crucial with the ability to perform detailed analysis such as the geographical area where the system installation will be performed, the optimal selection according to parameters such as energy demand and system reliability. It is aimed to visualize the general characteristics of the system by preparing 3D models with solar energy FV simulation programs. When all these things are considered together, it seems that simulation programs are widely used in the industrial field. For PV system designers, the use of simulation programs is very important with the ability to perform detailed analysis such as the geographical area where the system installation will be performed, the optimum selection according to parameters such as energy demand and system reliability.In this thesis, it was aimed to simulate the climate data, load demand and basic system components by using PV*SOL, Helioscope, Polysun and PVGIS, PV simulation programs in the simulation environment and visualize the general characteristics of the plant. The data used in the simulations were measured using simulation programs obtained from actual measured values from national and international sources and / or from reliable databases. In addition, the amount of electricity generated by the PV power plant was transferred to the PC environment, and the simulation data of the PV system was compared with the real environment data, and the accuracy of the simulation programs was examined.In the comparison made, it was observed that the Helioscope PV simulation program is the program with the least error rate giving the closest result to the real environment data. It is observed that the error rates of the other programs compared to each other are PVGIS, Polysun , PV * SOL.Therefore, PV simulation programs are thought to be able to provide further infrastructures for future work together with reduced error rates.