Fotovoltaik (FV) modüller, üzerine düşen güneş ışınlarından elektrik üretimini sağlayan ve yüzeyinde birden çok FV hücre bulunan yapılardır. FV hücreler, sadece direkt gelen ışınları değil, yüzeye ...gelen tüm ışığın belirli dalgaboyu aralığını enerji üretimi için kullanabilirler. FV modüller, yapıları gereği sıcaklıkları, ortam sıcaklığına kıyasla daha fazla olmakta ve bu durum FV hücrelerin elektriksel verim ve güç üretim düşümüne neden olmaktadır. Bu sebeple, FV modüllerde depolanan ısı enerjisinin dışarıya transferi konusunda akademik çalışmalar son yıllarda ivme kazanmıştır. Örneğin, FV modüllerden ısı enerjisi elde edilerek sıfır enerji tüketim hedefi altında konutların ısıtma yükü karşılanmakta ve ilerleyen çalışmalar ile birlikte sistem/enerji verimi arttırılmaktadır. Bu çalışma, FV modüllerin ısı iletim performansının geliştirilmesine yönelik polimer esaslı takviye malzemelerin kullanımı ile oluşturulan kompozit yapılar incelenerek, FV modülde depolanan ısı enerjisinin azaltılmasını hedef almıştır. Bu amaçla, takviye malzemeler araştırılmış ve karbon, cam elyaf, aramid (kevlar) takviye malzemelerinin iki farklı parametre altında araştırılması uygun görülmüştür. Bu iki parametre, herbir takviye malzemenin farklı tabaka kalınlıklarındaki ve birbirleri ile oluşturduğu hibrit yapıdaki sahip oldukları ısı iletim performansını araştırmaktadır. Araştırma sonucunda karbon elyaf takviye malzemesi ile oluşturulan yapının 6,51 W/mm2 ısı akısı ile birlikte optimum yapı olduğu elde edilmiştir. Isı iletim performansında karbon elyafı cam elyaf (0,013 W/mm2) ve aramid (4.10-4 W/mm2) takip etmiştir. Bu araştırma polimer kompozit malzemeler ile lamine edilmiş FV modül ve konvansiyonel tip FV modül arasındaki ısı akısı farkını 0,0242 W/mm2 olarak elde ederek FV modüllerden elde edilebilen ısı enerjisinin arttırımına katkıda bulunmuştur.
Photovoltaic (PV) modules are structures that produce electricity from the sun's rays falling on them and have more than one PV cell on their surface. PV cells can use not only direct rays, but also a certain wavelength range of all light coming to the surface for energy production. Due to their nature, PV modules have a higher temperature compared to the ambient temperature, which causes a decrease in the electrical efficiency and power generation of the PV cells. For this reason, academic studies on the transfer of heat energy stored in PV modules to outside have gained momentum in recent years. For example, by obtaining heat energy from PV modules, the heating load of the houses is met under the target of zero energy consumption, and the system/energy efficiency is increased with further work. This study aimed to reduce the heat energy stored in the PV module by examining the composite structures formed using polymer-based reinforcement materials to improve the heat conduction performance of PV modules. For this purpose, reinforcement materials were investigated, and it was found appropriate to investigate carbon, glass fiber, aramid (Kevlar) reinforcement materials under two different parameters. These two parameters investigate the heat conduction performance of each reinforcement material in different layer thicknesses and in the hybrid structure formed with each other. As a result of the research, it has been obtained that the structure formed with carbon fiber reinforcement material is the optimum structure with a heat flux of 6.51 W/mm2. In heat conduction performance, carbon fiber was followed by glass fiber (0.013 W/mm2) and aramid (4.10-4 W/mm2). This research contributed to the increase of the heat energy that can be obtained from PV modules by obtaining the heat flux difference between the PV module and the conventional type of PV module laminated with polymer composite materials as 0.0242 W/mm2.
Dünya’da artan nüfus, teknolojinin hızla gelişimi ve modern yaşam şeklinin toplumu daha fazla tüketime yönlendirmesi enerjiye olan talebi artırmaktadır. Talep edilen enerjinin yaygın olarak ...konvansiyonel kaynaklardan karşılanması küresel ısınma başta olmak üzere birçok çevresel ve ekonomik problem oluşturmaktadır. Dahası enerji tüketim araçlarının verimliliklerinin düşük olması ve daha çok konvansiyonel kaynaklara bağımlılığı bu durumu daha da kötüleştirmektedir. Dolayısı ile özellikle fosil kaynaklı enerji tüketiminin yaklaşık %20’sine sahip içten yanmalı araçların elektrikli hale getirilmesi ve bunların enerji taleplerinin yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) ile karşılanması çok önemlidir. Bu çalışmada elektrikli araç (EA) şarj istasyonlarının solar fotovoltaik panel (FV) ve enerji depolama sistemleri (EDS) ile entegrasyon potansiyeli araştırılmış ve teknik, ekonomik ve çevresel etkileri optimize edilmiştir. Ek olarak önerilen modelin farklı iklimsel özelliklere sahip coğrafi bölgelerdeki etkileri yapılan hassasiyet analizleri ile tespit edilmiştir. Sonuçlar birim enerji maliyetlerinin iklimsel farklılıklara bağlı olarak %21’e kadar artış gösterdiğini ve en iyi sonucun 0,046 $/kWh ile İzmir ilinde elde edildiğini göstermiştir. Kullanılamayan yenilenebilir enerji oranını azaltmak ve temiz enerji tüketimini artırmak amacıyla kullanılan EDS’ler, solar radyasyon potansiyeli düşük olan şehirlerde amortisman sürecinin proje ömrüne yaklaşmasına sebep olmuştur. Diğer taraftan FV’li hibrit modellerde amortisman süreci 7,88 yıla kadar düşmüştür. Sonuçlar FV-EDS entegreli EA şarj istasyonlarının bulundukları bölge iklim özelliklerine bağlı olarak farklı teknik, ekonomik ve çevresel etkilere sahip olabileceğini göstermiştir. Bu durumlar dikkate alınarak altyapı ve yatırımcı teşvik mekanizmalarının geliştirilmesi gerekmektedir.
Gelişmişlik düzeyine paralel olarak artan enerji ihtiyacının karşılanması noktasında fosil yakıtlara alternatif olan yenilenebilir enerji kaynakları arasında sahip olduğu avantajlarla geniş kullanım ...alanı bulan güneş enerjisi, geleceğin enerji sektörünün önemli bir kaynağı olma yolunda ilerlemektedir. Bu çalışmada, güneş panelleri ve bu panelleri etkileyen faktörlerden bahsedilmiş, güneşlenme süreleri farklı olan Bursa ve Karaman’da güneş panelleri kullanılarak üretilecek elektrik miktarları Fotovoltaik Coğrafi Bilgi Sistemi (PVGIS) programı ile belirlenmiştir. İlave olarak, dört kişilik bir ailenin yaşadığı konutun ortalama elektrik faturası dikkate alınarak, kurulacak güneş paneli sisteminin amortisman süresi hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda, yıllık elektrik üretim kapasitesi Bursa için 6187,5 kWh, Karaman için 7575,7 kWh olarak hesaplanmış ve güneş paneli sistemlerinin her iki ilde de kurulması uygun bulunmuştur.
Bu çalışmada, fotovoltaik panellerin performans parametrelerine (kısa-devre akımı, açık-devre gerilimi ve maksimum çıkış gücü) ait sıcaklık katsayılarını elde etmek için yeni bir yöntem ortaya ...konmuştur. Eğri uydurma tekniğine dayanan bu yeni yöntem, ölçülen ve hesaplanan performans parametreleri arasındaki en küçük hata değerlerini sağlayan sıcaklık katsayılarını elde etmektedir. Yeni yöntem silikon tabanlı bir fotovoltaik panel için test edilmiştir. Bu panelin; yeni yöntemden elde edilen sıcaklık katsayıları ve kataloğunda sunulan sıcaklık katsayıları dış ölçülen performans parametreleri kullanılarak ortalama karekök hata yaklaşımı ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, yeni yöntemden elde edilen sıcaklık katsayılarının, katalog sıcaklık katsayılarından daha iyi bir doğrulukla performans parametrelerinin sıcaklık bağımlılığını ifade ettiği ortaya konmuştur. Mevcut yöntemlerden farklı olarak, yeni yöntem sıcaklık katsayılarını elde etmek için sabit parametrelere, belirli kısıtlamalara veya ilave bir deneysel düzeneğe ihtiyaç duymamaktadır.
Artan küresel enerji talebi ve değişken maliyetler, insanoğlunu sürdürülebilir ve düşük maliyetli enerji çözümlerine yönlendirmektedir. Yenilenebilir kaynaklar ve buna benzer enerji üreten ...teknolojiler, ekonomik ve çevre dostu seçenekler olarak öne çıkmaktadır. Son yıllarda enerji üretim maliyetlerindeki ciddi azalma ile güneş enerjisi ön plana çıkmıştır ve milli ekonomiler içerisindeki üretim payı artmıştır. Güneş enerjisinden elektrik üreten teknolojiler sadece düşük maliyetli olmalarından dolayı değil, aynı zamanda iklim değişikliği ile mücadeleye ve sürdürülebilir kalkınma hedeflerine katkılarından dolayı da tercih edilmektedir. Bu çerçevede; bu çalışmanın amacı, İstanbul’da bulunan bir yerleşkenin elektrik talebini karşılayacak, güneş enerjisini kaynak olarak kullanan fotovoltaik (FV) modüllerden oluşan bir sistemin tekno-ekonomik ve çevresel yönlerini incelemektir. Milli Savunma Üniversitesi Deniz Harp Okulu’nun toplam güneş potansiyeli; yerleşkedeki FV modüllerin çatıdaki kullanılabilir alanına, çatının kullanılabilir birim alanına, verime, inventör verimine ve FV dizini üzerindeki sıcaklık etkisine bağlı olarak hesaplanmıştır. Önerilen çatı tip FV sisteminin potansiyeli, modifiye edilmiş bir hesaplama yöntemi ile belirlenmiş ve daha sonra önerilen FV sisteminin fizibilitesi RETScreen simülasyon aracı tarafından geliştirilmiştir. Sonuç olarak, önerilen sistemin dört sene geri ödeme süresi sonunda pozitif nakit akışına ulaştığı ve öngörülen 25 yıllık proje ömrünün devamında da kâr durumunu devam ettirdiği, toplam sera gazı salımında %93 oranında azaltım sağlayarak 721.1 ton ham petrol kullanımından tasarruf sağlayacağı hesaplanmış ve Deniz Harp Okulu yerleşkesi için maliyet-etkin ve çevre dostu bir uygulama olduğu değerlendirilmiştir.
Güneş enerjisi bakımından zengin olan ülkemizde Güneş Enerjisi Santralleri (GES) ile ilgili önemli yatırımların yapıldığı bilinmektedir. Ancak bu yatırımların fizibilitelerinin çok doğru yapıldığını ...söylemek oldukça zordur. GES santrallerinin projelendirilmesi, kurulması ve işletilmesi aşamalarında birçok yanlışların yapıldığı ve bunun sonucu santrallerin verimsiz çalıştığı görülmektedir. Bu santrallerin projelendirilmesinde dikkat edilmesi gereken önemli noktalar olduğu gibi, kurulum ve işletmesinde de dikkat edilmesi gereken hususlar bulunmaktadır. Projelendirme esnasında yer seçimi, panel doğrultusu, panel açısı ve gölgeleme önemli parametreler arasındadır. GES santrallerinde panel sıcaklığının, rüzgarın ve kirliliğin panel verimini önemli ölçüde etkilediği bilinmektedir. Bu çalışmada; GES santrallerinin panel açısı, panel yönü, gölgeleme, sıcaklık, nem, rüzgar, kirlilik gibi parametrelerin panel verimine etkileri literatürde verilen çalışmalarla ortaya konulup, konunun tartışması yapılmıştır. Ayrıca, güneş takip sistemlerinin fotovoltaik sistemlerin verimleri üzerine etkileri tartışılmıştır. GES santrallerinin projelendirilmesi, kurulumu ve işletilmesi ile ilgili öneriler sunulmuştur.
Güneş enerjisinden elektrik üretimi ve farklı alanlarda kullanımı, dünyada olduğu gibi Türkiye’de de yaygınlaşmaktadır. Elektrik, yat limanları da dahil olmak üzere ticari işletmeler için önemli bir ...ihtiyaç ve maliyet bileşenidir. Bu çalışmanın amacı; ticari amaçlı bir yat limanının (marina) elektrik ihtiyacının güneş enerjisi ile tedarik edilebilirliğinin incelenmesidir. Bu amaçla, Fethiye (Muğla) bölgesinde bulunan orta ölçekli ticari bir yat limanı seçilmiş ve yıllık elektrik ihtiyacı belirlenmiştir. Fotovoltaik Coğrafi Bilgi Sistemi (PVGIS) kullanılarak yapılan bir simülasyon ile yat limanının bulunduğu konumdaki uygun PV sistem gücü tespit edilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda; söz konusu yat limanına 31,7°’lik eğim açısı ile 1500 kW kurulu güce sahip PV sistemi kurulması halinde yılda 2.462.118 kWh elektrik üretilerek yıllık elektrik talebinin karşılanmasının mümkün olduğu tespit edilmiştir. Yat limanlarında PV sisteminden hem turizm sezonun da hem de diğer aylarda faydalanılabileceği değerlendirilmektedir.
Bu çalışmada, Gökçeada/Türkiye'de yerleşik ve şebekeden bağımsız 2 kW anma gücündeki bir fotovoltaik (FV) güç sisteminin benzetim ve uygulamalı başarım analizi yapılmaktadır. Sistemin başarımı, hem ...benzetim hem de gerçek zamanlı ölçüm değerleri kullanılarak incelenmiştir. Benzetim çalışmasından hesaplanan % 5 sistem verimi ve % 41 gerçekleme oranı parametreleri, gerçek çalışma koşullarında izleme dönemi ortalaması olarak sırasıyla % 4 ve % 32,4 olarak gerçekleşmiştir. Bu çalışmada, uluslararası değerlendirme parametreleri dikkate alınmıştır. Benzetim ve gerçek zamanlı başarım değerleri arasındaki farkın temel gerekçesi kısmi gölge etkileri ve belli dönemlerde düşük yük talebinin üstünde üretilen enerjinin sınırlanması olarak gözlenmiştir.
This study simulates and analyzes the practical performance of a 2 kW stand-alone PV power system located in Gökçeada/Turkey. System performance was calculated both by simulation and real life ...measurements. Although the total system efficiency and the performance ratio is simulated 5 % and 41 %, these values are calculated averagely during the real-life monitoring period as 4 % and % 32.4 respectively. The results were reported using the international evaluation parameters. The main reasons of the difference between the simulated and practical calculated values are the partial shadow effects and the limited energy generation due to the low load demand.
Bu çalışmada, Gökçeada/Türkiye'de yerleşik ve şebekeden bağımsız 2 kW anma gücündeki bir fotovoltaik (FV) güç sisteminin benzetim ve uygulamalı başarım analizi yapılmaktadır. Sistemin başarımı, hem benzetim hem de gerçek zamanlı ölçüm değerleri kullanılarak incelenmiştir. Benzetim çalışmasından hesaplanan % 5 sistem verimi ve % 41 gerçekleme oranı parametreleri, gerçek çalışma koşullarında izleme dönemi ortalaması olarak sırasıyla % 4 ve % 32,4 olarak gerçekleşmiştir. Bu çalışmada, uluslararası değerlendirme parametreleri dikkate alınmıştır. Benzetim ve gerçek zamanlı başarım değerleri arasındaki farkın temel gerekçesi kısmi gölge etkileri ve belli dönemlerde düşük yük talebinin üstünde üretilen enerjinin sınırlanması olarak gözlenmiştir.
Artan küresel enerji talebi ve değişken maliyetler, insanoğlunu sürdürülebilir ve düşük maliyetli enerji çözümlerine yönlendirmektedir. Yenilenebilir kaynaklar ve buna benzer enerji üreten ...teknolojiler, ekonomik ve çevre dostu seçenekler olarak öne çıkmaktadır. Son yıllarda enerji üretim maliyetlerindeki ciddi azalma ile güneş enerjisi ön plana çıkmıştır ve milli ekonomiler içerisindeki üretim payı artmıştır. Güneş enerjisinden elektrik üreten teknolojiler sadece düşük maliyetli olmalarından dolayı değil, aynı zamanda iklim değişikliği ile mücadeleye ve sürdürülebilir kalkınma hedeflerine katkılarından dolayı da tercih edilmektedir. Bu çerçevede; bu çalışmanın amacı, İstanbul’da bulunan bir yerleşkenin elektrik talebini karşılayacak, güneş enerjisini kaynak olarak kullanan fotovoltaik (FV) modüllerden oluşan bir sistemin tekno-ekonomik ve çevresel yönlerini incelemektir. Milli Savunma Üniversitesi Deniz Harp Okulu’nun toplam güneş potansiyeli; yerleşkedeki FV modüllerin çatıdaki kullanılabilir alanına, çatının kullanılabilir birim alanına, verime, inventör verimine ve FV dizini üzerindeki sıcaklık etkisine bağlı olarak hesaplanmıştır. Önerilen çatı tip FV sisteminin potansiyeli, modifiye edilmiş bir hesaplama yöntemi ile belirlenmiş ve daha sonra önerilen FV sisteminin fizibilitesi RETScreen simülasyon aracı tarafından geliştirilmiştir. Sonuç olarak, önerilen sistemin dört sene geri ödeme süresi sonunda pozitif nakit akışına ulaştığı ve öngörülen 25 yıllık proje ömrünün devamında da kâr durumunu devam ettirdiği, toplam sera gazı salımında %93 oranında azaltım sağlayarak 721.1 ton ham petrol kullanımından tasarruf sağlayacağı hesaplanmış ve Deniz Harp Okulu yerleşkesi için maliyet-etkin ve çevre dostu bir uygulama olduğu değerlendirilmiştir.
PDF
