Enerji Sistemleri Mühendisliği
Güneş Enerjisi

FOTOVOLTAİK SİSTEMLERİN VERİMLİLİĞİN ETKİLEN FAKTÖRLER

Pv panalerin (solar pannaler) hava koşularından etkilenir mi? Pv modül sistemlerini kayıpları nelerdir? GES’de performans oranı  nedir? gibi bir çok sorunu cevabını bulabileceğiniz bu makalede pv panellerin verimliliğinin etkileyen faktörleri inceleyeceğiz.

Performans oranı Nedir?

Performans Oranı Güneş Enerjisi Santrali (GES)verimliliğini ölçmek için kullanılan en önemli parametrelerden biridir. Performans Oranı, GES’de üretilen enerji üretiminin teorik olarak mümkün olan en yüksek enerji üretimine oranıyla bulunur.Güneş enerjisi santralleri elektrik üretmek için güneş enerjisini kullanılmaktadır. Her elektrik üretim sisteminde olduğu gibi GES’lerde de bazı kayıplar vardır.

GES’de performans oranı , sistemin kayıpları ne kadar bertaraf edilebildiğinin bir ölçüsüdür.Düşük sistem kayıplarına sahip santraller yüksek performans oranına sahiptir.

Güneş Enerjisi
Güneş Enerjisi

Pv modül sistemlerinde  kayıplar nelerdir ?

Şebekeye bağlantılı bir GES’de üretilebilecek  elektrik enerjisi birçok parametreye bağlıdır.Sistemi oluşturan bileşenlerin karakteristik değerleri , sistemin bulunduğu yer, sistemin etkin dizaynı bunların sadece başlıcalarıdır.

GES santralinde üretilen elektrik enerjisinin en fazla üretilebilecek  güç  noktasından aşağıya çeken tüm olaylara GES’nin kayıpları denmektedir ve bunlar üç ana başlık altında toplana bilir.

  1. Işınım kayıpları
  2. Sistem kayıpları
  3. İnverter kayıpları

Bu üç başlığı daha detaylı inceleyecek olursak bir pv panel sisteminde kayıpları daha iyi anlaya biliriz.

1 – Işınım kayıpları

Modülün eğim açısından kaynaklanan kazanç ve kaybı ortaya koyar. Pv panel yüzeyini maruz kaldığı güneş radyasyonunun miktarı ne kadar çok olursa üreteceği elektrikte o kadar fazla olacakıtır. Modülün ışınımı ile meydana gelen kayıpların en aza indirilmesi mükemmel bir güneş enerjisi sistemi dizaynı için elzem bir konudur.

Önerilen Yazı  Uranyum

Bir sistemin ışınım ile meydana gelebilecek elektrik enerjisi üretimindeki kayıpları ;

  1. Spektrum Kayıpları
  2. Yansıma Kayıpları
  3. Gölgelenme Kayıpları
  4. Tozlanma ve Karlanma Kayıpları

Şeklinde sarılana bilir.

Spektrum Kayıpları; Gökyüzünden gelen ışımaların sapma olması durumun da ki ulaşan kayıpları ifade eder.

Yansıma Kayıpları;Modül yüzeyine düşen solar ışınımın bir kısmı hücreler tarafından emilmeden modül yüzeyinden geri yansırlar. Işınımın geri yansıyan kısmından dolayı oluşan kayıplara yansıma kayıpları denir. Pv modüllerde yansımaya önleyici kaplama kullanılarak yansıma ile kayıp olan enerji en aza indirilmeye çalışmaktadır. Normal bir ışınımda solar modüller gelen ışığın %4’ünü yansıtır.

Gölgelenme Kayıpları;Pv panellerde  gölgelenen kısımlar ile gölgelenmeyen kısımlar arasındaki gerilim farkı gölgelenme kayıplarını oluşturur.

Tozlanma ve Karlanma Kayıpları;PV modüllerin yüzeylerinin kirlenmesinden ya da yüzeyde kar birikmesinden dolayı modüllere ulaşan solar ışınım miktarının azalması nedeniyle gerçekleşen kayıplardır. Yapılan araştırmalar bize gösteriyor ki tozlanma kayıpları nadiren %4’ ün üstüne çıksa dahi az yağış alan bölgelerde %15 oranlarına kadar yükseldiği gözlenmketedir.

2- Sistem kayıpları

Pv sistemin dizayn aşamasından kaynaklanan kayıplardır. GES’nin  dizayn aşamasında oldukça dikkat edilen dizayn parametrelerini beraberinde getirdikleri kayıplardır.

Başlıca sistem kayıpları ;

  1. Düşük Işınım Kayıpları
  2. Sıcaklık Kayıpları
  3. Uyumsuzluk Kayıpları
  4. Kablo Kayıpları
Önerilen Yazı  Türkiye'de ve Dünyada Güneş Enerjisi Potansiyeli

Olarak adlandırılabilir. Bu kayıpları irdeleyecek olursak:

Düşük Işınım Kayıpları;Test koşuları ile uygulama koşullarında ki ışınım değerlerinin farklı olmasından kaynaklanır.

Sıcaklık Kayıpları;PV modül güç çıkışı ile modül sıcaklığı arasında ters orantı vardır. Yani modül sıcaklığı yükseldikçe PV modülden alınan güç azalır.

Uyumsuzluk Kayıpları;PV modüller, inverter girişinde gerekli olan DC gerilim ve akımı tutturabilmek için birbirlerine seri ve paralel şekilde bağlanırlar. Fakat böyle bir yapıdaki toplam DC güç, tek tek panellerin güçlerinin toplamından daha düşüktür.

Kablo Kayıpları;PV sistemde kullanılan DC ve AC kablolardaki omik kayıplardan kaynaklanmaktadır. Kabloların boyutlandırılması, PV sistem tasarımının önemli bir safhasıdır. İletken akım taşıma kapasitesi ve iletken boyunca meydana gelecek gerilim düşümü, iletkenin boyutunun belirlenmesindeki etkenlerdir.

3 – İnverter kayıpları

Bilindiği üzere PV panel sistemlerinde üretilen güç doğru akımdır.Enerjinin şebekeye satıla bilmesi için doğru akımı alternatif akıma çevirmek gereklidir. DC -AC  çeviren sistem elemanlarına inverter(evirici) denir.

İnverterin çalışma terminolajisinden kaynaklanan bazı kayıplar GES tasarımında göz ardı edilmemelidir.Bu kayıpların başlıcaları;

  1. DC/AC Çevrim Verimi Kayıpları
  2. Güç Kısıtlamasından Kaynaklanan Kayıplar

Şeklinde dir.

DC/AC Çevrim Verimi Kayıpları;Bu kayıplar, inverterin stand – by konumundaki enerji tüketimi de göz önünde bulundurularak verim düşümü incelenir.

Güç Kısıtlamasından Kaynaklanan Kayıplar; Pratikdeki hesaplanan nominal modül gücünün, inverterin nominal AC çıkış gücüne oranı ile elde edilir. inverterin üretilen gücün tamamının şebekeye aktarılmasına mani olmasına neden olabilir.

Önerilen Yazı  Güneş Paneli Kurulumu Nasıl Yapılır?

Bir GES’in kalitesini ortaya koyan parametre Performans Oranı’dır (PO). PO ne kadar büyükse GES içinde bulunduğu ortam koşulları kapsamında güneş ışınımını başarılı bir şekilde elektrik enerjisine dönüştürmektedir.

PV panellerini ışınım kazancı maksimum olacak şekilde yerleştirmek, gölgelenmeden mutlak surette kaçınmak ve panel evirici uyumuna dikkat etmek önemlidir. Bunların dışında yüksek verimli PV panel ve evirici kullanmak GES’in performans oranını olumlu yönde etki eder.

Kaynakça
  • GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALLERİNDE KAYIPLAR Eşref DENİZ Akademi Enerji, İzmir
  • Delplanque, E. Case study: impact of photovoltaic modules, www. asunenergy.com
  • Piliougine, J. Carretero, M. Sidrachde-Cardona, D. Montiel, P. SánchezFriera. Comparative analysis of the dust losses in photovoltaic modules with different cover glasses. Proceedings of 23rd European Solar Energy Conference, 2008, pp. 2698-2700.
  • Kymakis, E.; Kalykakis, S. & Papazoglou, T.M. (2009). Performance Analysis of a Grid Connected Photovoltaic Park on the Island of Crete. Energy Conversion and Management, Vol. 50, No. 3, March 2009, pp. 433–438
  • Henze, B. Sahan B. Koirala, Study on MPP Mismatch losses in Photovoltaic Applications, 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 21.-25.09.2009, Hamburg
  • FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİNDE VERİMLİLİĞİ ETKİLEYEN PARAMETRELER Mutlu BOZTEPE Ege Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü, Bornova, İzmir

Yorum Yaz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.