SOLİMPEKS MİMARLAR FOTOVOLTAİK KİTAPÇIĞI son

Fotovoltaik

Sistemler

i

Fotovoltaik Sistemler ve Elektrik Enerjisi Üretimi

Yenilenebilir Enerji Nedir?

Halen çoğu ülkede enerji için ağırlıklı olarak kömür, petrol, doğalgaz kullanılmaktadır. Fosil yakıtlar

denilen bu kaynaklar yenilenebilir değildir. Bu kaynaklar hem sınırlıdır, hem de rezervler azaldıkça fiyatı

pahalanacaktır. Üretilmesiyle çevre daha fazla zarar görecektir. Bunun aksine yenilenebilir enerji

kaynakları sürekli olarak kendilerini yeniledikleri için tükenmezler. Güneş ışığı ya da güneş enerjisi

ısınmak ve aydınlanmak için evlerde ve diğer binalarda doğrudan kullanılırken, elektrik üretmek, su

ısıtmak, soğutmak ve çeşitli ticari ve endüstriyel amaçlarla da dolaylı yoldan kullanılmaktadır. Tüm

yenilenebilir enerji kaynakları güneşten sağlanmaz. Bu kaynaklar güneş ışığının yanı sıra; rüzgar, akan

su (hidro güç), biyolojik süreçler ve jeotermal olarak sıralanabilir.

Yenilenebilir enerji kaynakları kömür, petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltmada

en kritik rolü üstlenmektedir. Yenilenebilir enerjilerin çoğu doğrudan ya da dolaylı yoldan güneşten

kaynaklanır.

Yenilenebilir Enerji kaynakları Kaynak veya Yakıtı

1

2

3

4

5

6

7

Güneş Enerjisi

Rüzgar Enerjisi

Dalga Enerjisi

Biyokütle Enerjisi

Jeotermal Enerji

Hidrolik Enerji

Hidrojen Enerjisi

Güneş

Rüzgar

Okyanus ve Denizler

Biyolojik Artıklar

Yer altı Suları

Nehirler

Su ve Hidroksitler

1

i


Güneş Enerjisi

Güneş enerjisi, güneş ışığından enerji elde edilmesine olanak sağlayan teknolojidir. Dünyanın en büyük

enerji kaynağı güneştir. Günlük güneş enerjisi ile dünya aydınlatılabilmekte; yağışlar ile su döngüsü

sağlanabilmekte ve en önemlisi de, fotosentez ile canlı yaşam sürdürülebilmektedir. Güneşin endüstriyel

manada enerji üretimi de mümkündür. Güneşin ışınım enerjisi, yer ve atmosfer sistemindeki fiziksel

oluşumları etkileyen başlıca enerji kaynağıdır.

Neden Güneş Enerjisi?

Güneş enerjisi sonsuz ve tükenmeyen bir enerji kaynağıdır, dolayısı ile bedavadır.

Güneş enerjisi, saf bir enerji türüdür. Gaz, karbon monoksit, duman, toz, kükürt veya radyasyon gibi

zararlı maddeleri yoktur.

Güneş, tüm dünya ülkelerinin yararlanabileceği bir enerji kaynağıdır. Bu sayede ülkelerin enerji açısından

bağımlılıkları ortadan kalkacaktır.

Güneş enerjisinin bir diğer özelliği, hiçbir ulaştırma harcaması olmaksızın her yerde

sağlanabilmesidir.

Güneşi az veya çok gören yerlerde biraz verim farkı olmakla birlikte, dağların tepelerinde vadiler ya da

ovalarda da bu enerjiden yararlanmak mümkündür.

Güneş enerjisi hiçbir karmaşık teknoloji gerektirmemektedir. Hemen hemen bütün ülkeler, yerel sanayi

kuruluşları sayesinde bu enerjiden kolaylıkla yararlanabilirler.

İşletme ve bakım maliyetleri az bir enerji kaynağıdır.

Türkiye’de Güneş Enerjisi

Güneş enerjisi potansiyeli yüksek olan Türkiye’nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2.628 saat

(günlük toplam 7,2 saat), ortalama toplam ışınım şiddeti 1.300 kWh/m²-yıl (günlük toplam 3,56

kWh/m²) olduğu tespit edilmiştir. Güneşten verimli oranlarda yararlanabilen gün sayısı yılda yaklaşık

110 gün gibi yüksek bir seviyededir.

2

i


Türkiye, özellikle güney bölgelerinde dünyanın güneşlenme kuşağı adı verilen kesimine denk gelmesinden

dolayı güneş enerjisinden elektrik üretimi için çok elverişli bir ülkedir. Avrupa’da bu potansiyele

denk düşebilecek veya üstüne çıkabilecek pek az sayıda bölge bulunmaktadır. Türkiye’nin güneş

enerjisinden yararlanma potansiyeli en fazla olan bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesi’dir. Akdeniz

Bölgesi ikinci sıradaki bölgemizdir.

Türkiye’nin bu bölgelere kıyasla avantajı, kurulum yapılabilecek alanın çok geniş olmasından kaynaklanmaktadır.

Sektör lideri Almanya ile Türkiye arasında güneşlenme değerleri açısından yüksek farklar

olması, Türkiye’nin eşdeğer bir kurulumla bu teknolojiden ne kadar çok yararlanabileceğine kanıttır.

3

i


Fotovoltaik Nedir?

Fotovoltaik (PV), güneş enerjisini elektrik akımına dönüştürme teknolojisidir. Silikon gibi bazı yarı

iletken materyallerden oluşan sistemlerdir. PV modüller, fotovoltaik ilkeye dayalı olarak çalışırlar, yani

üzerlerine ışık düştüğü zaman güneş enerjisini doğrudan DC elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken

malzemeden oluşur. Elektrik üreten panellerin enerjisinin kaynağı, yüzeyine gelen güneş ışığı yani

fotonlardır. PV modülleri, güneşten gelen bu ışığı günümüzde %15-%20 arasında bir verimle elektrik

enerjisine çevirebilmektedir. Güç çıkışını artırmak amacıyla çok sayıda güneş hücresi birbirine paralel

yada seri bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir, bu yapıya fotovoltaik modül adı verilir. Güç

talebine bağlı olarakmodüller birbirlerine seri ya da paralel bağlanarak birkaç Watt’tan megaWatt

dediğimiz yüksek kapasitelere kadar sistem oluşturmak mümkündür.

PV modüllerinden elde edilen enerji akü ve pillerde olduğu gibi doğru akımdır(DC). Bu nedenle üretim

tesislerinde ve evlerde kullanabilmek için inverter(evirici ya da çevirici) yardımıyla alternatif akıma (AC)

dönüştürülmeleri gerekmektedir.

Evlerin ya da apartmanların çatısına kurulacak

PV modüller aracılığıyla tüketim olan

yerde elektriği üretmek de mümkündür.

Güneşten sağladığımız enerji PV modüller

sayesinde elektrik enerjisine dönüşür. Bu

enerji çevirici sayesinde AC’ye çevrilir.

Sisteme bağlanacak çift yönlü sayaçla PV

modülleri sayesinde üretilen elektrik enerjisi

şebekeye verilebilir. Ev kullanıcısı elektrik

ihtiyacını şu anda olduğu gibi şebekeden

karşılamanın yanı sıra eğer üretilen enerji

tüketilen enerjiden fazlaysa devletin

açıkladığı garantili alım fiyatı üzerinden

mesken kullanıcısına dağıtıcı şirket tarafından

ödeme yapılır. Eğer tüketilen enerji

daha fazlaysa ev kullanıcısı yalnızca bu farkı

şebekeden satın almış olur.

4

i


Fotovoltaik Neden Tercih Edilmelidir?

- PV sistemler güvenli ve güvenilir sistemlerdir.

- PV sistemlerin kaynağı olan Güneş enerjisi sonsuz ve bedavadır.

- Bakım-onarım gerektirmeyen sistemler olması ile birlikte sistemi yıpratacak hareketli parçası yoktur.

- Her yere kolayca monte edilir.

- PV sistemler gürültü yapmaz ve zararlı gazlar üretmez.

- PV sistemler sera gazı salınımlarını ciddi ölçüde düşürür dolayısıyle çevrecidir.

- PV sistemler geri dönüştürülebilir.

Fotovoltaik Sistemin Yararları Nelerdir?

Fotovoltaik sistemler son zamanlarda kendi elektriğini üretmek isteyen yatırımcıların ilgisini çekmekle

birlikte Pasif Ev ve Artı Enerji Evi projeleri içinde kullanılmaktadır. Mimari açıdan ilgi çeken bu sistemler

aynı zamanda şebekenin olmadığı ve elektrik şebekesinin ekonomik olarak çekilmesinin çok masraflı

olduğu bölgelerde tercih edilebilmektedir. Sinyalizasyon, telekomünikasyon istasyonları, yangın gözetleme

kuleleri, deniz fenerleri, yayla ve dağ evleri, sulama sistemleri, kırsal bölgelerdeki askeri birliklerde,

karavanlarda ve yatlarda PV paneller tercih edilmektedir.

Enerji fiyatlarının günden güne arttığı ülkemizde ortalama 48 yıllık çalışma ömrü olan PV panellerinin

şebeke alt yapısına sahip bölgelerde küçük ve orta ölçekli ticarethane statüsündeki işyerlerinde ve

konutlarda kullanımı son derece uygundur. Ayrıca elektrik kesilmelerinin yoğun yaşandığı bölgelerde

de PV sistem akülü olarak devreye alındığı takdirde sistem kesintisiz bir güç kaynağı görevi görmesi

nedeni ile tercih edilmektedir.

5

i


Fotovoltaik Panel Çeşitleri Nelerdir ?

• Monokristalin (Tek Kristalli) Paneller

Yüksek verimli monokristalin hücrelerden meydana gelmektedir. Aynı gücü üreten polikristalin hücrelere

oranla daha az yer kaplamaktadır. Üretimi esnasında yüksek teknoloji kullanıldığından üretim

aşaması daha uzun sürmektedir. Yapısında sadece yüksek saflıktaki kristal kullanıldığından mono adını

almaktadır. Uzun ömürlüdür sistemlerdir. Verimlilikleri %13-%16 civarındadır.

• Polikristalin (Çok Kristalli) Paneller

Üretim ekipmanlarına kolay ulaşılabilir olmasına rağmen enerji verimliliği monokristalin hücrelere göre

daha düşüktür. Monokristal saflığında üretilmemekte olup, heterojen yapısından ötürü polikristal adını

almaktadır. Verimlilikleri %11-%16 değerlerindedir.

• İnce Film Paneller

İnce Film hücreler güneş ışınları emici özelliktedir. Kristal panellere oranla düşük verimlidir. Düşük

veriminden ötürü yüksek güç üretebilmeleri için büyük alanlara ihtiyaç duymaktadır. %7 ile % 11

arasında verimlilik değerlerine sahiptirler.

• Esnek Panel

Geleneksel panel teknolojisinden farklı olarak çatı uygulamaları için özellikle geliştirilmiştir. Kolay

taşınabilir ve uygulanabilirdir. Kurulumu için herhangi bir konstrüksiyona veya profile ihtiyacı yoktur.

Ancak verimliliği diğer panellere oranla daha düşüktür ve %4 ile %8 arasında değişmektedir.

Alüminyum çerçeve

Cam

EVA

Solar hücre

EVA

Arka Kaplama

Bağlantı kutusu

6

i


• Solimpeks PV-T (Hibrit) Panel

Solimpeks PowerVolt Hibrit paneller aynı anda hem eletrik üreten hem de kullanım suyu sağlayan

sistemdir. Bu paneller üst yüzeyindeki hücreler ile elektrik enerjisi üretirken, panelin arka yüzünde

bulunan yüksek verimli bakır plakalar ile kullanım suyunu depolar. Panelin içerisinden geçen serin

sıvının sirkülasyonu sayesinde hücrelerde oluşan sıcaklık uzaklaştırarak elektrik üretimindeki verim

artırılır. Böylece güneş ışınımından maksimum değerde geri dönüşüm elde edilmiş olur. Ayrı ayrı

kurulmuş olan PV sistem ve Termal sistemlere göre daha düşük kurulum maliyetine sahiptir.

PowerVolt

Fotovoltaik Sistem Türleri Nelerdir?

Şebekeden Bağımsız Akü Depolamalı Fotovoltaik Sistemler (Off-Grid)

Yerel elektrik hatlarına ulaşmanın zor veya çok masraflı olduğu durumlarda bu sistem kullanılabilir. Bu

sistemlerde üretilen elektrik enerjisi akü gruplarında depo edilmekte ve bu depolanan enerji çevirici

vasıtasıyla şebeke gerilimine dönüştürülmektedir. Bu sayede kullanım durumuna göre monofaze veya

Trifaze kullanım mümkündür. Off-Grid (akü depolamalı) sistemlerde 4 ana ekipman bulunmaktadır.

Bunlar fotovoltaik güneş paneli, şarj kontrol cihazı, çevirici ve akü gurubu’dur.

7

i


Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Sistemler (On-Grid)

Bu sistemde ürettiğiniz elektriği akülerde depolamaya gerek kalmadan şebeke ile karşılıklı alısveriş

imkanı mevcuttur. Ürettiğiniz elektrik tüketiminizden fazla ise elektriği şebekeye satmanız mümkündür.

Öteki açıdan ürettiğiniz elektrikten fazlasına ihtiyacınız olduğu takdirde ise fazla elektriği yine

şebekeden satın almanız mümkündür. Bu sayede akü ve çevirici masrafı ortadan kalkmakla birlikte

çevre dostu temiz enerji sistemlerinin şebeke elektriği bulunan yerlerde de uygulanmasına olanak

sağlanmaktadır.

Solar Paneller

Montaj Ekipmanları

Şebeke

Çevirici

8

i


Yenilenebilir Enerji Kanunu ve Avantajları

Güneş enerjisinden elektrik üretimi ile ilgili yatırımcıların uzun zamandır beklediği yenilenebilir enerji

kaynakları yasası ile devlet yenilenebilir enerji kaynaklarını desteklemeye yönelik garantili elektrik alımı

kanunu yürürlüğe girdi. Böylece 1000kWp kurulu güç kapasitesine kadar lisanssız üretim

gerçekleştirilebiliyor. Ayrıca güneşten üretilen elektrik devlet garantisi altında 13,3 ABD Doları

cent/kWh’den elektrik dağıtım şirketleri tarafından alınıyor. Buna ek olarak Türkiye Cumhuriyeti Devleti,

yerli üretimi teşvik etmek amacıyla bazı ek teşvikler de sağlamaktadır. Bu teşvikler aşağıdaki tabloda

yer almaktadır.

Fotovoltaik Güneş

Enerjisine Dayalı Üretim

Tesisi

Sistem Montaj Detayları

Yerli Katkı İlavesi

II Sayılı Cetvel

Yurt içinde Gerçekleşen

İmalat

1- PV Panel entegrasyonu ve

güneş yapısal mekaniği

imalatı

2- PV Modülleri

3- PV Modülünü oluşturan

hücreler

4- İnvertör

5- PV Modülü üzerine güneş

ışınını odaklayan malzeme

Yerli Katkı İlavesi

(ABD Doları cent / kWh)

Güneş panelleri mesken tipi sistemlerde genellikle çatıya yerleştirilir ve kuzey güney doğrultusunda

Güneye bakan bir açıda konumlandırılır. Sabit tip paneller, kullanıldığı bölgenin coğrafik konumuna

göre değişen eğim açılarına sahip olacak şekilde yerleştirilir. Güneş panellerinin güneşe göre açısı her

gün ve ay değişmektedir. Açının optimum belirleme noktasında yaz zamanı, kış zamanı, ya da yıllık

zaman ortalaması baz alınarak montaj gerçekleştirilmelidir ve genellikle yataya göre 25° ila 35° açıyla

yerleştirilir. Örneğin 1 kWp bir FV sistemi, kullanılacak modül tipinin boyutlarına ve hücre yapısına bağlı

olarak yaklaşık olarak 9-14m² çatı veya açık alanda yer kaplar.

0,8

1,3

3,5

0,6

0,5

Türkiye'de güneş enerjisi üretiminin yönelim

ve eğime bağlı değişimi.

Bu tablo sadece Türkiye ortalama ışınımını kapsamaktadır.

Gerçek değerler ram konuma göre değişiklik gösterebilir.

9

i


Evsel kullanımlarda eğim açısı genellikle çatı eğimine bağlıdır ve estetik sebepler dikkate alınarak

belirlenir. Çoğu müşteri panellerin çatıdan belirgin şekilde yüksek durmasını istemez. Zaten çatı

yapısından dışarıya çıkan tasarımlar, rüzgâr yükü ve dayanım/güvenlik nedenleri ile planlama izni

açısından da sorun oluşturabilir.

FV sistemlerin yıllık ürettiği elektrik enerjisi, kurulu sistemin kurulduğu noktadaki ışınım ve güneşlenme

süresi değerleriyle doğrudan ilişkilidir. Bununla birlikte, ortamdaki sıcaklık, gölgeleme faktörü ve

kullanılan sistem bileşenlerinde meydana gelen kayıplar da sistemden elde edilen enerji kaybını

etkileyen diğer etkenler olarak karşımıza çıkmaktadır.

Çatıda gölgelenme örneği

Sistemde kullanılacak montaj sehpaları uygulamanın gerçekleştirileceği alana göre çok çesitli tipte

olabilmektedir. Temel olarak iki yapıya ayrılmaktadır.

1- Sabit tip günes paneli sehpaları

10

i


2- Hareketli tip güneş ışığını takip eden sistem (tracking)

Çeşitli Tiplerde Güneş Takip Sistemi Örnekleri

Fotovoltaik Sistemin Uygulama Alanları Nelerdir ?

Çatıda

1- Çatı örtüsü üzerine ek bir yapı ile

2- Çatı örtüsü olarak

3- Teras çatıda testere dişi

4- Teras çatı örtüsü

Cephede

5- Cephe yüzeyine ek bir strüktür ile

6- Cephe kaplama malzemesi olarak

Farklı Yapı Bölümlerinde

7- Parapet

8- Güneş kırıcılar

Bağımsız Sistem

9- Toprak zemin üzerine

1 2

3 4 5 6 7 8 9

11

i


Fotovoltaik Sistemin Uygulama Örnekleri

Cephe Kaplama Malzemesi

Bağımsız Toprak Üstü Uygulama

Kiremit Tipi Özel Uygulamalar

12

i


Mimari Tasarımlarda Uygulama

Çatı Örtüsü Uygulaması

Pasif Ev Uygulaması

13

i


Örnek Hesaplama

Yön: güney cepheli

1 kW : 10 m² (4 adet 250w panel)

Toplam kurulu güç :15 kW

Toplam Panel Sayısı : 60 adet 250w

Güneşli Havalar için ;

Güneşlenme süresi : 7 saat

Toplam üretim : 7 x 15 kW= 105 kWh

Meskenin günlük tüketim : 10 kWh

Net Üretim : 105 – 10 = 95 kWh ihtiyaç fazlası elektrik üretimi

• kWh başına ödenen 13,3 ABD Dolar Cent destek bedeli ödemesi üzerinden destekleme tutarını

hesaplayalım:

1 günde: 95 kWh x 0,133 ABD$/kWh x 2,65 TL/ABD = 33,48 TL

• 30 gün sürdüğü takdirde:

(30x 95) = 2.850 kWh enerji ve 2.850 x 0,133 ABD$/kWh x 2,65 TL/ABD = 1.004 TL aylık gelir elde edilir.

• 1 ay boyunca günlük 10 kWh elektrik enerjisi tüketimi

Aylık Tüketim : (30 x 10) = 300 kWh

Meskenin elektrik enerjisi faturası için aylık; 300 kWh x 0,38 Krş/kWh = 114 TL elektrik fatura ödemesi

• Sonuç;

- İlgili tesisisin yatırım ve işletme maliyetleri ihmal edilmek kaydıyla,

- 1.004 TL üretimden kaynaklı destek ödemesi alacağı,

- 114 TL tutarında elektrik faturasını da ödemeyeceği göz önünde bulundurulursa aylık toplam;

1.004 TL + 114 TL = 1.118 TL tutarında kazanç elde edeceği sonucuna ulaşılır.

- Bu sistem eğimli çatı alanında yaklaşık olarak 120 m² yer kaplarken, düz çatı alanı veya düz açık

arazide 210m² yer kaplayacaktır.

14

Karacaoğlan Mah. Kemalpaşa Sok. No:295 / I Yalçın İş Merkezi Işıkkent- Bornova / İZMİR

https://tr-tr.facebook.com/solimpekssolarenerji

0532 111 52 62

https://twitter.com/solimpeks_tr

www.solimpeks.com.tr

SOLİMPEKS MİMARLAR FOTOVOLTAİK KİTAPÇIĞI son

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?