Güneş enerjisi santrallerinin tasarımı ve performans analizi

Abstract

Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerin yaygınlaşması ve bu sistemlerden üretilen enerjiye devlet tarafından alım garantisi verilmesiyle birlikte, bu sistemler bir yatırım aracına dönüşmüştür. Bütün yatırımlarda olduğu gibi güneş enerjisi yatırımlarında da bir fizibilite çalışmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bağlamda kurulması planlanan güneş enerji santrallerinde üretilecek enerji miktarının tahmin edilmesi büyük öneme sahiptir. Bu tahminlerin tutarlı olabilmesi için dikkat edilmesi gereken bazı hususlar vardır. Zemine monte güneş enerjisi santral yatırımlarında dikkat edilmesi gereken konuların başında sistemin kurulacağı arazinin seçimi gelmektedir. Bu konu kurulacak santralin performansında temel rol oynayacaktır. Seçilen arazinin bakı durumu, arazinin eğimi, çevresindeki yeryüzü şekillerinin gölgeleme etkisi detaylı olarak irdelenmelidir ve projelendirme aşamasına geçildiğinde göz önünde bulundurulmalıdır.Çatı üzeri güneş enerji santrallerinde durum daha farklıdır. Bu sistemlerde, kurulum yapılması planlanan çatının eğimi ve yönünün projeden projeye farklılık göstermesi ve genelde maksimum performans için gereken değerlerden uzak olması nedeniyle kurulacak santralin üreteceği enerjinin kestirimi zor olmaktadır.Bu tez çalışmasında, kurulması planlanan çatı veya arazi güneş enerji santrallerinin tasarımı ve performans analizi üzerine çalışılmıştır. Fotovoltaik hücrelerin karakteristikleri ve çalışma ilkelerine değinilmiş, Matlab ortamında geliştirilen uygulamalar ile panel açısındaki değişimin panel üzerine gelen ışınım ve sistem üzerindeki etkilerinin yanı sıra arazi seçimi sırasında yapılan hatalar sebebiyle oluşacak güç ve enerji kayıplarının analizi yapılmıştır.

The fact that photovoltaic systems which are connected to grid, become widespread and guarantee of purchase is provided by government to the energy produced from these systems have turned these systems into an investment tool. A feasibility study is needed for solar energy investment as it is needed for all other investments. In this sense, prediction of the amount of energy to be produced in power plant which is planned to be established has vital importance. There are some points to be taken into consideration in order to have consistent predictions. The first important point for the investments in floor-mounted solar energy power plant is the selection of land in which the system is going to be established. This decision will play an important role of the performance of the power plant that is going to be established. Aspect of the selected land, inclination of the land, the shadowing effect of surrounding landforms need a detailed examination and need to be taken into consideration when getting to the phase of project design. The situation in rooftop solar power plant is even more different. In these systems the inclination and direction of the roof on which the system is going to be established change from project to project and is generally far from the required rates for maximum performance. Thus, the prediction of the possible energy production of planned power plant becomes difficult.In this thesis, the design and the performance analysis of the roof and land solar power plant which is planned to be established are studied. The characteristics of photovoltaic cells and their working principle are addressed. Along with the effect of the change in panel`s angle upon radiation on the panel and system, analysis of power and energy loss that will happen because of the errors during land selection are carried out with the applications developed in Matlab environment.