Coğrafi güneş ışınım verilerinin analizi ve şebekeden bağımsız güneş enerji sistemi kurulumu

Abstract

Yenilenebilir enerji sistemlerinin önem kazandığı günümüzde, özellikle güneş enerjisi esaslı fotovoltaik sistemler, fosil yakıtların pahalılaşmasıyla daha fazla önem kazanmaktadır. Güneş ışınımını fotovoltaik enerji olarak değerlendirmede, sistemlerin kurulumu öncesi, ölçüm için bazı yöntemler ve cihazlar geliştirilmiştir. Herhangi bir bölgeye fotovoltaik sistem kurulumu planlandığında, bölge için uydu bazlı meteorolojik verileri değerlendirme ve kurulum yapılan bölgedeki ışınım potansiyelini ölçme kurulum ile istenilen sonuçlara ulaşabilme adına önemli somut veriler sağlayacaktır. Uydulardan elde edilen ışınım verileri, herhangi bir konuma kurulacak sistemde bölgenin ışınım potansiyeli ile ilgili öngörüler yapılmasını kolaylaştırır. Uydular farklı bölgelerde farklı hassasiyetler gösterebilmektedir. Bu nedenle verimi arttırabilmek için farklı uydulardan alınan ışınım verilerinin analiz edilmesi kurulacak güneş enerji sistemlerinin daha olumlu sonuçlar vermesini sağlayabilir. Fotovoltaik güneş enerjisi potansiyeli, ayrıca bu verilere ek olarak piranometre adı verilen bir cihazla gerçekleştirilen ölçümlerle de hesaplanabilir. Bu kapsamda, güneş enerji sistemlerinde kullanılan elemanların birbiri ile uyumlu seçilmesi ve maliyet analizlerinin gerçekçi yapılması gerçekleştirilecek yatırımlardaki olumsuzlukları engelleyebilecektir. Bu çalışmada, uydu bazlı belirlenen coğrafi konumlar ve meteorolojik veriler esas alınarak, farklı veri kaynakları esaslı olarak güneş ışınım verilerinin değerlendirilmeleri gerçekleştirilmiştir. Fotovoltaik santral kurulumu planlanan bölge için PVGIS ve NASA güneşlenme verilerinden yararlanılarak, kurulacak sisteme yönelik değerlendirmeler yapılmıştır. Sistemin tasarımı sonrası, uygulama montajları gerçekleştirilerek, projelendirme öncesi ve sonrası veriler karşılaştırılmıştır. Bu değerlendirmeler yardımıyla, fotovoltaik santral yada enerji birimlerinin kurulumları öncesinde gerçekleştirilen fizibilite çalışmalarının kolaylaştırılması hedeflenmiştir. Çalışma sonunda, literatüre katkı olarak, kurulması planlanan güneş enerjisi elektrik sistemlerinin fiyat ve performans dengesinde olumlu katkılar sağlanarak, verimliliklerinin arttırılması amaçlanmıştır.

Today, where renewable energy systems gain importance, especially solar energy-based photovoltaic systems gain more importance as fossil fuels become more expensive. Before the installation of the systems, some methods and devices have been developed for the evaluation of solar radiation as photovoltaic energy. When a photovoltaic system is planned to be installed in any region, evaluating the satellite-based meteorological data for the region and measuring the radiation potential in the region will provide important concrete data in order to achieve the desired results with the installation. The radiation data obtained from the satellites make it easier to make predictions about the radiation potential of the region in the system to be installed at any location. Satellites may show different sensitivities in different regions. For this reason, analyzing the radiation data received from different satellites in order to increase the efficiency may provide more positive results for the solar energy systems to be established. The photovoltaic solar potential can also be calculated by additional measurements with a device called a pyranometer. In this context, the selection of the elements used in solar energy systems in harmony with each other and the realistic cost analysis will prevent the negativities in the investments to be made. In this study, solar radiation data were evaluated based on different data sources, based on satellite-based geographical locations and meteorological data. With the help of these evaluations, it is aimed to facilitate the feasibility studies carried out before the installation of photovoltaic power plants or energy units. At the end of the study, as a contribution to the literature, it is aimed to increase the efficiency of the solar energy electricity systems planned to be established by making positive contributions to the price and performance balance.