Farklı PV teknolojilerinin gerçek ortam verileri kullanılarak modellenmesi ve İstanbul şartlarında optimum eğim açılarının belirlenmesi
Modeling of the different PV technologies using real environmental datum and determination of optimum tilt angles for Istanbul
Yazar: RAMAZAN AYAZ
Danışman: PROF. DR. MUĞDEŞEM TANRIÖVEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Fotovoltaik = Photovoltaic ; Matlab ortamı = Matlab medium

Özet:
Ülkemiz, Avrupa'da en yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip ikinci ülke konumundadır. Buna rağmen, ülkemiz bu potansiyelini kullanma konusunda diğer birçok Avrupa ülkesinden geride kalmıştır. Ancak son yıllarda yapılan düzenlemelerle ülkemizde de güneş enerjisinden elektrik üretimi yönüyle yararlanma yoluna gidilmektedir. Bunun için günümüzde Enerji Bakanlığı tarafından güneş santrallerinin kurulması teşvik edilmekte ve lisanssız olarak 500 kW'a kadar elektrik üretimine izin verilmektedir.Fotovoltaik(PV) güneş enerji santrallerinde kullanılan PV yapıların verimleri, her bir PV teknolojisi için farklılık arz etmektedir. Ancak kurulum ve işletme maliyetleri ve sistem uyumluluklarına göre güneş santralleri farklı teknolojilere sahip PV modüllerden oluşturulabilmektedir.PV `lerin enerji çıktısını etkileyen en önemli faktörler ışınım ve sıcaklıktır. Mevcut PV teknolojilerinin modellenmesinde laboratuar şartlarında (1000 W/m2 ışınım, 25oC sıcalık) alınan veriler kullanılmaktadır. Ancak kurulacak olan bir güneş santralinde dış ortam şartları oldukça değişkendir. Dolayısıyla bir santralin enerji çıktısının hesaplanabilmesi için her iki faktör ele alınmalıdır.Kurulacak güneş santrallerinde yıllık üretilebilecek elektrik enerjinin tahmin edilmesi gerekmektedir. Yıllık maksimum enerjinin tahmin edilebilmesi için PV, dış ortam şartları ve PV yapıların yatayla yaptığı eğim açısının bilinmesi gerekir. PV yapıların enerji çıktısı sadece ışınıma bağlı değildir. Ayrıca her bir PV teknolojisinin sıcaklık faktöründen etkilenme oranı farklıdır. Bu durumda bir güneş santrali çalışmasında uygun konumlandırma için her bir faktörün (PV teknolojisi, ışınım, sıcaklık ve rüzgar) dikkate alınarak panellerin optimum eğim açısının belirlenmesi gerekmektedir.Bu tez çalışmasıyla, farklı PV teknolojileriyle üretilmiş fotovoltaik panellerin (mono-kristal silikon, poli-kristal silikon ve ince film) gerçek ortam şartlarına göre Matlab/Simulink ortamında PV modeli oluşturulmuş ve oluşturulan modelde her bir panel teknolojisi için ışınım, sıcaklık vb. dikkate alınarak panellerin İstanbul için optimum eğim açısı belirlenmiştir.

Abstract:
Our country has a position of having second highest potential of solar energy in Europe. However, Turkey is falling behind of many of European countries in terms using its potential. Nevertheless, due to the new regulations put in place in last years, benefiting from solar energy has begun to be chosen in Turkey as well, for producing electricity. That is why, today, Energy Ministry of Turkey encourages setting up Solar Power Plants and it is permitted to produce electricity up to 500kW without licence.The efficiency of PV structures used in photovoltaic Solar Power Plants are differing for each PV technology. However, solar power plants can be builded up from PV modules having different technologies considering establishment and operating costs and systemic compatibility.The most important factors that affect energy output of PVs are radiation and temperature. The data used in modelling of existing PV Technologies are obtained under laboratory conditions((1000 W/m2 radiation, 25oC temperature). However, outer environmental conditions are considerably varying in solar power plants. Accordingly, both factors must be evaluated to calculate an energy output of a solar power plant.The annual energy production of solar power plants must be predicted. To do so, PV, outer environmental conditions and PV structures? tilt angle with horizontal axis must be known. The energy output of PV arrays are not dependent solely upon radiation. Additionaly, the response rate of each PV technology to temperature factor is different. In these circumstances, for appropriate positioning in a practice of solar power plant, optimum tilt angle of solar panels must be determined considering each factor (PV technology, radiation, temperature, etc).With this thesis, PV model of photovoltaic panels which are of different PV tecnologies(mono-crystal silicon, poly-crystal silicon and thin film) are created in Matlab/Simulink according to real outer environmental conditions and optimum tilt angle of each panel technology is determined for city of İstanbul considering radiation, temperature etc. variables.