Design of Rooftop Photovoltaic Systems and Investigation of Grid Connection for Different Cases


Öztürk M. M., Durusu A.

3. BİLSEL INTERNATIONAL MİDAS SCIENTIFIC AND RESEARCH CONGRESS, Eskişehir, Türkiye, 24 - 25 Ocak 2026, (Özet Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Eskişehir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Enerji ihtiyacı ülkemizde ve dünyada günden güne artmakta olup, bu ihtiyacın karşılanabilmesi adına, fosil yakıtların hem kısıtlı olması hem de çevre kirliliğine neden olmasından dolayı alternatif kaynaklara eğilim her geçen gün artmaktadır. Solar sistemler de söz konusu alternatif kaynaklar içerisinde özellikle günümüzde sıkça tercih edilir hale gelmiştir.

Bu çalışmada, özellikle çatı üzeri fotovoltaik sistemlerin tasarımı ve dağıtım şebekesine bağlantısının farklı senaryolar altında incelenmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada, farklı tüketim değerlerine sahip olan binalara yönelik fotovoltaik sistemlerin tasarımları ele alınmış; panel seçimi, inverter kapasitesi ve farklı kesitli kablolamalar ile enerji üretimine etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca, farklı bağlantı senaryoları kapsamında, öz tüketim odaklı sistemler ile fazla enerjinin şebekeye satıldığı durumlar karşılaştırılmıştır. Üretim gruplarının yoğunlukta olduğu ve şebekeden sürekli enerji talep eden tesislerin fazla bulunduğu bir dal-budak şebeke yapısı temel alınarak hem alt kollarda hem de üst yapıdaki gerilim ve yüklenmeleri durumları test edilmiştir. Üretim gruplarının simülasyonda yer alan şebekeye entegrasyonunda anahtarlamalar ile bağlantıları sağlanmış olup, böylece söz konusu üretim gruplarının hem beraber hem de ayrı ayrı devreye girdiklerinde dağıtım şebekesindeki etkileri analiz edilmiştir.

Sonuç olarak, çatı üzeri fotovoltaik sistemlerin doğru tasarım ve şebekeye uygun bağlantı koşulları sağlandığında hem enerji verimliliği hem de ekonomik açıdan önemli avantajlar sunduğu görülmüştür. Bu çalışma, yatırıcımlar ve mühendisler için yol gösterici bir değerlendirme sunmaktadır.

Energy demand is continuously increasing both in our country and globally. Due to the limited availability of fossil fuels and their negative environmental impacts, the inclination toward alternative energy sources is growing every day. Among these alternative sources, solar energy systems have become particularly prominent and widely preferred in contemporary applications.

This study aims to examine the design of rooftop photovoltaic (PV) systems and their integration into the distribution grid under various scenarios. Within the scope of the research, PV system designs for buildings with different consumption profiles were addressed; the effects of panel selection, inverter capacity, and different cable cross-sections on energy production were evaluated. Furthermore, within various connection scenarios, self-consumption-oriented systems were compared with cases where excess energy is exported to the grid. Based on a radial (branch-and-bough) network structure typical of industrial zones with concentrated manufacturing facilities requiring continuous energy, voltage levels and loading conditions were tested in both branch circuits and the main structure. The integration of generation units into the simulated grid was managed through switching mechanisms, allowing for an analysis of their individual and collective impacts on the distribution network when commissioned separately or simultaneously.

In conclusion, the results demonstrate that rooftop photovoltaic systems offer significant advantages in terms of both energy efficiency and economic feasibility when proper design and appropriate grid connection conditions are ensured. This study provides a comprehensive and guiding evaluation for investors and engineers in the field.