Embed Size (px)
Citation preview
Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören
Güneş Enerjisi
H1. Ders Kapsamı, Enerji – Güç Denklemleri, V-I Eşitlikleri
H2. Ölçme Tekniği , Temel Elektriksel Ölçümler, Alternatif Akımın Temel Kavramları,
H3. Alternatif Akım Devreleri, RLC, Kompanzasyon
H4. Faraday Yasası, Ferromanyetiklik, Trafo ve Selenoid
H5. Şarj Üniteleri, Güç Kaynakları, Redresörler, Bataryalar
H6. Fotovoltaikler ve Yakıt Hücreleri
H7. 1.Vize
Proje Kapsamı
H8. Alternatif Akım Motorlarının Temelleri, Tipleri ve Alternatörler
H9. AA Motorlarında Yol Verme, Motor Seçimi
H10. Doğru Akım Motorları (Fırçalı / Fırçasız)
H11. Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Rüzgar Türbini ve Hidrolik Türbinler
H12. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanımı (Elektrik Enerjisi üretimi ile ilgili Makine Mühendisliği Uygulamaları)
H13. Elektrikli Taşıtlar
H14. Final SınavıAytaç Gören
Güneş enerj is inin kul lanımı
G ü n e ş e n e r j i s i n i n k u l l a n ı m ı
1. Heliostatlar2. Su Isıtma3. Soğutma4. Konsantre Kaynak5. Fotovoltaikler6. Güneş Santralleri
3Aytaç Gören
Gün
eş h
akkı
nda
istatistik
Kütle (kg) 1.989e+30
Kütle (yerküre = 1) 332,830
Ekvatorda yarıçap (km) 695,000
Ekvatorda yarıçap (yerküre= 1)
108.97
Ortalama Yoğunluk (gr/cm^3)
1.410
Dönme süresi (gün) 25-36*
*Fırlatma Hızı (km/s) 618.02
Aydınlatma gücü (ergs/s) 3.827e33
Ortalama Yüzey Sıcaklığı
6,000°C
Yaşı (milyar sene) 4.5
*Dünya için fırlatma hızı 11.2 km/s ‘dir.Aytaç Gören
Gün
eş h
akkı
nda
HidrojenHelyumOksijen Karbon
NitrojenNeon
DemirSilikon
MagnezyumKükürt
diğerleri
% 92.1% 7.8
% 0.061% 0.030
% 0.0084% 0.0076
% 0.003% 0.0031% 0.0024% 0.0015% 0.0015
Aytaç Gören
Dü
ny
ad
a y
üz
ey
e d
üş
en
ış
ının
e
ne
rjis
i
6Aytaç Gören
Av
rup
a’n
ın g
ün
eş
en
erj
isin
de
n
ele
ktr
ik ü
reti
mi
po
tan
siy
eli
7Aytaç Gören
Tü
rkiy
e’n
in g
ün
eş
en
erj
isin
de
n
ele
ktr
ik ü
reti
mi
po
tan
siy
eli
8Aytaç Gören
1. Heliostatlar – Günes Kuleleri
Tuz olarak, Sodyum Nitrat ya da
Potasyum Nitrat kullanılır.
Bazı Heliostatlarda Stirling Motoru
yardımı ile direkt güneş enerjisi direkt
mekanik enerjiye çevrilmektedir.
Heliostat : Güneş Kulesi
Erimis Tuz ile
Enerji Depolama
9Aytaç Gören
1. Heliostatlar – Günes Kuleleri
10Aytaç Gören
1. Heliostatlar – Günes Kuleleri
Stirling Motoru
Bazı Heliostatlarda Stirling Motoru ile güneş enerjisi direkt mekanik
enerjiye çevrilmektedir.İki boyutta güneş takibi vardır.
11Aytaç Gören
Dünya genelinde güneş enerjisi ile su ısıtmaya dayalı kurulu sistem kapasitesi sıralaması.
Güneş Enerjisi ile Su Isıtmaya Dayalı Kurulu Sistem Kapasitesi (2008) – (2010YEK Dünya Raporu)
* 1 m2’lik kollektör alanı = 0.7 kWth (termal ısı)
2. Güneş Enerjisi ile Su Isıtma
12Aytaç Gören
3. Güneş Enerjisi ile Sogutma
13Aytaç Gören
Dünyadaki En Büyük Güneş Isı Santralleri (50 MW ve daha büyük)
Kapasitesi(MW)
Adı Ülke Yer Notlar
354Solar Energy Generating
SystemsABD
Mojave DesertCalifornia
9 üniteden oluşur
150Solnova Solar Power
Stationİspanya Seville
Tamamlanma 2010[48][49][50][51][52]
100 Andasol solar power station İspanya Granada Tamamlanma 2009[53][54]
64 Nevada Solar One ABD Boulder City, Nevada
50 Ibersol Ciudad Real İspanyaPuertollano, Ciudad
RealTamamlanma
Mayıs 2009 [55]
50 Alvarado I İspanya BadajozTamamlanma Temmuz
2009 [56][57][58]
50 Extresol 1 İspanyaTorre de Miguel
Sesmero (Badajoz)Tamamlanma
Şubat 2010 [59][60][61]
50 La Florida İspanya Alvarado (Badajoz)Tamamlanma Temmuz
2010 [59][62]
15Aytaç Gören
5. Fotovoltaikler
Aytaç Gören
Güneş hücreleri güneş enerjisini DC olarak elektrik enerjisine çevirirler. Güneş ışığındaki fotonlar, yarı
iletken metal katmanlar arasındaki elektronların bir katmandan diğerine geçmesi için gerekli enerjiyi
sağlarlar. Elektronların bu hareketi elektrik akımının oluşmasını sağlar.
5. Fotovoltaik (PV-PhotoVoltaic) Nedir?
17Aytaç Gören
5. Fotovoltaik (PV-PhotoVoltaic) Nedir?
PV sistemlerin en küçüğü hücredir.Bir hücreli PV sistemler 1 ile 2 Watt enerji üretirler.Birçok hücreyi birleştirip daha fazla enerji üretebilecek modüler sistemler oluşturabiliriz. Hücreler genellikle 10x10cm ebadındadır. Halen kullanılan değişik yapılarda ve verimlerde birçok farklı çeşit hücre vardır: Silikon, CdTe, Galyum Arsenid…
18Aytaç Gören
F o t o v o l t a i k v e r i m l e r i 19Aytaç Gören
Tü
rkiy
e’n
in g
ün
eş
en
erj
isin
de
n
ele
ktr
ik ü
reti
mi
po
tan
siy
eli
20Aytaç Gören
Güneşten Elektrik Üretimi İçin Bölge Potansiyelleri
21Aytaç Gören
BORNOVA Global Radyasyon Değerleri (KWh/m2-gün)
BORNOVA Güneşlenme Süreleri (Saat)
22Aytaç Gören
BORNOVA PV Tipi-Alan-Üretilebilecek Enerji (KWh-Yıl)
23Aytaç Gören
24Aytaç Gören
Uygulama 1. Elektrik Üretimi Karşılaştırma
25Aytaç Gören
Ed: Average daily electricity production from the given system (kWh)Em: Average monthly electricity production from the given system(kWh)Hd: Average daily sum of global irradiation per square meterreceived by the modules of the given system (kWh/m2)Hm: Average sum of global irradiation per square meter received bythe modules of the given system (kWh/m2)
PVGIS estimates of solar electricity generation Location: 48°8'34" North, 11°34'26" East, Elevation: 525 m a.s.l.,( Münih )
Solar radiation database used: PVGIS-classicNominal power of the PV system: 1.0 kW (crystalline silicon)Estimated losses due to temperature: 7.4% (using local ambienttemperature)Estimated loss due to angular reflectance effects: 2.9%Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%Combined PV system losses: 22.7%
Fixed system: inclination=35°, orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 1.49 46.1 1.75 54.4
Feb 2.25 62.9 2.71 75.9
Mar 2.84 88.2 3.55 110
Apr 3.38 102 4.37 131
May 3.74 116 4.98 155
Jun 3.61 108 4.89 147
Jul 3.88 120 5.28 164
Aug 3.60 112 4.87 151
Sep 3.08 92.3 4.03 121
Oct 2.42 75.1 3.08 95.3
Nov 1.58 47.4 1.92 57.5
Dec 1.10 34.0 1.30 40.2
Yearlyaverage
2.75 83.6 3.57 108
Total for year 1000 1300
Elektrik Üretimi Karşılaştırma
26Aytaç Gören
Elektrik Üretimi Karşılaştırma 27
Aytaç Gören
Fixed system: inclination=35°,
orientation=0°
Month Ed Em Hd Hm
Jan 2.42 75.1 3.04 94.1
Feb 2.75 76.9 3.51 98.4
Mar 3.47 107 4.49 139
Apr 4.07 122 5.37 161
May 4.29 133 5.83 181
Jun 4.50 135 6.24 187
Jul 4.49 139 6.31 196
Aug 4.42 137 6.20 192
Sep 4.18 125 5.73 172
Oct 3.36 104 4.48 139
Nov 2.60 77.9 3.34 100
Dec 2.13 66.1 2.69 83.4
Yearly average 3.56 108 4.78 145
Total for year 1300 1740
Ed: Average daily electricity production from the given system (kWh)Em: Average monthly electricity production from the given system(kWh)Hd: Average daily sum of global irradiation per square meterreceived by the modules of the given system (kWh/m2)Hm: Average sum of global irradiation per square meter received bythe modules of the given system (kWh/m2)
PVGIS estimates of solar electricity generation
Location:
38°28'14" North, 27°12'57" East, Elevation: 63 m a.s.l., (Bornova)
Solar radiation database used: PVGIS-classic
Nominal power of the PV system: 1.0 kW (crystalline silicon)
Estimated losses due to temperature: 10.4% (using local ambient
temperature)
Estimated loss due to angular reflectance effects: 2.5%
Other losses (cables, inverter etc.): 14.0%Combined PV system losses: 24.9%
Elektrik Üretimi Karşılaştırma
28Aytaç Gören
30Aytaç Gören
31
Foto
volt
aik
Mo
del
i
Fotovoltaik Modeli
Aytaç Gören
32
Foto
volt
aik
Mo
del
i Üretilen Akım (Hücre Akımı)
IPH: Işığın ürettiği akım (light generated current)
Aytaç Gören
33
Foto
volt
aik
Mo
del
i Fotovoltaiğin gerilim – akım grafiği
Fotovoltaikler, güneşten gelen ışık yoğunluğuna göre gerilimi değişen sabit akım kaynakları olarak kabul
edilebilirler.Aytaç Gören
34
Yük Çizgisi
R=(V/I)Yük
Aytaç Gören
35
Foto
volt
aik
Mo
del
iYük Çizgisi
R1=(V1/I)R2=(V2/I)
I
Aytaç Gören
36
Foto
volt
aik
Mo
del
i Maksimum Güç Noktası
P=V.I
PMaks : Akım gerilim eğrisi üzerindeki M noktası, V x I boyutlarına sahip dikdörtgenin alanının maksimum olmasını sağlayan noktanın bulunmasıyla hesaplanır.
Doğru Akımda Güç:
M noktası
Aytaç Gören
37
Foto
volt
aik
Mo
del
i Maksimum Güç Noktası
Aytaç Gören
38
Foto
volt
aik
Mo
del
iÜreticiler tarafından fotovoltaik verileri olarak ISC, VOC ve PMax değerleri bazen de I-V eğri karakteristiklerini verilir. Bu değerler, standart şartlar altında tespit edilen değerlerdir (1kW/m2 ışık yoğunluğu, AM1.5 spektral dağılımı ve 25°C panel sıcaklığında). Ancak, panellerin çalışma şartları bu şartlardan genellikle farklıdır. Bu nedenle de verimleri, güçleri ve üretmeleri gereken gerilimleri tekrar hesaplanması gerekir. 12V nominal gerilim değerine sahip panelin değişen ışık yoğunluğu ve sıcaklıkta akım ve gerilim değerleri aşağıdaki grafikte incelenebilir.
Aytaç Gören
39
Foto
volt
aik
Mo
del
i Güneş Panellerinde Sıcaklığa Göre Gerilim
VOC (açık devre gerilimi) çalışma sıcaklığı (TC) için hesaplanması gerekir. Her fotovoltaik hücresinde 25°C ‘ınüstündeki her °C için 2.3mV ‘luk düşüm vardır. n tane seri hücrenin oluşturduğu bir paneldeki gerilim düşümü aşağıdakigibi olur:
ISC sıcaklıkla fazla değişmediğinden değişimi ihmal edilebilir. Ancak, üreticiler ISC için sıcaklık katsayısı olarak bir değer verebilirler. Örneğin, BP 585 paneli için °C ‘ta 0.064±0.015% değişim verilmiştir ki; bu da 36 hücreli bir panel için 3.25mA ‘e karşılık gelir.
ISC , G ile doğru orantılıdır.
Aytaç Gören
40
Foto
volt
aik
Mo
del
i Güneş Panellerinde Sıcaklığa Göre Gerilim
Hücre rengi siyaha yakın bir renk olduğundan, genellikle Hücre Sıcaklığı hava sıcaklığından daha fazladır. 0.8kW/m2 ışık yoğunluğunda, AM1.5 spektral dağılımında, hava sıcaklığı 20°C ve rüzgar hızı 1m/s’ nin altındaki hücre sıcaklığı NOCT (Normal Operating Cell Temperature) olarak adlandırılır. NOCT normalde, 42 ~ 46°C arasındadır.Hücre sıcaklığı (TA) ve hava sıcaklığı (TC) arasındaki fark aşağıdaki gibidir:
* G, kW/m2 cinsindendir.
Aytaç Gören
41
Foto
volt
aik
Mo
del
iUygulama 1:
34 hücreli ve hücrelerin hepsi birbirine seri bağlı olan bir fotovoltaik panelin G=700 W/m2 güneş ışığı yoğunluğu altında hava sıcaklığının (TA) 34 °C olması durumunda üretici tarafından aşağıda belirtilen veriler doğrultusunda kısa devre akımını, hücre sıcaklığını, açık devre gerilimini ve maksimum gücünü hesaplayınız.
ISC = 3AVOC = 20.4VPMax = 45.9W NOCT = 43°C
Aytaç Gören
42
Kab
lo b
oyu
tu ç
evri
mle
ri
Uygulama 2:
12V luk bir gerilim 5m uzaklıktaki lambaya
bağlanacaktır. 96 Wattlık aydınlatma grubu için
bağlantı kablosu olarak bakır kablo kullanılacağına
göre, kalınlığı ne olmalıdır (Gerilim düşümü
standardı olarak %2 alınacaktır)?
Kullanılacak olan kablo bakır kablodur ve bakırın
20°C ‘de metredeki direnci 1.68 E-8 Ωm’ dir.
Aytaç Gören
43
Kab
lo b
oyu
tu ç
evri
mle
ri
mm2 Çap (mm)AWG
(Amerikan)Çap (inç)
4.17 2.30 11 0.09075.26 2.59 10 0.10196.63 2.91 9 0.11448.36 3.26 8 0.1285
10.55 3.67 7 0.144313.29 4.11 6 0.16216.76 4.62 5 0.181921.14 5.19 4 0.204326.65 5.83 3 0.229433.61 6.54 2 0.257642.39 7.35 1 0.289353.46 8.25 0 0.324967.40 9.27 00 0.364884.97 10.40 000 0.4096
107.16 11.68 0000 0.46Aytaç Gören
44
5. Fotovoltaik (PV-PhotoVoltaic) Sistem
Aytaç Gören
Hibrit Sistem
Su Türbini (Hidrolik Jeneratör)
Rüzgar türbini
Türbin direği(kule)
Türbin Kanatları
Şarj ünitesi
Şarj ünitesi
Kontrol ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici
ACV
45Aytaç Gören
46
Cihaz – Gücü (Watt) Cihaz – Gücü (Watt) Cihaz – Gücü (Watt)
Elektrikli Cezve– 200 Tepe Vantilatörü 10-50 AmpullerAkkor Lamba – Kompakt Floresan Lamba (enerji tasarruflu ampul) (CF)
Kahve Makinası – 800 Masa Vantilatörü 10-25
Tost Makinası – 800-1500 Elektrikli Battaniye -200 40 watt akkor. – 11 watt CF
Mısır Patlatma M. – 250 Bilgisayar… 60 watt akkor. – 16 watt CF
Blender – 300 dizüstü – 20-50 75 watt akkor. – 20 watt CF
Mikrodalga Frn. – 600-1500 masaüstü – 80-150 100 watt akkor. – 30 watt CF
Otomatik Çam. Mak. 500 yazıcı – 100 1/4" matkap – 250
Tıraş Mak. 15 TV (25" renkli) – 150 1/2" matkap – 750
Elektrikli Tava– 1200 TV (19" renkli) – 70 1" matkap – 1000
Bulaşık Mak. – 1200-1500 Çit Makası– 450 9" Avuç taşlama – 1200
Saç Kurutma – 1000-2000 Çim biçme– 500 3“ Şerit taşlama – 1000
12" testere – 1100Aytaç Gören
47
Elektrikli Süpürge Saatli Radyo – 1 Buzdolabı / Dondurucu –
hortumlu – 200-700 Araba Radyo/MP3 – 8Eski Tip (orta boy)
475 – 540
kompakt – 100 Uydu Anteni– 30Yeni Tipler (küçük-orta)
60 – 112
Dikiş Makinası – 100 Telsiz – 5 Eski Tip Dondurucular
ütü – 1000 Elektrikli Saat – 3 350 – 440
Çamaşır Kurutucusu -4000
Telsiz Telefon Alıcı – 5 DA Yeni Tip 50-112
Isıtıcı (Rezistanslı) taşınabilir – 1500 – 2500
Telsiz Telefon Göndericiünite – 40-150
daire testere – 900 – 1400
Aydınlatma VCR – 40
Klima 100w akkor lamba – 100 CD oynatıcı – 35
oda – 1000 25w Floresan – 28Radyo/CD/MP3 çalar– 10-
30
merkezi – 2000-5000 50w DA akkor lamba – 50
40w DA halojen – 40
20w Floresan – 22Aytaç Gören
48
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıUygulama 3
Bir bağ evi için fotovoltaikle elektriğini üreten bir sistem kurulacaktır. Evdeki cihazlar ve kullanım saatleri aşağıda belirtildiğine göre, günlük toplam enerji gereksinimini (amper-saat) cinsinden hesaplayınız. 12V’luk nominal batarya gerilimine ve kurşun asit batarya çeşidine göre batarya gereksinimini hesaplayınız. Gerekli fotovoltaik gücünü hesaplayınız.
Cihaz Adet Gücü (W)Günde
Çalışma SüresiHaftada Kaç
Gün ÇalışıyorHaftada
Kullandığı Enerji
Bilgisayar (Dizüstü)
1 50 5 3
Televizyon 1 50 4 2
Lamba 1 3 11 3 4
Lamba 2 2 15 2 5
Toplam (Wh/hafta)
Aytaç Gören
49
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter)
Gerekli toplam batarya
kapasitesi
Enerjinin aküden
sağlanacağı günler
Deşarj derinliği
Batarya sıcaklık
katsayısı
X X=
Günlük batarya
kapasitesi ihtiyacı
X
Aytaç Gören
50
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter) Batarya Sıcaklık KatsayısıK u r ş u n A s i t B a t a r y a
Gerekli toplam batarya
kapasitesi
Enerjinin aküden
sağlanacağı günler
Deşarj derinliği
Batarya sıcaklık
katsayısı
X X=
Günlük batarya
kapasitesi ihtiyacı
X
Yandaki grafikten görüldüğü gibi, batarya kapasiteleri sıcaklığa göre
değişmektedir. Bu etki için katsayı, üretici tarafından verilen
tablolardan faydalanılarak bulunur.Batarya kapasitesi 20°C ‘nin
altında %1 kadar düşer. Ancak, yüksek sıcaklıklarda bataryalar için
ideal değildir. Yüksek sıcaklıklar yaşlanmayı hızlandırır, elektrolit
kullanımını arttırır ve bataryanın kendi kendine deşarj olmasına
neden olur.
Aytaç Gören
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter) Batarya Sıcaklık Katsayısı
K u r ş u n A s i t B a t a r y a
Sıcaklık (0C) Katsayı
26,7 1,00
21,2 1,04
15,6 1,11
10,0 1,19
4,4 1,30
-1,1 1,40
-6,7 1,59
Aytaç Gören
52
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter) Batarya Şarj Derinliği(Depth of Discharge)
Şarj derinliği, batarya kullanımında tam şarjlı halinden ne kadar düşerek kullanılacağını belirtir. Örneğin, tam şarjlı bir bataryanın şarj
derinliği %0’dır. Bu soruda bataryanın %50 şarj derinliğinde çalışacağı kabul edilebilir. Şarj derinliği arttıkça batarya ömrü kısalır(çoğu batarya
üreticisi %50 şarj derinliğinden daha fazla kullanımı önermez).
Aytaç Gören
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter) Gerekli toplam batarya sayısı
Aytaç Gören
Sola
r el
ekt
rik
sist
emi t
asar
ımı h
esab
ıSolar Şarj ünitesi
Fotovoltaikler
Batarya Grubu
Evirici (inverter)
ACV
(DC/DC Converter) Gerekli fotovoltaik panel ihtiyacının hesabı
Gerekli toplam paralel panel
sayısı
Etkinlik KaybıBir gün için
ortalama etkili güneş saatleri
Bir gün için gerekli kapasite
[Ah]
Bir panelin etkin akımı
X
=
X
Aytaç Gören
55
Türkiye'nin Aylık Ortalama Güneş Enerjisi PotansiyeliKaynak: EİE Genel Müdürlüğü
AYLAR AYLIK TOPLAM GÜNEŞ ENERJİSİ[Kcal/cm2-ay] [kWh/m2-ay]
Güneşlenme Süresi[Saat/ay]
OCAK 4,45 51,75 103,0
ŞUBAT 5,44 63,27 115,0
MART 8,31 96,65 165,0
NİSAN 10,51 122,23 197,0
MAYIS 13,23 153,86 273,0
HAZİRAN 14,51 168,75 325,0
TEMMUZ 15,08 175,38 365,0
AĞUSTOS 13,62 158,40 343,0
EYLÜL 10,60 123,28 280,0
EKİM 7,73 89,90 214,0
KASIM 5,23 60,82 157,0
ARALIK 4,03 46,87 103,0
TOPLAM 112,74 1311 2640
ORTALAMA 308,0 [cal/cm2-gün+ 3,6 [kWh/m2-gün+ 7,2 *saat/gün+Aytaç Gören
56
Sola
r p
om
pa
hes
abı
Solar pompa hesabıSulamada ya da ev ihtiyaçları için artezyen ve dalgıç pompa kullanımı en fazla kullanılan tercihlerdendir. Birçok yerde Alternatif akım ile çalışan (trifaze ya da monofaze) pompa yerine enerjisini güneşten alan
bir sistem, şebekeden hat döşeme ve elektrik faturasının devamlılığı yanında çoğu yerde yaz
aylarında hattın yetersiz kalması gibi sebeplerle enerji kaybı yaşanması durumu da göz önüne
alınarak, böyle bir sistemin kullanımı daha uygun olabilir.
Böyle bir sistem oldukça basit olarak, bir pompa ve sürücü ünitesi, depo ve bir de panellerden
oluşacaktır.
Bilinmesi gereken değerler,
•Günlük ortalama solar radyasyon değerlerinin aylık toplamları (güneş enerjisi aylık değerleri)
[kWh/m2/gün+
• Günlük ortalama su gereksinimi *m3/gün+
•Suyun derinliği *m+
• Toplam basma yüksekliği *m+Artezyen
Aytaç Gören
57
Sola
r p
om
pa
hes
abı
E: Hidrolik Enerji [Watt.s/gün+
ρ: Suyun 200C’de özkütlesi (1001 [Kg/m3])
g: 9.8 m/s2
V: Günlük gerekli su miktarı *m3/gün+
h: Basma yüksekliği *m+
I: Günlük ortalama aydınlanma *kWh/m2]
Stat
ik
mak
sim
um
yüks
eklik
Su seviyesi değişimi
Basma yüksekliği
Artezyen
Hidrolik Enerji [kWh/gün+:E = ρ g V h = 1001 x 9.8 x V x h [Ws/gün+ = 0.002726 V h *kWh/gün+
Gerekli panel gücü [kWp]:P [kW] = (0,002726 x V [m3] x h[m]) / (%30 x I [kWh/m2] )
Aytaç Gören
58
Sola
r p
om
pa
hes
abı
Stat
ik
mak
sim
um
yüks
eklik
Su seviyesi değişimi
Basma yüksekliği
Artezyen
Su GereksinimiSuyu;• İçme suyu,• Kullanma suyu (yemek pişirme ve mutfak, yıkanma ve banyo işleri, atıkları taşımak için),• Sanayide ve ticari amaçlarla, sulama hizmetlerinde, yangın söndürmede v.d.,• Balık avlama, dinlenme, yüzme, deniz ulaşımı gibi amaçlarla kullanırız.
Bir toplumda bireyin su gereksinimi bir kişi için 24 saatlik sürede litre olaraktanımlanır. Bir kişi günde;• Fizyolojik ihtiyaç olarak 2.5 L suya ihtiyaç duyar. Bunun 500 mL’ si katı yiyeceklerle alınır. • Zorunlu hallerde kişi başına 5 L su ile günlük işlevini sürdürebilir. • Kullanılan eşyalar ve konut temizliği için günde en az 30-40 L su gereklidir.
Aytaç Gören
59
Sola
r p
om
pa
hes
abı
Stat
ik
mak
sim
um
yüks
eklik
Su seviyesi değişimi
Basma yüksekliği
Artezyen
Kırsal alanda su kuyudan ya da ev dışında bir kaynaktan taşıma sistemi ile karşılanacaksa kişi başına günde 40-50 L su yeterlidir.
Yerleşim yerlerinde su gereksinimi hesaplanırken;• Nüfusu 5000’e kadar olan yerlerde kişi başına 60 L/24 saat,• Nüfusu 5000-50.000 olan yerlerde kişi başına 60-100 L/24 saat,• Nüfusu 50.000’den çok olan yerlerde kişi başına 100-1000 L/24 saat arasın-da değişir. • Okullarda öğrenci başına 65 L/24 saat,• Hastanelerde yatak başına 500 L/24 saat su gerekeceği kabul edilmektedir.
Aytaç Gören
60
Sola
r p
om
pa
hes
abı
Stat
ik
mak
sim
um
yüks
eklik
Su seviyesi değişimi
Basma yüksekliği
Artezyen
Uygulama 4.
Bir köyde 150 kişi yaşamaktadır. Kullanılacak olan suyumaksimum 60 metre yüksekliğe basmak için güneş enerjisi ileçalışan bir pompa sistemi kurulacaktır.
Gerekli olan enerjiyi [kWh/gün+ cinsinden hesaplayınız (günlüksu ihtiyacı kişi başı 60 litre olarak alınız).
Aytaç Gören
61
Sola
r p
om
pa
hes
abı
Stat
ik
mak
sim
um
yüks
eklik
Su seviyesi değişimi
Basma yüksekliği
Artezyen
Uygulama 5
On kişinin yaşadığı bir çiftlik evi için içme suyu sağlamak için
solar bir pompa sistemi kurulması planlanmaktadır. Su
deposunun yüksekliği 10 metre olduğuna ve su
seviyesindeki alçalmanın da 2 metre olduğu bilindiğine
göre, bir kişinin günlük günlük 50 litrelik suya gereksinim
duyduğu düşünülerek beş günlük su depolanmasını
sağlayacak deponun hacmini, gerekli hidrolik enerjiyi ve
solar panel gücünü bulunuz.
* Solar pompa uygulamalarında PV gücünün %30’unun hidrolik
enerjiye çevirildiği kabul edilebilir.
Aytaç Gören
5. Büyük Güç Üretimleri...
Aytaç Gören
63Aytaç Gören
Yer: Beneixama, Alicante şehrine bağlı, İspanya’da.Nominal Güç: 20 MWp (200 x 100 KWp)Global ışınım: 1,934 kWh/m² modül seviyesinde
Alan: Yaklaşık 500.000 m² (yaklaşık 71 futbol sahası)Modul yüzey alanı: Yaklaşık 160,000 m²
Elektrik Üretimi: Yak laşık 30,000,000 kWh (yaklaşık 12,000 konut tüketimi)CO2- azaltması: Yaklaşık 30,000 t
Minimum 25 yıl çalışma aralığında yaklaşık 750,000 tBitirilme Tarihi: Ekim 2007 (planlanan Eylül’dü)
5. Büyük Güç Üretimleri...
Aytaç Gören
65
5. Avrupa Birliğinde Ülkelere Göre Kurulu PV Güçleri * MWp]
Nr. Ülkeler 2009[6] 2008[7] 2007[8] 2006[8] 2005[9]
1 Almanya 9785,3 5351 3846 2743 1910
2 İspanya 3520,1 3405 515,8 175,0 57,6
3 Italiya 1032,4 431 88 7.1 7.1
4 Çek Cm 465,9 54,3 4,0 0,8 0,5
5 Belçika 363,0 71,2 21,5 4,2 2,1
6 Fransa 289,3 91,2 46,7 33,9 26,3
7 Portekiz 102,2 68,0 17,9 3,4 3,0
8 Hollanda 63,6 54,9 53,3 52,7 50,8
9 Yunanistan 55,0 18,5 9,2 6,7 5,4
10 Avusturya 37,5 30,2 28,6 25,6 24,0
11 Birleşik Krallık 32,6 21,6 17,7 14,2 10,9
12 Lüksemburg 26,3 24,4 23,8 23,7 23,6
13 İsveç 8,7 7,9 6,2 4,9 4,2
14 Slovenya 8,4 2,1 0,6 0,4 0,2
15 Finlandiya 7,6 5,7 5,0 4,5 4,0
16 Bulgaristan 5,7 1,4 0,1 0,1
17 Danimarka 4,6 3,2 3,1 2,9 2,7
18 Güney Kıbrıs 3,3 2,1 1,7 1,0 0,5
19 Malta 1,5 0,2 0,1 0,1
20 Polonya 1,0 1,6 0,6 0,4 0,3
21 Macaristan 0,7 0,5 0,3 0,3 0,2
22 Romanya 0,6 0,5 0,3 0,2
23 Irlanda 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3
24 Slovakya < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
25 Estonya < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
26 Litvanya < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
27 Letonya < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1
EU27 GWp 15,86 9,53 4,69 3,15 2,17
Veriler tahminidir.
Türkiye ?
? Türkiye < <0,1 < <0,1 < <0,1 < <0,1 << 0,1
EU27 GWp 15,86 9,53 4,69 3,15 2,17
Veriler tahminidir.
Aytaç Gören
Dü
ny
ad
ak
i
En
B
üy
ük
P
V
Sa
nt
ra
ll
er
i
(4
0
MW
v
e
da
ha
b
üy
ük
)
66
Adı ÜlkeNominal Gücü[3]
(MWp)
Yıllık ÜretimGW·h)
KapasiteFaktörü
Notlar
Sarnia Photovoltaic PowerPlant[4] Kanada 97[1] 2009-2010[5]
Montalto di Castro Photovoltaic Power
Station[1]Italya 84.2 2009-2010
Finsterwalde Solar Park[6][7] Almanya 80.7 İlk faz 2009, 2.ve 3. fazlar 2010Rovigo Photovoltaic Power
Plant[8][9] Italya 70 Kasım 2010
Olmedilla Photovoltaic Park
İspanya 60 85[1] 0.16 Eylül 2008
Strasskirchen Solar Park Almanya 54 57[1] 0.12
Lieberose Photovoltaic Park [10][11] Almanya 53 53[11] 0.11 2009
Puertollano Photovoltaic Park
İspanya 50231,653 kristal silikon
modüllü, Suntech ve Solaria, 2008’de açıldı
Moura photovoltaic power station[12] Portekiz 46 93[12] 0.23 Aralık 2008
Kothen Solar Park Almanya 45
Waldpolenz Solar Park[13][14] Almanya 40 40[14] 0.11
550,000 First Solarilk thin-film CdTe modul kullanılan. Aralık
2008
Aytaç Gören
14.11.2011 67
5. Türkiye’de Kurulu PV Güçleri * kWp ]
Amorf silisyum ince film modüllerle kurulu PV sistemi 40kWp kurulu güce sahiptir. 17 Mayıs 2008 de şebekeye bağlanan bu sistemin yılda 45000kWh elektrik enerjisi
üretmesi beklenmektedir. (uygulama: Sunset Firması)
Türkiye’deki en büyük binaya entegre şebeke bağlantılı PV sistem uygulaması Muğla Üniversitesi Rektörlük Binası’nda cephe kaplaması olarak gerçekleştirilmiştir.
Aytaç Gören
68
30.15 kWp nominal güç dört adet 6kW 3 faz invertör140 Wp gücünde 210 modül ( TWIN 140 tripple junction a:Si) , toplam yüzey alanı 395m2
75 Wp gücünde 10 modül ( TWIN 75 tripple junction a:Si ) toplam yüzey alanı 10m2
Muğla Üniversitesi rektörlük Binası Ön Cephe
5. Türkiye’de Kurulu PV Güçleri * kWp ]
Aytaç Gören
69
Muğla Üniversitesi rektörlük Binası Kuleler
Batı Kule:65m2
64Wp Tek eklem a:Si 76 modul
5kW Tek Faz İnvertör
Doğu Kule : 71m2
64Wp Tek eklem a:Si 84 modül
5kW Tek Faz invertör
5. Türkiye’de Kurulu PV Güçleri * kWp ]
Aytaç Gören
70
5. Türkiye’de Kurulu PV Güçleri * kWp ]
2 X 8kWp = 16kwP
Güneş izleyicili
sistem
(168 adet 95kWp
Arka kontak tek kristal
silisyum yüksek
verimlikte modül)
Muğla Üniversitesi, Alman Enerji Ajansı(DENA), Sunset Firması Ortak projesi
Güneş Takip Sistemi, 17 Kasım 2009
Aytaç Gören
A. Gören 71
6. Türkiye’de Destekler
30 Aralık 2010
Yenilenebilir Enerji Kaynakları Yasası Mecliste
Kabul Edildi!!!
TBMM Genel Kurulunda, yenilenebilir enerji
kaynakları ile ilgili yasa teklifi kabul edilerek
yasalaştı.
Yenilenebilir enerji kaynakları kanunu,
yenilenebilir kaynaklara dayalı elektrik üretiminin
teşvikini amaçlıyor. Yasaya göre, elektrik
enerjisine yönelik kaynak alanlarının, ilgili kurum
ve kuruluşların görüşü alınarak belirlenmesi,
derecelendirilmesi, kullanılmasına ilişkin usul ve
esaslar yönetmelikle düzenlendi.
Güneş enerjisine dayalı üretim tesisi için 13.3 dolar sent / kWh.
Fotovoltaik güneş enerjisine dayalı üretim tesisi •PV panel entegrasyonu ve güneş yapısal mekaniği imalatı 0,8•PV modülleri 1,3•PV modülünü oluşturan hücreler 3,5•İnvertör 0,6•PV modülü üzerine güneş ışınını odaklayan malzeme 0,5
Lisans alma ve şirket kurma muafiyetiMADDE 4 – (1) Mikro kojenerasyon veya kurulu gücü azami 500 kW olan yenilenebilir enerjikaynaklarına dayalı üretim tesislerinde üretim faaliyetinde bulunan gerçek veya tüzel kişiler
lisans alma ve şirket kurma yükümlülüğünden muaftır.
Aytaç Gören
72Aytaç Gören
