İnsansız hava aracıyla sağlanan fotoğraflar, CBS ve PVSYSTkullanımı ile bina çatısına kurulacak güneş paneli için uygunluk analizi

Abstract

Dünyada ve Türkiye'de Enerji ihtiyacı durmadan artmaktadır. Artan enerji ihtiyacına verilen cevaplar fosil yakıt veya türevleri kaynaklardan gelmeyi sürdürdükçe enerji alanında çevresel, ekonomik ve siyasi problemler yaşanmaya devam edecektir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının arttırılması hem dünyada hem de Türkiye'de temiz ve çevreci bir gelecek sağlar. Ayrıca, bu kaynakların yaygınlaşması dışa bağımlılığı azaltma potansiyeline sahiptir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının alternatif olarak kullanılması tamamen yenilenebilir bir sistem veya hibrit sitemler şeklinde kendini göstermektedir. Günümüzde ve gelecekte enerji kaynaklarına olan talebin artmasıyla birlikte, ülkeler hem politik hem de çevreci yaklaşımlarla sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelmektedir. Bu bağlamda, Türkiye için temiz, yenilenebilir ve tükenmeyen enerji kaynakları bulmak büyük önem taşımaktadır. Türkiye'nin bu konudaki en etkili adımı, güneş enerjisinden yararlanmaktır. Güneş enerjisi, çevre dostu bir seçenek olmasının yanı sıra, Türkiye'nin coğrafi konumu nedeniyle büyük bir potansiyele sahiptir. Güneş enerjisine yapılan yatırımlar hem enerji bağımsızlığını artıracak hem de karbon salınımını azaltarak çevrenin korunmasına katkı sağlayacaktır. Bu nedenle, güneş enerjisi Türkiye'nin enerji stratejisinde önemli bir yer tutmalı ve bu alandaki çalışmalar hızlandırılmalıdır. Yenilenebilir enerji adına Türkiye'nin kendi kaynaklarının potansiyelini incelendiğinde rüzgâr ve güneş potansiyeli çevre ülkelere ve hatta dünya sıralamasında üst sırada kaynak miktarına sahiptir. Var olan bu kaynakların kullanımını teşvik eden bir dizi çalışma mevcuttur. Bu çalışma ve araştırmalardan da anlaşılmaktadır ki Türkiye'nin elektrik enerjisini neredeyse %90'ını güneş enerjisinden sağlayan ülkelerin çoğundan daha fazla potansiyeli ve kaynağı bünyesinde barındırmaktadır. Önümüzdeki yıllarda hem planlanan 10 yıllık çalışmalar hem de gerçekleştirilmiş 15 yıllık çalışmaların neticesi olarak ülkede kurulu güç ve bireysel veya işletme adına kullanılan güneş enerjisi sistemleri payını hızla arttıracağı ön görülmektedir. Araştırma sonuçları güneş enerjisinden yüksek verimin, güneş enerjinin elektrik enerjisine dönüşümü üzerinden sağlandığını göstermektedir. Bu dönüşüm sistemleri genelde Güneş Enerjisi Santrali (GES) ve Photovoltaic (PV) sistemleri olmakla beraber GES sistemleri hektar boyutunda geniş arazi denebilecek boyuttaki alanlarda kurulabilirken, PV sistemleri ise 1 veya 2m2'lik alanlar gibi küçük boyutlarda dahi kurulumlarının yapılabilmesi sebebiyle kullanım yaygınlığını elinde bulundurmaktadır. Her ne kadar PV sistemlerinin avantajları bu kadar yüksek olsa da PV kurulumun henüz çok uygun fiyatlı olmaması nedeniyle PV kurulumu yapılmadan önce kurulum yapılacak alanın uygunluğu incelenmelidir. Araştırmalar, birçok PV kurulumunun verimliliğini artıracak şekilde gerçekleştirilmediğini ve kurulum öncesi yeterli analiz yapılmadığını göstermektedir. Bu durum, kurulumların kendi maliyetini amorti edemeden kullanım ömrünü tamamlamasına neden olmaktadır. Bu çalışma bu konuya ışık tutmakta ve yüksek verimle temiz enerjinin sağlanabilmesi için güneş enerjisini kullanarak, PV kurulumu öncesi yapılan incelemeler sonucunda yapmaktadır. Yapılan diğer araştırmalardan öğrenildiği üzere PV kurulumu için alanın yeterli güneş ışığına xxii maruz kalması, eğim değeri, bakı değeri, meteorolojik değerleri ve en önemlisi güneş ışığının kurulum alanına düşen miktarını hesaplanması için güneş radyasyonu veya potansiyeli hesabının yapılması gerekmektedir. Bu çalışmanın asıl amacı seçili alandaki bir binaların çatılarının PV kurulumu adına uygunluk analizinin PVsyst yazılımı kullanılarak yapılmasıdır. PVsyst, güneş enerjisi sistemlerinin tasarımı, simülasyonu ve analizi için kullanılan bir yazılımdır. Güneş panelleri, invertörler, bataryalar gibi sistem bileşenleri seçilerek, bu sistemlerin farklı koşullardaki performansı değerlendirilebilmesine olanak tanıyan bir yazılımdır. Yazılım, çeşitli modelleme araçlarıyla enerji üretimi, gölgeleme etkileri, kayıplar ve ekonomik değerlendirmeler gibi analizleri yaparak, optimum sistem tasarımı ve verimliliği için rehberlik etmektedir. Kurulumlarının verim artış yolları incelendiğinde önemli kurulum analizlerinden biri de PV kurulumunun seçildiği yöntem ve bu yönteme uygun donanım ve açılar olmaktadır. PV kurulum açısı güneş ışınının panele ulaşımını etkilemesinden ötürü sabit açıda PV kurulumu PVsyst çevrimiçi programı kullanılarak simülasyonda incelenmiş rapor elde edilmiştir. Bu sabit açı için literatür çalışmasından elde edilen bir formülle 32°'lik sabit açıda kurulum uygun görülmüştür. Bu çalışmada sadece bina çatısının güneş potansiyeli değil aynı zamanda alana ulaşan güneş potansiyeli miktarı üzerinden ortalama bir PV sisteminin verim ve koşulları kullanılarak, kurulum için uygun seçilmiş bina çatısının PV sisteminden üretilecek elektrik enerjisi miktarı da hesaplanmıştır.