Şebekeden bağımsız bir PV sisteminin simülasyon yazılımları ile boyutlandırılması ve maliyet analizi

Abstract

Toplumların gelişen teknoloji ile birlikte enerji ihtiyaçları artmaktadır. Enerji alanında önümüzdeki süreçte arz/talep dengesinde olumsuzluklar yaşanacağı varsayılmaktadır. Ülkeler enerji kaynaklarını çeşitlendirmek ve enerji sürekliliğini sağlayabilmek amacıyla çeşitli zorunluluklar getirmekte ve alternatif çalışmaları teşvik etmektedirler. Enerji alanında ülkeler kendilerine yetebilecek hale gelmeyi amaçlamaktadırlar. Ülkeler bu amaca ulaşabilmek için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasıyla CO2 emisyonlarının azalması, kaynakların çeşitliliği (rüzgar, güneş, biyokütle, hidro vb.) gibi avantajlı durumlar vardır. Türkiye, enerji üretiminde rüzgar ve güneş enerjisini kullanma açısından dünyada pekçok ülkeyi geride bırakacak potansiyele sahiptir. Türkiye'de günlük ortalama güneşlenme süresi 7,5 saat/gündür , günlük ortalama radyasyon yoğunluğu ise 4,18 kWh/m2-gün'dür. Bu yüksek değerlere rağmen, Ağustos 2020 tarihinde toplam enerji üretiminin %6.8'i güneş enerjisinden sağlanmıştır. Türkiye zengin güneş kaynaklarına sahip olmasına karşın, kişi başına düşen kurulu güneş enerjisi kapasitesi dünya ortalamasının %15 gerisindedir. Avrupa ülkelerinden İspanya ve İtalya'ya göre ise bu oran %50'nin altındadır. Bu tez çalışmasında, elektrik dağıtım ağının dışında kalmış, buna karşın güneş radyasyonu açısından verimli olacak bir yerleşim yeri tespit edilmeye çalışılmıştır. Ülkemizde Akdeniz Bölgesinde Antalya ili sınırları içinde bulunan ve elektrik altyapısı olmayan yaşam alanları olup olmadığı araştırılmış ve Konyaaltı ilçesi sınırları içerisinde yer alan Üçoluk Yaylası çalışma bölgesi olarak seçilmiştir. Şebeke dışı alanlarda yaşayan ve ihtiyaç duydukları elektrik enerjisine erişimi olmayan insanlar için kurulacak PV sistemlerinin tasarımının yapılması ve maliyet – fayda incelemelerinin yapılabilmesi için simülasyon yazılımlarından yararlanılması öngörülmüştür. Bu amaçla, tez kapsamında Homer Pro ve PVsyst programları ile sistem tasarımı yapılmış ve böyle bir sistemin maaliyet analizi yapılmıştır. Enerji üretecek sistem olarak güneş paneli, batarya ve inverterden oluşan bir PV sistemi tercih edilmiştir. Homer Pro yazılımı, belirlenen elektrik tüketimi göz önüne alındığında sistem komponentlerini, 9,98 kW gücünde PV panel, 66 kWh Batarya ve 5,85 kW kapasitesinde inverter olarak belirlemiştir. Benzer şekilde PVsyst programı ise 9,40 kW gücünde PV panel, 60,5 kWh batarya ve 8,17 kW kapasitesinde inverterden oluşan sistem önermiştir. Şebekeye bağlı veya şebekeden bağımsız bir sistem tasarımında Homer Pro ve/veya PVsyst gibi yazılımların kullanılmasıyla gerçeğe uygun, hızlı, hassas ve verimli sonuçlar elde edilmesi sağlanacaktır. Örnek binanın yer aldığı kırsal bölgelerin her noktasına elektrik şebekesi ve altyapısının kurulmasının maliyeti karşısında , enerji ihtiyacı olan her bina için şebekeden bağımsız bir elektrik üretim sisteminin kurulması, ülke ekonomisine de ayrıca fayda sağlayacaktır.