Fotovoltaik Güneş Santral Tasarımı ve Saha Optimizasyonu için Yeni Bir Yaklaşım

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik Mühendisliği/Elektrik Tesisleri, Türkiye

Tez Danışmanı: Tanrıöven M.

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Günümüzde insanların yaşam döngüsü çoğunlukla elektrik enerjisi üzerine kurulmaktadır. Elektrik enerjisinin güvenli ve güvenilir bir şekilde sağlanması kararlı bir ekonomi ve sosyal yaşantı için büyük önem arz etmektedir. Dünya nüfusunun artması, sanayileşmenin hızlı bir şekilde artması ve hayat standartlarının da yükselmesi ile elektrik enerjisine olan talep sürekli artmaktadır. Petrol fiyatlarındaki belirsizlik, fosil yakıtların tükenmeye başlaması ve çevreye olan zararlarından dolayı güneş enerji sistemleri dünya genelinde alternatif olarak düşünülen bir elektrik enerjisi üretimi kaynağı haline gelmiştir. Dünya’da ve ülkemizde güneş enerji santrallerinin kurulumu yapılmakta ve güneş santrallerinin toplam kurulu güç içerisindeki payı her yıl artmaktadır.

Ülkemiz ve Dünya’da PV santrallerin kurulumunun kanun ve yönetmeliklerle de desteklenmesi neticesinde yatırımcılar PV santral maliyetlerini minimize ve üretecekleri enerji miktarını da maksimimize edecekleri bir tasarım yapmaktadırlar. PV santral tasarımlarında tasarımcıların optimum tasarımı yapabilmeleri için birçok parametreyi dikkate almaları gerekmektedir. Bu parametreler; PV panel sayısı, PV panel teknolojisi, inverter sayısı, inverter tipi, PV panellerin santral sahasına yerleşimi, santral alt konstrüksiyon bileşenleri, santral sahasının şekli ve yüz ölçümü, PV dizilerin gölgelenmesi, vb. birçok parametreyi içermektedir. Bir santral saha tasarımını optimize etmekteki amaç:

PV santralin üreteceği enerjiyi maksimize etmek,
PV santral kurulum ve işletme-bakım maliyetlerini minimize etmek,
PV santral ömrü boyunca üretilen enerji maliyetlerini minimize etmektir.

Bu tez çalışmasında PV santrallerin optimum tasarımı, PV panellerin santral sahası içerisine optimum yerleşimi, optimum inverter seçimi, alt konstrüksiyon elemanlarının hesabı, kablo hesabı, PV santral sahasının modellenmesi, vb. işlemler yapılmıştır. Bu yöntemin ortaya konulmasında literatürden farklı olarak aşağıdaki hususlar dikkate alınmıştır:

Santral sahasının şekli ve ölçüleri dikkate alınarak modellenmesi,
Farklı teknolojilere sahip PV ve inverter teknolojileri aynı anda değerlendirilerek en optimum sonuç veren eşlemenin belirlenmesi,
Geliştirilen yöntemin PV santral bileşenlerinin tamamı için farklı alternatifleri dikkate almaya uygun olması,
Geliştirilen yöntemde kablo uzunluk, kesit ve maliyetlerinin PV yerleşimine göre dikkate alınması,
PV panel çıkış gücünün hesaplanmasında rüzgâr hızının dikkate alınmasıdır.