Modern süt sığırcılığı işletmelerinde enerji ihtiyacının fotovoltaik güneş panelleri ile karşılanmasına yönelik bir araştırma
A research to meet energy demand of modern dairy cattle enterprises by photovoltaic solar panels
Yazar: MEHMET EMİN BİLGİLİ
Danışman: PROF. DR. ADİL AKYÜZ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tarımsal üretimde, enerji girdileri önemli ve sürekli artan bir maliyet oluşturmaktadır. Hayvancılıkta artan enerji maliyetleri ve sera gazı emisyonlarına ilişkin endişeler bağlamında işletme içi enerji tüketimi dikkat çekmektedir. Bununla birlikte, Türkiye gibi birçok ülkede hayvancılıkta elektrik enerjisi kullanımıyla ilgili araştırmalar yetersizdir. Bu durum enerji iyileştirmesi için yaklaşımların ve yatırım kararlarının son değerlendirmesini kısıtlamaktadır. Bu çalışmada, Çukurova koşullarında modern süt sığırcılığı işletmelerinde elektrik enerjisinin fotovoltaikler ile karşılanması ve karbondioksit azaltımı için PV-Çatı sistemleri tasarımı geliştirilmiştir. Veri setlerinin yetersiz olduğu bu durumlar için fotovoltaiklerin kullanımı ile bir metodoloji oluşturulmuştur. Bunlar 5 farklı panel konumlandırma ve 8 farklı eğim açısına göre 40 ayrı modülden oluşturulmuştur. İstatistiksel analiz sonucu ve optimum koşullar için şebeke elektriğine alternatif olarak tasarlanan PV-Çatı sistemi, tekno-ekonomik yönden belirlenmiştir. 330 kW'lık kurulu fotovoltaik güç, 2 154 m2'lik panelden elde edilmiştir. Sistemin geri ödeme süresi 6 yıl ve ekonomik ömrü 20 yıl olarak hesaplanmıştır. Elde edilen verilerden, 1 000 büyükbaş hayvan kapasiteli işletmede kullanılan enerjinin fotovoltaik ile karşılanması ve bu enerjinin CO2 azaltımı baz alınarak Türkiye'de tüketilen enerjinin %6'sına denk gelen tarımda kullanılan 12 387 GWh'e eşit enerjinin PV ile karşılanması ve 6 540 222 tCO2.yıl-1 azaltımı uzun dönemde uygun olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, süt sığırı başına elektrik enerjisi tüketimi 56 kWh. inek-1.yıl-1 olarak belirlenmiştir. Bu değerin diğer ülkeler ile farklı olmasındaki temel neden, çiftliklerdeki çevresel koşullar ve teknolojilerdeki farklılıklardan kaynaklanmaktadır.

Abstract:
Energy inputs are important and constantly increasing costs in agricultural production. Increased energy costs in animal husbandry and concerns about global greenhouse gas emissions draw attention to internal enterprise energy consumption. However, researches on the use of electricity in animal husbandry are inadequate in many countries such as Turkey. This situation limits the energy recovery decisions and final assessment of investment. In this study, design of a PV-Roof systems was conducted to meet the electrical energy demand by photovoltaics and to reduce carbon dioxide consumption by this way in modern dairy cattle enterprises in Çukurova conditions. For these aims, where the data sets are insufficient, a methodology has been developed on the use of photovoltaics. These are composed of 40 different modules including 5 different panel positionings and 8 different slope angles. As a result of the statistical analysis, a PV-Roof system is designed as an alternative to grid electricity for optimum conditions including techno-economic determinations. The installed photovoltaic power of 330 kW was obtained from 2.154 m2 panel. The repayment of the system was 6 years and economic life was 20 years. According to the obtained data, whole electricity used in agriculture (12 387 GWh) which corresponds to 6% of the total electrical energy consumption in Turkey may be produced by PV systems. Also this could reduce CO2 production by 6.540.222 t.year-1. In the study, it was determined that electric energy consumption was 56 kWh.cow-1.year-1. The main reason to see different values from other countries are the differences in environmental conditions and technologies used in the farms.