Samsun İlinde Kurulu Şebekeye Bağlı Bir Güneş Enerji Santralinin Performansına Gölgelenme Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Fotovoltaik (FV) sistemlerde güç üretimi, güneş panellerinin kısmi veya tam gölgelenmesinden önemli ölçüde etkilenir. Bu tez çalışmasında, çevresel yapılar tarafından oluşan gölgelenmenin FV modüllerin performansına etkisi araştırılmıştır. güneşin gün içindeki konumu, doğuşundan batışına kadar ki zaman diliminde mevsimlere bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle cisimlerin gölgeleri de güneşin konumuna ve geliş açısına paralel olarak farklı boyut ve yönlerde oluşmaktadır. FV dizi üzerinde oluşan gölgeler, modüllerin yüzeyinde kapladıkları alan büyüklüğü ile doğru orantılı olarak güç kayıplarına neden olmaktadır. Bu güç kayıplarının ne boyutta olduğunu ortaya koyabilmek için şebekeye bağlı bir FV güç santralinde yapılan yapısal hata sonucu oluşan gölgelenme etkisi incelenmiştir. Gölgelenme etkisiyle oluşan güç kayıplarını ölçmek için Samsun ili İlkadım ilçesinde kurulu olan 480 kW'lık güneş enerji santralindeki gölgelenmeden etkilenen evirici-16 ve gölgelenmeden etkilenmeyen evirici-13'e bağlı FV modül dizileri kullanılmıştır. Fotovoltaik modül dizilerinin güç üretimi, güç kaybı oranları ve gölgeleme alan oranları hem gölgeli hem de gölgesiz dizi performansları karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. FV dizilerinin performansları 12 ay boyunca düzenli olarak havanın açık ve güneşli olduğu günlerde takip edilmiş ve üretim miktarları gözlemlenmiştir. Performans verilerinin değerlendirilmesi sonucunda, gölgelenmeye maruz kalan 30 kW'lik kurulu güce sahip olan FV dizideki enerji kaybının 307 kWh, yüzdelik oransal farkında %0.66 olduğu görülmüştür. Literatür taraması yapıldığında, Samsun ili ve Türkiye genelinde farklı iller için fotovoltaik panellerin performans ve gölgelenme etkisi çalışmaları farklı coğrafi ve iklim koşulları altında test yöntemleri ya da deneysel ortamlarda yapıldığı fakat birçok yönden aralarında farklılıklar bulunduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle bu çalışma diğer çalışmalardan farklılık arz etmektedir.In photovoltaic systems, power generation is significantly affected by partial or complete shading of solar panels. In this thesis, the effect of shading by environmental structures on the performance of photovoltaic (PV) modules is investigated. The position of the sun during the day changes from the sunrise to the sunset depending on the seasons. Therefore, the shadows of the objects are formed in different dimensions and directions in parallel with the position and angle of incidence of the sun. Shadings on the PV array cause power losses in direct proportion with the size of the area they occupy on the surface of the modules. In order to determine the extent of these power losses, the effect of shading caused by structural mistake in a real PV power plant was investigated. In order to measure the power losses caused by shading, the PV module arrays connected to shadded inverter-16 and unshaded inverter-13 in a 480 kW solar power plant established in Ilkadim district of Samsun were used. Power generation, power loss ratios and shading area ratios of photovoltaic module arrays were evaluated by comparing both shaded and unshaded array performances. The performances of PV arrays were regularly monitored for 12 months on clear and sunny days and production quantities were recorded. As a result of the evaluation of the performance data, the loss of the shaded PV array with the installed power of 30 kW was 307 kWh and the percentage was 0.66%. The literature reporting, photovoltaic panels for Samsun and for various cities in Turkey, in the overall performance and shading effects studies test method under different geographical and climatic conditions or are made with experimental medium but it was found that a difference exists between them in many ways. Therefore, this study differs from other studies