500 KW'lık güneş enerjisi panel tasarımında optimizasyon ve ekonomik analiz
Optimization and economic analysis of 500 KW solar energy panel design
Yazar: PELİN EREN KILINÇ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ACAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems

Özet:
Dünyanın en önemli ve en büyük enerji kaynağı güneştir. Madde ve enerji akışları güneş enerjisi sayesinde olabilmektedir. Güneş enerjisi her şeyden önce bol ve tükenmeyen temiz bir enerji kaynağıdır. Yerel veya bölgesel uygulamalar için oldukça elverişlidir. Bu tez çalışması kapsamında; İzmir'de kurulacağı düşünülen 500kW'lık güneş enerjisi panel tasarımında optimizasyon ve ekonomik analiz incelenmiştir. Araştırmanın amacı; optimizasyon ve ekonomik analiz çerçevesinde İzmir ili için günlük 500kW'lık enerji üreten panel dizisinde en uygun panel açısını ve panel tipini belirlemek, böylece sistemin verimini arttırmaktır. Güneş enerjisi ile fotovoltaik sistemden elde edilecek elektrik enerjisinin hesabı yapılırken Türkiye için istatistiksel ölçümlere dayalı ışınım şiddeti kullanılabilir, ancak bir güneş enerjisi sisteminin optimizasyonu için detaylı bir güneş ışınımı hesabı ve analizi gereklidir.
İzmir için yapılan detaylı aylık ve yıllık güneş ışınım hesabı ile çıkan sonuçlardan, yıllık ortalama günlük 500 kW'lık fotovoltaik bir sistemin yüzey alanı hesabı yapılmıştır. Daha sonra yüzey alan hesabı yapılan PV panellerin optimizasyonu için panellerin yatayla yaptığı eğim açısını sabit tutmak yerine, yaz ve kış aylarında farklı eğim açılarında kurulum yapılacağı düşünülerek, sistemin hangi aylarda, hangi açılarda daha fazla güneş ışınımından yararlanabileceği ortaya konulmuştur. Değişken açılı sistem kurulumu, sabit açılı sisteme kurulumuna göre; panel alanını %4,63 oranında azaltmıştır. İkinci olarakta 500kW'lık fotovoltaik sistem için panel tipi seçimi yapılarak sistem optimize edilmiştir. Monokristal PV panelin veriminin, polikristal PV panel veriminden yüksek olması, sistemde panel alanını %24 oranında azaltmıştır. Güneş panellerinde yapılan açısal değişiklik ve panel seçimi, sistemin amortisman süresini 3 yıl 9 ay olarak belirlenmesini sağlamıştır.
Elde edilen sonuçlarda, bugünün koşullarında Türkiye' de fotovoltaik sisteme dayalı güneş enerjisi santrali kurulmasının çeşitli optimizasyon yöntemleri olduğu göstermiştir.

Abstract:
The world's most important and largest energy source is the sun. Material and energy flows can be caused by solar energy. Above all, solar energy is an abundant and inexhaustible source of clean energy. Very suitable for local or regional applications. Within the scope of this thesis; Optimization and economic analysis of 500kW solar panel design which is thought to be established in İzmir has been examined. Purpose of the research; In order to determine the most suitable panel angle and panel type in the 500kW panel series producing energy for İzmir within the framework of optimization and economic analysis, thus increasing the efficiency of the system. Solar radiation intensity based on statistical measurements available for Turkey, while the account of the electric power obtained from photovoltaic systems, but solar detailed solar radiation account for the optimization of energy systems and analysis is required.
The surface area of a 500 kW photovoltaic system is calculated from the detailed monthly and annual solar radiation calculations for İzmir. Then, instead of keeping the angle of inclination of the panels horizontally for the optimization of the PV panels with surface area calculation, it has been revealed that the system can benefit from more solar radiation in which months and at which angles the installation can be made at different inclination angles in summer and winter months. Variable angle system installation according to fixed angle system installation; panel area by 4.63%. Secondly, the system was optimized by selecting panel type for 500kW photovoltaic system. The efficiency of the monocrystalline PV panel is higher than the efficiency of the polycrystalline PV panel, thus reducing the panel area by 24%. The angular changes and the selection of the panels made the depreciation period of the system 3 years and 9 months.
The results obtained in today's conditions in Turkey also showed that there are various optimization methods to establish solar power plant based on photovoltaic systems.