GÜNEŞ PANELİ SİSTEMLERİNİN TASARIMI - emo.org.tr

1 98 elektrik m hendisli i, 439. say , temmuz 2010elektrik m hendisli i, 439. say , temmuz 2010 99 Fosil kaynaklar n h zl bir ekilde t kenmesiyle; yak n gelecekte g ne , r zg r, dalga, biok tle, jeotermal, hidrolik ve hidrojen enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklar n n kullan m b y k bir nem kazanacak-t r. G ne enerjisi kullanarak enerji retilmesi yenilenebilir enerji kayna uygulamalar ndan en pop ler olan -d r. G ne kollekt rleri, fotovoltaik h creler ve g ne bacas uygulama-lar kayna g ne olan enerji retme y ntemlerindendir. Bu al mada, uygulama alan her ge en g n artan fotovoltaik h crelerle elektrik enerjisi G NE PANEL S STEMLER N N TASARIMIT ahsin K ro lu, Ahmet Teke, K.

2 A atay Bay nd r, Mehmet T may ukurova niversitesi Elektrik Elektronik M hendisli i B l m de m mk n olabilmektedir. R zg r, deniz dalgas , okyanusta s cakl k fark ve biok tle enerjileri, g ne enerjisinin de i im ge irmi bi imleridir. G ne enerjisi, do adaki su d ng s n n ger ekle mesinde de rol oynayarak, akarsu g c n olu turmaktad r. Do al enerji kaynaklar n n pek o unun k -keni olan g ne enerjisinden, s tma ve elektrik elde etme gibi ama larla do rudan yararlan lmaktad r [1].G ne enerjisi evre a s ndan temiz bir kaynak zelli i ta d ndan fosil yak tlara alternatif olmaktad r. Yery z -ne her y l d en g ne s n m enerjisi, yery z nde imdiye kadar belirlenmi olan fosil yak t haznelerinin yakla k 160 kat kadard r.

3 Ayr ca yery z nde fosil, n kleer ve hidroelektrik tesis-lerinin bir y lda retece i enerjiden kat kadar daha fazlad r [1]. Ayr ca, g ne enerjisi hem bol, hem s rekli ve yenilenebilir hem de beda-va bir enerji kayna d r. Bunlar n yan s ra geleneksel yak tlar n kullan m n-dan kaynaklanan evresel sorunlar n o unun g ne enerjisi retiminde bulunmay bu enerji t r n temiz ve evre dostu bir enerji yapmaktad r [1]. Yak t sorununun olmamas , i letme kolayl , mekanik y pranma olmama-s , mod ler olmas , ok k sa zamanda devreye al nabilmesi (azami bir y l), uzun y llar sorunsuz olarak al mas ve temiz bir enerji kayna olmas gibi nedenlerle d nya genelinde fotovol-taik elektrik enerjisi kullan m s rekli artmaktad r [1].

4 G ne pilleri, halen ancak elektrik ebekesinin olmad , reten sistemlerin tasar m detayl olarak sunulmu tur. Y k ihtiyac na en uygun donan mlar se ilerek; en verimli ve en ekonomik sistemin kurulabilme-si i in gerekli detaylar ayr nt l olarak anlat lm t Giri D nyan n en nemli enerji kayna g ne tir. G ne in s n m enerjisi, yer ve atmosfer sistemindeki fiziksel olu umlar etkileyen ba l ca enerji kayna d r. D nyadaki madde ve enerji ak lar g ne enerjisi sayesin-98 elektrik m hendisli i, 439. say , temmuz 2010elektrik m hendisli i, 439. say , temmuz 2010 99 yerle im yerlerinden uzak yerlerde, je-nerat re yak t ta man n zor ve pahal oldu u durumlarda ekonomik y nden uygun olarak kullan labilmektedir.

5 Bu nedenle genellikle sinyalizasyon ve k rsal elektrik ihtiyac n n kar lanmas gibi uygulamalarda kullan lmaktad r [2]. lkemizde o unlu u Orman Bakanl n n g zetleme kuleleri, T rk Telekom, deniz fenerleri ve otoyol ayd nlatmas nda, Elektrik leri Et t daresi Genel M d rl , Mu la ni-versitesi, Ege niversitesi gibi kamu kurulu lar nda olmak zere k k g lerin kar lanmas ve ara t rma ama l kullan lan g ne pili kurulu g c 1 MW a ula m t r [3].G ne enerjisi teknolojisinin neminin g n ge tik e artmas bu al man n ger ekle tirilmesinin ana nedeni olup, yap lan literat r ara t rmalar nda lkemizde g ne panel sistemleri ve bile enlerine ait detayl bilginin sunul-mad n n g r lmesi ve bu sistemlerin tasar m ile ilgili herhangi bir al man n bulunmamas al may ger ekle tir-menin di er nemli nedenlerindendir.

6 Bu al mada ebekeden ba ms z bir g ne paneli sisteminde yer almas ge-reken bile enler hakk nda detayl bilgi sunularak ve bu bile enlerin se iminde dikkat edilmesi gereken unsurlar tar-t lm t r. Ayr ca, y k ihtiyac g nl k ortalama 5 kW-saat olan bir ev i in rnek bir tasar m yap larak kurulum maliyeti hesaplanm t Sistem Bile enleriG ne pili mod lleri uygulamaya ba l olarak, ak m lat r, evirici (invert rler), ak arj denetim ayg tlar ve e itli elektronik destek devreleri ile birlikte kullan larak bir g ne pili sistemi (foto-voltaik sistem) olu turur [4]. Bu sistem-lerde yeterli say da g ne pili mod l , enerji kayna olarak kullan l r.

7 G ne- in yetersiz oldu u zamanlarda ya da zellikle gece s resince kullan lmak zere genellikle sistemde ak m lat r bulundurulur. G ne pili mod lleri g n boyunca elektrik enerjisi reterek bunu ak m lat rde depolar ve y ke gerekli olan enerji ak m lat rden al n r. Ak -n n a r arj ve de arj olarak zarar g rmesini engellemek i in kullan lan denetim birimi ( arj reg lat r) ise ak -n n durumuna g re, ya g ne pillerin-den gelen ak m ya da y k n ekti i ak m keser. ebeke uyumlu alternatif ak m elektri inin gerekli oldu u uygu-lamalarda, sisteme bir evirici (invert r) eklenerek ak m lat rdeki DC gerilim, 220 V-50 Hz lik sin s dalgas na d n -t r l r.

8 Benzer ekilde, uygulaman n ekline g re e itli elektronik devreler sisteme entegre edilebilir. Baz sis-temlerde, g ne pillerinin maksimum g noktas nda al mas n sa layan maksimum g noktas izleyici cihaz bulunur [4]. Sistemin temel elemanlar a a daki ekil-1 de g r lmektedir. ebeke ba lant l g ne pili sistem-leri y ksek g te sistemler eklinde olabilece i gibi daha ok g r len uygulamas binalarda k k g l kullan m eklindedir. Bu sistemlerde rne in bir konutun elektrik gereksi-nimi kar lan rken, retilen fazla enerji elektrik ebekesine sat labilir ve yeterli enerjinin retilmedi i durumlarda ise ebekeden enerji al nabilir. B yle bir sistemde enerji depolamas yapmaya gerek yoktur, yaln zca retilen DC elektri in, AC elektri e evrilmesi ve ebeke uyumlu olmas yeterlidir [4].

9 Bir evin g nl k elektrik t ketimi kW-saat cinsinden hesaplanmaktad r. Evlerde kullan lan g nl k ortalama enerji t ketimi de i im g stermektedir. G nl k elektrik t ketimi ayl k elektrik faturas ndaki t ketim miktar ndan yola karak kW-saat cinsinden hesapla-nabilir. Evlerde kullan lan her cihaz n t ketti i g bellidir. rne in, 10 adet 100 W l k lamba seti saatte 1 kW-saatlik bir t ketim yapacakt r. Fotovoltaik pa-nellerin de saatlik retim miktar ayn ekildedir. rne in, 8 adet 130 W l k kapasiteye sahip panel saatte 1040 W-saatlik bir retim yapacakt r. ebeke ba lant l g ne pili sistem-leri y ksek g te sistemler eklinde olabilece i gibi daha ok g r len uygulamas binalarda k k g l kullan m eklindedir.

10 Bu sistemlerde rne in bir konutun elektrik gereksi-nimi kar lan rken, retilen fazla enerji elektrik ebekesine sat labilir ve yeterli enerjinin retilmedi i durumlarda ise ebekeden enerji al nabilir. B yle bir sistemde enerji depolamas yapmaya gerek yoktur, yaln zca retilen DC elektri in, AC elektri e evrilmesi ve ebeke uyumlu olmas yeterlidir [4].Bir evin g nl k elektrik t ketimi kW-saat cinsinden hesaplanmaktad r. Evlerde kullan lan g nl k ortalama enerji t ketimi de i im g stermektedir. G nl k elektrik t ketimi ayl k elektrik faturas ndaki t ketim miktar ndan yola karak kW-saat cinsinden hesapla-nabilir. Evlerde kullan lan her cihaz n t ketti i g bellidir.