ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ
MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Makine Mühendisliği Bölümü
BİTİRME PROJESİ I
GÜNEŞ PİLİ UYGULAMALARI VE GÜNEŞ PİLİNDEN
FAYDALANILARAK BİR KOMPLEKSİN
ELEKTRİK İHTİYACININ HESAPLANMASI
Hazırlayan
Hasan Kağan TÜRKMEN
ERZURUM 2014
ÖNSÖZ
2013-2014 eğitim öğretim yılında hazırlamış olduğum bu tez de öncelikle dört yıllık
eğitim öğretimim boyunca almış olduğum enerji, termodinamik derslerimden
faydalandım. Bu dersleri aldığım hocalarım ve en başta bitirme tezimi yürütmem de
bana yardımcı olan Doç. Dr. Bayram ŞAHİN ‘e teşekkürü bir borç bilirim.
Ayrıca bu tez kapsamında çeşitli bilgi ve kaynakların elde etmemde bana yardımcı olan
Solimpeks Solar ‘a teşekkürü borç bilirim.
Hasan Kağan TÜRKMEN
ERZURUM
2014
İçindekiler
ÖNSÖZ ......................................................................................................................................... 1
1.Güneş Enerjisi Nedir ? ............................................................................................................. 1
2. Güneş Pili Nedir ? ................................................................................................................. 1
2.1. Güneş Pili Çalışma şekli ........................................................................................................ 2
2.1.1. Hücre ,Modül ve Dizi için Örnekler.................................................................................... 3
2.1.2. Fotovoltaik Hücrede Elektrik Akımının Etkisi .......................................................... 4
2.1.3. Fotovoltaik hücre çalışma prensibi ............................................................................. 5
2.1.4. Bir Fotovoltaik Hücrenin Yapısı ................................................................................. 5
2.1.5. Güneş Pilinin Yapısı ................................................................................................... 6
2.2. Güneş Pili Tipleri ............................................................................................................... 6
2.2.1. Tek kristal silisyum güneş pilleri ................................................................................ 6
2.2.2. Çok kristalli silisyum güneş pilleri ............................................................................. 7
2.2.3. İnce film güneş pilleri ................................................................................................. 7
2.2.4. Amorf silisyum güneş pilleri ....................................................................................... 8
2.2.5. Kadmiyum tellür ince film güneş pilleri ..................................................................... 8
2.2.6. Bakır indiyum Diselenid güneş pilleri ........................................................................ 9
2.3. Güneş Pillerinin Karşılaştırılması ...................................................................................... 9
2.4. Güneş Pilinin Elektriksel Modeli ..................................................................................... 10
2.5 Güneş Pili İçin :................................................................................................................. 10
2.6. Güneş pilinin karakteristikleri .......................................................................................... 11
2.7. Güneş ışığının PV paneline etkisi .................................................................................... 11
2.8. Çalışma sıcaklığının PV paneline etkisi ........................................................................... 12
2.9. Güneş pili sistemleri ......................................................................................................... 12
2.9.1 Şebekeye bağlı güneş pili sistemleri .............................................................................. 12
2.9.2. Şebekeden bağımsız güneş pili sistemleri ..................................................................... 13
2.9.3. Bağımsız güneş pili sistemleri ...................................................................................... 13
2.9.4. Maksimum güç noktası izleyicisi (MPPT) .................................................................... 14
3. Güneş enerjisinden elektrik üretimi için gerekli ekipmanlar .............................................. 15
3.1. İnverter ............................................................................................................................ 15
3.2. Şarj regülatörü .................................................................................................................. 15
3.3. Akü ................................................................................................................................... 16
3.4. Güneş pili bağlantı şeması ............................................................................................... 16
3.5. Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi ile 45 KWP Kurulu Güç ....................................... 17
3.5.1. Sunny Design Programı ile Hesaplama ......................................................................... 17
3.5.2. Sunny Design Programının Tanıtılması ........................................................................ 17
3.5.2.1. Proje Verileri .............................................................................................................. 17
3.5.2.2. PV Sistemi .................................................................................................................. 18
3.5.2.3. Kablo boyutlandırma .................................................................................................. 19
3.5.2.4. Öztüketim ................................................................................................................... 20
3.6. Sunny Design yardımı ile hesaplanan projenin elle hesaplanması................................... 21
3.6.1. Projede kullanılacak PV modülü sayısının hesaplanması ............................................. 21
3.6.2. İnverter Seçimi .............................................................................................................. 21
3.6.3. PV ‘lerin seri ve paralel bağlanarak oluşturacağı çalışma aralığı ................................ 22
3.6.3.1 Voltaj ile uygunluk hesaplama .................................................................................... 22
3.6.4. Hava soğursa oluşacak yeni voltaj ............................................................................... 22
3.6.5. Akım ile uygunluk hesabı ............................................................................................. 22
3.6.6. Kablo Hesabı ................................................................................................................. 23
3.6.7. AC kablo hesabı ............................................................................................................ 23
3.6.8. DC kablo hesabı ............................................................................................................ 23
3.6.9. Maliyet hesabı ............................................................................................................... 24
4. KAYNAKLAR ................................................................................................................... 25
Şekil 1 Güneş pili çalışma şekli .................................................................................................... 2
Şekil 2 Hücre, Modül, Panel ,Dizi ................................................................................................ 3
Şekil 3 Örnekler ............................................................................................................................ 3
Şekil 4 Silisyum molekülü ............................................................................................................ 4
Şekil 5 Elektrik akımının etkisi ..................................................................................................... 4
Şekil 6 Hücrenin çalışma prensibi................................................................................................. 5
Şekil 7 Hücrenin yapısı ................................................................................................................. 5
Şekil 8 Güneş pilinin yapısı .......................................................................................................... 6
Şekil 9 Tek kristal silisyum güneş pilleri ...................................................................................... 7
Şekil 10 Çok kristalli silisyum güneş pilleri ................................................................................. 7
Şekil 11 İnce film güneş pilleri ..................................................................................................... 8
Şekil 12 Güneş pillerinin karşılaştırılması .................................................................................... 9
Şekil 13 Güneş pilinin elektriksel modeli ................................................................................... 10
Şekil 14 Güneş pilinin karakteristikleri....................................................................................... 11
Şekil 15 Güneş ışığının PV paneline etkisi ................................................................................. 11
Şekil 16 Çalışma sıcaklığının PV paneline etkisi........................................................................ 12
Şekil 17 Şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız güneş enerjisi sistemleri ................................. 13
Şekil 18 Maksimum güç noktası izleyicisi .................................................................................. 14
Şekil 19 İnverter .......................................................................................................................... 15
Şekil 20 Şarj regülatörü ............................................................................................................... 15
Şekil 21 Solar akü ....................................................................................................................... 16
Şekil 22 Güneş pili, inverter, akü, şarj regülatörü ....................................................................... 16
Şekil 23 Sunny Design sisteme genel bakış ................................................................................ 17
Şekil 24 Sunny Design programında tasarımın değerlendirilmesi .............................................. 18
Şekil 25 Sunny Design PV modülü ve şebeke arası kablo bağlantısı ......................................... 19
Şekil 26 Sunny Design Öztüketim verileri .................................................................................. 20
Tablo 1 Maliyet Hesabı ............................................................................................................... 24
1
1.Güneş Enerjisi Nedir ?
Güneş enerjisi ya da Güneş erkesi, Güneş ışığından enerji elde edilmesine dayalı bir
teknolojidir. Güneşin yaydığı ve Dünya'mıza da ulaşan enerji, Güneş'in çekirdeğinde
yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının
helyuma dönüşmesi şeklindeki füzyon sürecinden kaynaklanır. Dünya atmosferinin
dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 değerindedir; ancak
yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya
gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır.
Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız
kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından
düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir enerji kaynağı olarak kendini
kabul ettirmiştir.
2. Güneş Pili Nedir ?
Güneş pilleri ya da foto voltaik piller, yüzeylerine gelen güneş ışınını doğrudan elektrik
enerjisine dönüştüren yarı iletken maddeler. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde
biçimlendirilen güneş pillerinin alanları genellikle 100 cm2 civarında kalınlıkları ise 0,20,4 mm arasında oluyor. Foto voltaik etki silisyum gibi yarıiletken maddelerin içinde
oluşur. Foto pil denen foto voltaik hücreler, bir P-N denklemi, yani iki katmanlı bir yarı
iletken bölge içerir. Bunların birindeki (“delik” diye de adlandırılan ve + elektrik
yüküyle sonuçlanan) elektron azlığı ve diğerindeki
(- yük sağlayan) fazlalık, bu
bölgenin her iki tarafında bir elektrik alanın oluşmasına yol açar. Yarı iletken tarafından
emilen ışık akısının fotonları, yarı iletken parçanın iki tarafında ayrı ayrı toplanan
elektron delik çiftlerini oluşturur. Bunun sonucunda, eklemin aydınlanan yüzüyle ve
buraya düşen ışığın yoğunluğuyla orantılı bir elektrik akımı meydana gelir.
Açık,
güneşli bir havada 1 desimetre çapında bir foto pil , yaklaşık olarak 1 Watt üretir.
Verimi (çıkış gücünün gelen ışık gücüne oran›) kullanılan malzemeye göre değişir. Foto
piller genellikle çok kristalli ya da amorf (biçimsiz) silisyumdan yapılır. Çok kristalli
2
silisyum yüksek güvenilirliğinden ve yüksek veriminden dolayı(yüzde 10-14) ilgi
çekiyor. Buna karışıklık amorf silisyumun verimi daha düşük ( yüzde 7).
2.1. Güneş Pili Çalışma şekli
Şekil 1 Güneş pili çalışma şekli
Güç çıkışını artırmak amacıyla çok sayıda güneş pili birbirine paralel ya da seri
bağlanarak bir yüzey üzerine monte edilir,bu yapıya güneş modülü ya da fotovoltaik
modül denir.Güç talebine bağlı olarak modüller birbirlerine seri ya da paralel
bağlanarak birkaç W ‘tan MW ‘lara kadar sistem oluşturulur.
3
Şekil 2 Hücre, Modül, Panel ,Dizi
2.1.1. Hücre ,Modül ve Dizi için Örnekler
Şekil 3 Örnekler
Yapıları basitçe oluşan Proton ve Nötron eklemden oluşan diyotlara benzer.
Fotoelektrik prensibine dayanarak pilden fotonlar tarafından koparılan elektronlar
eklemde harekete geçer ve bir elektrik akımı oluşturur. Güneş pili yapımında en çok
silisyum(1.1 e V), galyum arsenit (GaAs-1.43 e V ), kadmiyum tellür (CdTe ) gibi
anorganik malzemeler kullanılır. Yarı - iletken maddelerin güneş pili olarak
kullanılabilmeleri için Nötron ya da Proton katkılanmaları gerekir. Katkılanma , saf
yarı-iletken eriyik malzemelerin kontrollü olarak eklenmesiyle yapılır. Elde edilen yarı-
4
iletkenin n ya da p tipi olması katkı maddesine bağlıdır. En yaygın güneş pili maddesi
olarak kullanılan silisyumdan n tipi silisyum elde etmek için silisyum eriyiğine
periyodik cetvelin 5. grubundan bir element ,örneğin fosfor eklenir.
Şekil 4 Silisyum molekülü
Silisyumun dış yörüngesinde 4, fosforun dış yörüngesinde 5 elektron olduğu için ,
fosforun fazla olan tek elektronu kristal yapıya bir elektron verir. Bu nedenle 5. Grup
elementlerine ‘’ verici ‘’ ya da ‘’ n tipi ‘’ katkı maddesi denir. p tipi silisyum elde
etmek için ise , eriyiğe 3. gruptan bir element (alüminyum , indiyum , bor gibi ) eklenir.
Bu elementlerin son yörüngesinde 3 elektron olduğu için kristalde bir elektron eksikliği
oluşur, bu elektron yokluğuna hol ya da boşluk denir ve pozitif yük taşıdığı varsayılır.
Bu tür maddelere de ‘’ p tipi’’ ya da ‘’ alıcı ‘’ katkı maddeleri denir. p n eklem
oluştuğunda , n tipindeki çoğunluk taşıyıcısı olan elektronlar ,p tipine doğru akım
oluştururlar .Bu olay her iki tarafta ki yük dengesi oluşana kadar devam eder.
2.1.2. Fotovoltaik Hücrede Elektrik Akımının Etkisi
Şekil 5 Elektrik akımının etkisi
5
2.1.3. Fotovoltaik hücre çalışma prensibi
Şekil 6 Hücrenin çalışma prensibi
2.1.4. Bir Fotovoltaik Hücrenin Yapısı
Şekil 7 Hücrenin yapısı
6
2.1.5. Güneş Pilinin Yapısı
Şekil 8 Güneş pilinin yapısı
2.2. Güneş Pili Tipleri
1. Tek kristal silisyum güneş pilleri
2.Çok kristalli silisyum güneş pilleri
3.İnce film güneş pilleri
4.Amorf silisyum güneş pilleri
5.Kadmiyum tellür ince film güneş pilleri
6.Bakır indiyum Diselenid güneş pilleri
2.2.1. Tek kristal silisyum güneş pilleri
Czochralski prosesi ile silindirik kütleler halinde üretilir. Yuvarlak kesite sahip
olduğundan 4 hücrenin birleştiği köşelerde büyük aralıklar olur. Pahalıdır.
7
Şekil 9 Tek kristal silisyum güneş pilleri
2.2.2. Çok kristalli silisyum güneş pilleri
Döküm yöntemi ile üretilir. Soğutma işlemi tek kristale göre hızlı olduğundan kristal
yapıda çatlaklar oluşur. Köşeler dik olduğundan köşelerde boşluklar azdır. Tek kristalli
silisyuma göre ucuzdur.
Şekil 10 Çok kristalli silisyum güneş pilleri
2.2.3. İnce film güneş pilleri
Kimyasal buhar deposition yöntemleri ile üretilir. Verimleri % 8 civarındadır.
8
Şekil 11 İnce film güneş pilleri
2.2.4. Amorf silisyum güneş pilleri
Amorf silisyum güneş pilleri (a-Si), ince film güneş pili teknolojisinin en önde gelen
örneğidir. İlk yapılan a-Si piller Schottky bariyer yapısında iken, daha sonraları p-i-n
yapıları geliştirilmiştir.
P-i-n yapısındaki pillerin fabrikasyonu kalay oksitle kaplı
iletken bir yüzeyin üzerine çöktürme yöntemi ile yapılır, bu yüzeyin arkası daha sonra
metalle kaplanır. Verimleri %5-8 arasındadır. Ancak bu piller, kısa zamanda bozunuma
uğrayarak çıkışları azalır. Kristal yapı özelliği göstermeyen bu Si pillerden elde edilen
verim %10 dolayında, ticari modüllerde ise %5-7 mertebesindedir. Günümüzde daha
çok küçük elektronik cihazların güç kaynağı olarak kullanılan amorf silisyum güneş
pilinin bir başka önemli uygulama sahasının, binalara entegre yarısaydam cam yüzeyler
olarak, bina dış koruyucusu ve enerji üreteci olarak kullanılabileceği tahmin
edilmektedir.
2.2.5. Kadmiyum tellür ince film güneş pilleri
Verimleri % 9 civarındadır.
9
2.2.6. Bakır indiyum Diselenid güneş pilleri
Periyodik tablonun birinci, üçüncü ve altıncı guruptan elementlerin üçüncünün ya da
daha fazlasının bir araya gelmesi ile oluşan bu bileşik yarı iletkenlerin soğurma
katsayıları oldukça yüksek olup, yasak enerji aralıkları güneşin spekturumu ile ideal
bir şekilde uyuşacak biçimde ayarlanabilir. Bakır indiyum ve selenyum dan yapılan
üçlü bileşik yarı iletkenle başlayan bu grup (CIS) güneş pilleri olarak anılır .CdTe
güneş pillerine en yakın rakip olarak gözükmektedir. Bu gün CIS ince film güneş
pillerinin çoğunluğu içerisinde ga elementinin katılması ile daha yüksek verimlilikler
elde edilir.
2.3. Güneş Pillerinin Karşılaştırılması
Şekil 12 Güneş pillerinin karşılaştırılması
10
2.4. Güneş Pilinin Elektriksel Modeli
Şekil 13 Güneş pilinin elektriksel modeli
Elektriksel eşdeğer devrede ;
Iph :Güneş ışığı tarafından üretilen elektrik akımı.
Id : Diyot akımı.
Ish :Paralel direnç akımı.
IL :Yük akımı.
RS :Seri direnç
RSH :Paralel direnç
2.5 Güneş Pili İçin :
1.Güneş pilinin elektrik üretimi bir akım kaynağı gibi kabul edilir.
2.Hücre üzerine düşen ışınımlar artıkça alımlar da artmaktadır.
3.Güneş hücresinin malzemesi yarı-iletken olmasından dolayı diyotla modellenmiştir.
4.Üretilen enerjinin kutuplara iletilmesi sırasında oluşan kayıplar ,seri direnç ile
gösterilir.Ve bu seri direnç hücre verimini doğrudan etkiler.
11
2.6. Güneş pilinin karakteristikleri
Şekil 14 Güneş pilinin karakteristikleri
1.Çıkış gücü ,akım ve gerilimin belirli değerlerinde maksimum olmaktadır.
2.PV pili ya da panelin maksimum çıkış gücü ,üzerine gelen günışığı seviyesi ve
çalışma sıcaklığına bağlı olarak değişir.Bu nedenle bir PV nin veriminin maksimum
olması için çıkış gücünün de maksimum seviye de tutulması gerekir.
2.7. Güneş ışığının PV paneline etkisi
Şekil 15 Güneş ışığının PV paneline etkisi
12
2.8. Çalışma sıcaklığının PV paneline etkisi
Şekil 16 Çalışma sıcaklığının PV paneline etkisi
2.9. Güneş pili sistemleri
Güneş pili sistemleri ikiye ayrılır.
1.)Şebekeye bağlı güneş pili sistemleri.
2.)Şebekeden bağımsız güneş pili sistemleri.
2.9.1 Şebekeye bağlı güneş pili sistemleri
Bu da kendi içerisinde ikiye ayrılır. Birincisi yerleşim biriminin elektrik ihtiyacını karşılar. İkincisi
de o yerleşim biriminin elektriğini karşılamakta yetersiz kaldığı durumlarda elektik ihtiyacını
şebekeden karşılar.
Bu sistemlerde üretilen fazla enerji elektrik şebekesine satılır. Yeterli enerjinin üretilmediği
durumlarda şebekeden elektrik enerjisi satın alınır. Böyle bir sistemde enerji depolamaya gerek
yoktur. Yalnızca üretilen DC geriliminin AC ye çevrilmesi ve ve şebeke uyumlu olması gerekir.
13
2.9.2. Şebekeden bağımsız güneş pili sistemleri
Şebekeden bağımsız güneş pilleri kendi başlarına yüksek miktarlarda elektrik enerjisi
üreterek şebekeye satan sistemlerdir. Bunların büyüklüğü 500 KW – 750 KW ‘ dan
MW ‘ lara kadar değişir. Depolama maliyetini ortadan kaldırdığı için diğer sistemlere
göre daha ucuzdur. Fakat konvansiyonel sistemlere göre halen pahalıdır.
Şekil 17 Şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız güneş enerjisi sistemleri
2.9.3. Bağımsız güneş pili sistemleri
Bu sistemlerde yeterli sayıda güneş pili modülü , enerji kaynağı olarak kullanılır.
Güneşin yetersiz olduğu zamanlarda ya da gece enerjiyi karşılayabilmek ve sistemin
sürdürülebilir olması için akü kullanılır. Güneş pili modülleri gün boyunca güneş
enerjisini güneş pili sayesinde elektrik enerjisine çevirir. Bunu da akü de depolar.
Yüke gerekli olan enerji aküden karşılanır. Akünün aşırı şarj ve deşarj olarak zarar
görmemesi için kullanılan regülatör ise akünün durumuna göre , ya güneş pillerinden
gelen akımı ya da yükün çektiği akımı keser. Şebeke uyumlu alternatif akım elektriğinin
gerekli uyumlu uygulamalarda sisteme bir inverter eklenerek aküdeki DC gerilim 220
V 50 HZ ‘lik sinüs dalgasına dönüştürülür.
14
2.9.4. Maksimum güç noktası izleyicisi (MPPT)
MPPT cihazları ;PV ve batarya arasına yerleştirilen yüksek frekanslı DC- DC
dönüştürücüleridir. PV çıkışından DC gerilim alarak AC ‘ye ve PV ‘ den bataryaya
akım ve gerilimi farklı DC gerilimlere çevirirler. Ancak MPPT cihazları sistem
tarafından üretilen elektrik enerjisin bir kısmını tüketirler. Bu MPPT işletme kaybı
MPPT’ nin dönüşüm verimi olarak gösterilir. En modern MPPT verimleri % 92-%97
civarındadır.
Maksim güç noktası izleyicisin amacı bir PV kaynağının yükün çalışma geriliminden
bağımsız olarak maksimum güç geriliminde çalışmasını ,dolayısıyla PV’ den yüke
maksimum güç transfer etmesini sağlamaktır. Geri besleme sistemi ,sürekli olarak
sistemi izleyerek ,çıkış geriliminin giriş gerilimine oranını ayarlar ve böylelikle uygun
çalışma ortamının çalışmasını sağlar.
Şekil 18 Maksimum güç noktası izleyicisi
15
3. Güneş enerjisinden elektrik üretimi için gerekli ekipmanlar
3.1. İnverter
AC(Alternatif Akım)’ ı DC(Doğru Akım)’ a dönüştürmeye yarayan istenilen voltajlara
ayarlanabilen , dönüştürücülerdir.
Şekil 19 İnverter
3.2. Şarj regülatörü
Güneş panellerinden gelen akımla akülerdeki voltaj değerlerini sürekli kontrol ederek
akülerin sürekli optimum şartlar altında kalmasını sağlayıp fazla enerjinin aküye zarar
vermesini engeller.
Şekil 20 Şarj regülatörü
16
3.3. Akü
Ani güç kesintilerinin olduğu anda devreye girer ya da güneş enerjisinden üretilen
elektriğin depolanmasında kullanılır.
Şekil 21 Solar akü
3.4. Güneş pili bağlantı şeması
Şekil 22 Güneş pili, inverter, akü, şarj regülatörü
17
3.5. Güneş Enerjisinden Elektrik Üretimi ile 45 KWP Kurulu Güç
3.5.1. Sunny Design Programı ile Hesaplama
3.5.2. Sunny Design Programının Tanıtılması
3.5.2.1. Proje Verileri
İlk olarak Sunny Design programında Proje verileri girilir. Proje verileri, müşteri adı,
projenin konumu optimum çalışma sıcaklıkları , şebeke gerilimleri.
Şekil 23 Sunny Design sisteme genel bakış
18
3.5.2.2. PV Sistemi
İkinci olarak da sistemde kurulu gücün miktarına bağlı olarak kullanılacak PV modülü
sayısı ve bu PV modül sayısını optimum olarak karşılayacak inverter sayısı belirlenir.
Şekil 24 Sunny Design programında tasarımın değerlendirilmesi
19
3.5.2.3. Kablo boyutlandırma
Üçüncü olarak da sistemimizi birbirine bağlayacak hem DC hem de AC kablolarının
malzeme seçimi ve metrajı hesaplanır.
Şekil 25 Sunny Design PV modülü ve şebeke arası kablo bağlantısı
20
3.5.2.4. Öztüketim
Dördüncü bölümde ise sistemin hangi amaçla kullanıldığı(ev, ticari işletme)
seçilmektedir. PV sistemimizin enerji verimi, şebeke beslemesi , şebekeden
çekim , öztüketim ve öztüketim payı verileri verilir.
Şekil 26 Sunny Design Öztüketim verileri
21
3.6. Sunny Design yardımı ile hesaplanan projenin elle hesaplanması
3.6.1. Projede kullanılacak PV modülü sayısının hesaplanması
Öncelikle sistemimiz 45 KWP kurulu güce sahip olunması istenmektedir. Sistemimizde
kullanılacak PV modülleri 250 W ‘lık olacaktır. PV modüllerimizi Canadian Solar
CS6P-250M seçtik. Dünyaca ünlü markayı seçmemizin en büyük nedeni PV
modülünün verimleri oldukça yüksektir.
Canadian Solar CS6P-250M PV Modülünün Verileri
I m p: PV modülünün çalışma aralığı (8,5 A)
V m p:PV modülün çalışma aralığı (29,4 V)
I s c : PV modülünden üretilecek akım.(8,8 A)
V o c : PV modülünden üretilecek volt (36,5 V)
=
= 180 adet PV modülü kullanılacaktır.
3.6.2. İnverter Seçimi
15000 W’ lık 3 adet inverter sistemimizde yeterli olacaktır.
İnverter verileri:
V m a x = 1000 V
V m – p = 250 – 800 V
I m p = 27 A
I m a x = 34 A
22
3.6.3. PV ‘lerin seri ve paralel bağlanarak oluşturacağı çalışma aralığı
Projemizde 180 adet PV modülü vardır. Bu PV modüllerini iki gruba ayırarak sistemin
yükünü ikiye böleriz. Her bir bölümde 90 adet PV modülü olur. Her bölümdeki 90 adet
PV modüllerinin 20 adet seri yan yana olacak şekilde sıralar ve bu bir grup oluştururuz.
Diğer 4 grubu da ilk oluşturduğumuz gruba paralel bağlarız ve böylelikle ilk bölümü
bitirmiş oluruz. Aynı şekilde ikinci bölüme de aynı uygulamaları gerçekleştiririz.
3.6.3.1 Voltaj ile uygunluk hesaplama
Seri bağlanarak:
(
(
) < V max
) < 1000 V
912,35 V < 1000 V olduğu için uygundur.
Aynı şekilde PV modülün çalışma aralığına göre de hesap yapılır.
Seri bağlanarak:
(
(
) < V max
) < 1000 V
735 V < 1000 V olduğu için uygundur.
3.6.4. Hava soğursa oluşacak yeni voltaj
Hava soğuduğu zaman hesap yapılırken inverterin minumum çalışma voltajını hesaba
katarız.
=
= 470,4 >
250 V
3.6.5. Akım ile uygunluk hesabı
(
(
) = I max
) < I m a x = 34 A
33 A < 34 A Uygundur. I m a x inverter de oluşacak maksimum akımdır.
23
3.6.6. Kablo Hesabı
3.6.7. AC kablo hesabı
%e =
%3 =
Q = 22,13 mm2 olur.
3.6.8. DC kablo hesabı
Q
Q
=
=
(
(
Q = 2.925 mm2 olur.
)
)
24
3.6.9. Maliyet hesabı
Adet
Birim Fiyatı
İşçilik
Diğer
Giderler
Toplam
Fiyatı
%15 Kar
PV
modülü
180 adet
500 TL
İnverter Kablo
Genel
İş Yapım Diğer Giderler Toplam
3 adet 380 m
5000 TL 15 TL
5000 TL
3000 TL
15000
90000 TL TL
5700
TL
5000 TL 3000 TL
Maliyet
118700
17805 TL
136505 TL
Tablo 1 Maliyet Hesabı
SONUÇ: HKT inşaat yaklaşık 140000 TL bu projeye bütçe ayırırsa , aylık 2000 TL
elektrik faturası ödediği göz önüne alınırsa 70 ayda kendisini amorti edecektir. 71.
aydan itibaren de hiçbir para ödemeden kendi elektriğini kendisi üretecektir.
25
4. KAYNAKLAR
www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri1bolum.pdf
www.yildiz.edu.tr/~okincay/dersnotu/gunespilleri2bolum.pdf
http://www.seiso.net/
makina.karaelmas.edu.tr/akademik_kadro/.../sunumlar/1-11.grup.pp
http://hasankaganturkmen.blogspot.com/
http://www.sma.de/en/products/plant-planning/sunny-design.html
tr.wikipedia.org/wiki/Güneş_pili
Download

dosyayı indir