Akıllı-yönlendirilebilir güneş enerjisi toplama sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YASİN ZENGİN
Danışman: Hamid Torpi
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yüzyılda insanlar, sahip olduğu teknolojiler ile gelecek için daha konforlu bir hayat ortamı oluşturmaktadırlar. Gün geçtikçe artan yaşam standartlarına paralel olarak tüketim hızımız ve alışkanlıklarımızda artış göstermektedir. Konforlu hayat için meydana gelen gelişimler ve değişimlere yönelik yapılan çalışmaların insanlık için tehdit oluşturacak unsurları da beraberinde getirdiğinden, bu tehdit unsurlarına karşı kalıcı çözümler bulma zorunluluğu doğmaktadır. Bu tehdit unsurlarının en başında fosil yakıtlarından kaynaklı çevre kirliliği ve buna bağlı olarak iklim değişikliği gelmektedir. İnsanlık tarihi boyunca en temel ihtiyaçlar arasında bulunan ve enerjinin elde edilmesi için varolan sistemde doğalgaz, petrol gibi karbon bazlı yakıtlar kullanılmaktadır. Miktarı gün geçtikçe azalan fosil yakıtlarına ulaşmak pahalı hale gelmekte ve ekonomisi güçlü olmayan az gelişmiş ülkeler için bu durum olumsuz bir hal almaktadır. Ayrıca, fosil yakıtlarının kullanımın artmasıyla insanlık için zararlı olan sera gazlarının yoğun bir şekilde atmosfere yayılması nedeniyle iklim değişiklikleri de ortaya çıkmaktadır. Bu iki sorunun çözüm bulması için son zamanlarda yenilenebilir enerji kaynkalarına yönelim her alanda artış göstermektedir. Türkiye'nin dünya üzerindeki matematiksel konumuna göre güneşlenme süresi ve alanı fazladır. Bu sebepten ötürü, yerli enerji elde etmek için güneş enerjisi en ideal alternatif enerji kaynaklarının başını çekmektedir. Bu doğrultuda, özellikle Türkiye'nin güney bölgelerinde su ısıtma sistemlerinde güneş enerjisi kullanımı yaygın olarak mevcuttur. Güneş enerjisinden bir diğer yararlanma yolu ise, yarı iletken teknolojisine sahip PV modüller ile elektrik enerjisi elde edilmesidir. Ancak, güneşten elektrik elde etme yöntemlerinin hem ilk kurulum maliyetleri yüksek ve hem de amortisman süreleri uzundur. Bu anlamda, söz konusu PV modüllerin verimliliğinin arttırılması için ARGE çalışmalarının yapılması gerekmektedir. Bahse konu güneş panellerinden elde edilen verimin arttırılması için ya PV modül üzerine düşen ışınım şiddetinin arttırılması ya da hücre veriminin arttırılması gerekmektedir. Hücre verimi arttırımı, söz konusu modüllerin yarı iletken malzeme ihtiva etmesi nedeniyle belirli bir seviyeye kadar yapılabilmektedir. Bu çalışmada, güneş takip sistemi kullanılarak PV modül üzerine düşen güneş ışığı şiddetinin arttırılması düşünülmüştür. Şöyle ki; doğu-batı ve kuzey-güney yönlerine hareket edebilen mekanik bir sistem tasarlanmıştır. Bu sistem üzerine 10 W'lık bir güneş paneli konulmuş, dört yanına 4 adet foto direnç (LDR) yerleştirilmiştir. LDR'lerden alınan bilgiler PIC18F452 mikroişlemcisinin analog girişlerine gelmektedir. Mikroileşmci içerisinde bulunan yazılım, PV modülün monte edildiği sistemde bulunan iki adet DC motoru hareket ettirmekte olup, hareketli platformun LDR'lerden alınan bilgiler sayesinde güneşe göre konumlanması sağlanmaktadır. Bu sayede, gün boyunca güneş ışığı paneller üzerine dik açıyla düşmektedir. Ayrıca, uygulaması yapılan bu sistem sayesinde iki gün boyunca ölçüm yapılmış birinci gün sabit sistem verileri kaydedilmiş, ikinci gün ise hareketli sistem verileri kaydedilip enerji verimliliği kıyaslanmıştır. Tüm bunların yanında söz konusu sistem içerisindeki mikroişlemci, DC motorların dönmesi esnasında harcayacağı enerji ile PV modül'den elde edilecek enerjiyi mukayese ederek, dönme işlemi için harcanacak enerjinin fazla olacağına karar verdiğinde STS'yi sabit tutacaktır. Bu sistemde birde akü ve akü şarj kiti mevcut olup, akü dolu ise sistem üretim yapmayacaktır. Bahse konu uygulaması yapılan sistemde oto-manuel butonları mevcut olup, sistem istenilirse manuel de kontrol edilebilecektir. Ayrıca, mikroişlemciden alınan bilgilerin görsel halleri LCD ekranda gösterilmektedir. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, PV modül, güneş takip sistemi, PIC18F452 , LDR