Fotovoltaik (PV) güç sistemlerinde performansın modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada şebeke bağlantılı fotovoltaik (PV) güç sistemlerinin tasarımı ve optimum verimlilik çalışmalarının incelenmesi amaçlanmıştır. Analizlerde PVSYST 3.02 paket programı kullanılmıştır. Bu yazılım ile bölgelere ait aylık toplam güneş ışınımı verileri saatlik güneş ışınımı verilerine dönüştürülmüş ve tasarlanan PV güç sistemlerinin performans tahminleri yapılmıştır. PV sistemin yıllık ve aylara göre üreteceği elektrik enerjisi miktarı, çalışma süresi, beklenen örgü sıcaklığı ve güç kayıpları incelenmiştir, bu amaç doğrultusunda E.İ.E.İ. (Elektrik İşleri Etüt idaresi) tarafından Didim'de kurulmuş olan 3,8kWp gücündeki şebekeye bağlı PV güç sistemi bir örnek olarak ele alınıp optimum performans için yapılan simülasyon verileri ile gerçek veriler karşılaştırılmıştır. Hesaplanan değerler ile 3,8kWp gücündeki PV sistemin, sabit eğim açısı için optimum hale getirildiğinde yıllık %1,25 ve sezonluk eğim açısı uygulaması gerçekleştirildiğinde %6,7 oranında daha fazla elektrik enerjisi elde edilebileceği gösterilmiştir. 3,8kWp gücündeki şebeke bağlantılı PV güç sisteminden elde edilen deneyimler kullanılarak Muğla Üniversitesi Merkez Kütüphanesi çatısında 54kWp gücündeki şebeke bağlantılı daha büyük bir PV sistemin tasarımı ve optimum verimlilik çalışmaları yapılmıştır. PVSYST 3.02 paket programı ile tasarlanan PV sistemin ilk yatırını maliyeti ve üretilmesi beklenen enerjinin birim maliyeti hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler ile PV dönüşümler sonucu uygun tasarım ile PV sistemlerin 30 yıllık ömür süreleri için, üretilecek enerjinin kW-saatinin 3,8kWp gücündeki PV sistem için 18cent, 54kwp gücündeki PV sistem için 17cent olabileceği gösterilmiştir.

Purpose of this study was assessment of the design considerations for optimum efficiency for grid-connected photovoltaic (PV) power systems. The software package PVSYST (Version 3.02) was used for this analysis. The performances of PV systems under consideration are estimated by generating synthetic hourly radiation values using the observed average monthly radiation values for that location as input. Monthly and annual energy output, duration of operation, maximum expected array temperature and power losses are investigated to evaluate the performance of PV systems. For this purpose, 3,8kWp grid-connected PV power system which was established at Didim by E.I. E.I. (Electrical Power Resources Survey and Development Administration) was taken as a case study and the simulation results of performance studies are compared with the observed data. The calculations showed that optimising the fixed tilt angle and seasonal tilt angle of the 3,8kWp PV system improves the output by 1,25% and 6,75 respectively. Using the results of 3,8kWp powered grid-connected PV power system, design considerations and optimum efficiency studies are performed for 54kWp large scale grid-connected power system on the roof of Muğla University Main Library. The cost of 54k Wp powered grid-connected PV system project and the unit cost of the generated electricity was calculated by the PVSYST 3.02 software package. Unit cost of PV generated electricity for 3,8kWp and 54kWp PV systems was calculated to be 1 8cents/kWh and 1 7cents/kWh respectively, as the life-time of the PV systems are taken to be about 30 years.