Fotovoltaik güç sistemlerinde performansı etkileyen parametrelerin incelenmesi: Bayburt güneş enerji santrali örneği

Günümüzde sanayileşme faaliyetlerine ve artan insan nüfusuna bağlı olarak enerjiye olan ihtiyaç artmıştır. Hızla gelişen sanayileşme ve artan enerji ihtiyaçları, fosil kökenli ham maddeleri sürekli azaltmaktadır. Elektrik enerjisinin genellikle fosil kökenli kaynaklar kullanılarak elde edilmesi, çevre kirliliği ve küresel ısınma başta olmak üzere doğada önemli tahribatlara yol açmıştır. Bu tahribatı azaltmak ve ortadan kaldırmak için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı önemli bir alternatif haline gelmiştir. Bu doğrultuda en önemli yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerjisi; yakıt maliyeti olmayan, çevreye zararı yok denecek kadar az olan, güneş ışınlarından yararlanmak için geniş alanlara kurulan, güneş panelleri yardımıyla enerji elde edilen sistemlerdir. Bu tezde Bayburt'ta bulunan Güneş Enerji Santrali'nin 2020 yılında ürettiği elektrik enerjisi verisine bağlı olarak bir güneş enerjisi sisteminin (GES) performans parametrelerinin incelenmesine dair rehber niteliğinde bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bayburt GES'in 2020 yılında ürettiği enerji miktarı 12.1 GWh'dir. Aylık üretilen enerji ve aylık ortalama güneş ışınım değerinden yıllık ortalama performans oranı %89.04, kapasite faktörü %18.3, panel verimliliği ise %16.88 hesaplanmıştır. Faaliyette olan Bayburt GES'in HelioScope programında tasarımı yapılmıştır. HelioScope'da yapılan tasarım sonucunda santralin ürettiği yıllık enerji miktarı 11.03 GWh ve performans oranı %86.3 hesaplanmıştır. Tasarım tipi, güneş paneli eğim açısı, azimut açısı sistemin verimini önemli ölçüde etkilediğinden HelioScope programında farklı tasarımlar yapılarak bir GES'in performansını etkileyen parametrelerin etkileri incelenmiştir. Güneş panelinin üzerine düşen gölge etkisinin ve güneş panellerinin kirlenmesinin sistemin verimini düşürdüğü sonuçlardan görülmüştür. Gölge etkisi olan sistemin performans oranı değeri %62.7 iken optimizer kullanılarak iyileştirilen sistemin performans değeri %75.8 olmuştur.

Considering the needs of today's world and the multitude of human population, the need for energy has increased. Rapidly developing industrialization and human needs have consumed raw materials and energy resources. Unconscious industrialization has led to damage in the atmosphere that is difficult or even impossible to repair. Especially non-renewable energy sources, which are fossil sources, have caused great damage to the environment. In this thesis, a guideline study was carried out to examine the performance parameters of a solar energy system (SES) based on the electrical energy data produced by the Solar Power Plant in Bayburt in 2020. The amount of energy produced by Bayburt SPP in 2020 is 12.1 GWh. Based on the monthly produced energy and the monthly average solar radiation value, the annual average performance ratio was calculated as 89.04%, the capacity factor was 18.3%, and the panel efficiency was 16.88%. The design of the active Bayburt SES was made in HelioScope program. As a result of the design made in HelioScope, the annual energy amount produced by the power plant was 11.03 GWh and the performance ratio was calculated as 86.3%. Since the design type, solar panel inclination angle and azimuth angle affect the efficiency of the system, different designs are made in the HelioScope program and the effects of the parameters affecting the performance of a SPP are examined. While the performance ratio value of the system with shadow effect was 62.7%, the performance value of the system improved using the optimizer was 75.8%.