Investigation of the Effect of Optimum Tilt Angle on Yield in Solar Energy Panels

Abstract

Fosil yakıtlardan elde edilen enerji çevre ve insan sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Dünyada enerji tüketimine bağlı olarak gelişen olumsuz etkiyi azaltmak için Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı tarafından yeni tedbirler uygulanmaya başlanmıştır. Bu tedbirlerin başında güneş enerjisine dayalı elektrik üretimi gelmektedir. Bu çalışma, Kayseri'de yapılacak olan güneş enerjisi yatırımlarında kullanılan güneş panellerinin güneş ışınımından daha iyi faydalanmalarını sağlamak için yapılmıştır. Yapılan çalışmada, panellerin aylık, mevsimlik ve altı aylık performansları ile optimum eğim açısının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, güneş ışınımı tespitinde Fotovoltaik Coğrafi Bilgi Sistemi (PVGIS), eğim açılarının tespitinde ise PVGIS ve Hottel & Woertz (HW) metotları kullanılmıştır. Hesaplamalar sonucunda; PVGIS ve HW metotları arasındaki açı farkının yaz aylarında 10,6°'ye kadar çıktığı, yılın son dört ayında ise birbirleriyle aynı değerleri aldığı görülmüştür. Kayseri'de güneş panellerinin her ay farklı sabit bir optimum eğim açısı ile konumlandırılması durumunda 1852,3 kWh/m 2 maksimum güneş ışınımı elde edilmiştir. Yıllık 29,5°'lik eğim açısıyla konumlandırılan güneş paneline göre; aylık, mevsimsel ve altı aylık olarak değiştirilen panel eğim açılarındaki verimin sırasıyla yılda %4,11, %3,25 ve %2,99 arttığı tespit edilmiştir. Aylık optimum eğim açısı ile konumlandırmanın büyük avantaj sağladığı anlaşılmıştır. Mevsimsel ve altı aylık optimum eğim açıları karşılaştırıldığında ise verim farkı yüzde 0,26 olduğu saptanmıştır. Bu farkın az olması, güneş panellerinin yılda iki kez (altı aylık) eğim açısını değiştirerek konumlandırmasının uygun olacağını göstermiştir.

Farklı Tipteki Fotovoltaik Güneş Panellerinin Düzce için 2014-2019 Yılları Arası Yaz Ayları Performans ve Verimlilik Analizi

“…Bu kaynaklar arasında da çevre dostu, ekonomik ve yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneşten enerji üretimi ön plana çıkmaktadır. Çünkü güneş enerjisi çevreye herhangi bir zararı olmayan, temiz, ekonomik ve uzun ömürlü olması bakımından yenilenebilir enerji üretiminin başında gelmektedir [5], [6].…”

“…Fotovoltaik sistemler, güneş ışığından doğrudan elektrik enerji elde etmek için tasarlanan bir yarıiletken teknolojisidir [5], [6], [7]. Genellikle fotovoltaik sistemler, silisyum, germanyum, selenyum, bakır, arsenik, tellür gibi elementlerin saf ya da katkılı şekilde kullanılması sonucu elde edilir [5], [8].…”