Raspberry Pi ile fotovoltaik panellerin elektriksel verilerinin gerçek zamanlı izlenmesi
Real time electrical data monitoring of photovoltaic panels with Raspberry Pi
Yazar: HÜSEYİN PARMAKSIZ
Danışman: DOÇ. DR. METİN KESLER ; YRD. DOÇ. DR. YASEMİN ÖNAL
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Son zamanlarda artan dünya nüfusu ve teknoloji beraberinde, enerjiye olan
gereksinimleri artırmaktadır. Fosil kökenli enerji kaynaklarının maliyetlerinin artması,
rezervlerinin kısıtlı olması ve çevreye olan zararlı etkileri ele alındığında alternatif enerji
kaynaklarına eğilim hız kazanmaktadır. Bu konuda alternatif enerji kaynaklarıyla ilgili
bilimsel çalışmalar hızlandırılmış ve dünyada enerji ihtiyacının karşılanmasında fosil
yakıtların gerekliliğinin azaltılması hedeflenmektedir. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi,
hidroelektrik ve jeotermal enerji başlıca alternatif enerji kaynaklarındandır. Elektrik
üretilirken, nükleer ve jeotermal enerji kaynakları hariç, diğer kaynakların çoğunluğunda
güneş yer almaktadır. Bundan dolayı son zamanlardaki desteklerle birlikte verim ve
maliyetlerde düzenlemeler yapılarak güneşten elektrik enerjisi elde edilmesi cazip hale
gelmektedir. Fotovoltaik paneller (FV) kullanılarak güneş enerjisinden elektrik enerjisi
elde edilmektedir. FV panellerden elde edilecek enerji, panellerin konumlandırıldığı
coğrafi konuma, mevsimsel değişimlere ve çevre şartlarına göre değişmektedir. Güneş
ışınlarının panellere dik olarak gelmesi durumunda FV panellerden elde edilecek verim
azami olmaktadır. Atmosfer dışında 1 m²'lik alana gelen güneş enerjisi sabit olmasına
rağmen yeryüzüne ulaşabilen güneş enerjisinin bir kısmı atmosfer ve bulutlar aracılığıyla
geri yansıtılmaktadır. Bu nedenle güneş enerjisinden yararlanırken verimim artırılması
için panellerin bir veya iki eksenli güneş izleme sistemi ile gün boyunca güneşin takip
edilmesi sağlanabilir. Fakat güneş izleme sistemlerinde yer alan motor, sürücü vb.
elemanların sürekli enerji tüketmeleri büyük bir dezavantaj oluşturmaktadır. Bunun
yerine FV panellerin optimum sabit eğim açısıyla yerleştirilerek güneş ışığından
maksimum seviyede yararlanabilmektedir. Panellerin yüzeyine gelen güneş ışınım
şiddeti, panellerin konumlandırıldığı yerin coğrafik konumu ile o güne ait gün içindeki
zaman dilimlerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu yüzden, panellerin eğim
açısı bölgeden bölgeye değişmenin yanı sıra aylık, mevsimsel ve yıllık olarak
değişmektedir. Bu amaç çerçevesinde 10°, 20°, 30°, 40°, 50° ve 60°'lik açılarla
yerleştirilen FV paneller ile Bilecik ilinde güneş enerjisinden elde edilebilecek
maksimum gücün aylık, mevsimsel ve yıllık olarak optimum sabit eğim açısı
belirlenmektedir.
Anahtar sözcükler: Raspberry Pi, Fotovoltaik panel, Sabit eğim açısı, Veri toplama.

Abstract:
In recent years energy demand has increased dramatically due to increasing
populating and technological advancements. Alternative energy sources have gained
importance since fossil fuels are costly, have limited reserves and give harm to the
environment. Many scientific researches have been conducted on alternative energy
sources and it is aimed to decrease the use of fossil fuels. Solar, wind, hydroelectric and
geothermal energies are among the main alternative energy sources. Solar energy is used
in many energy sources to generate electricity except nuclear and geothermal energy
sources. Therefore, to generate electricity from solar has been more attractive with the
recent investments and cost regulations. Photovoltaic (PV) panels are used to generate
electric energy from solar energy. The energy efficiency varies depending on the location
of the panels, seasonal and environmental changes. On the other hand, the efficiency of
the panels will be maximum when sun rays fall on the panels with direct angle.
Although the solar energy reaching a per square meter in the outer atmosphere is
constant, some of the solar energy falling on the earth are absorbed and reflected back by
the atmosphere and the clouds. Therefore, the panels should be tracked throughout the
day by single or two axis solar tracking systems in order to increase the efficiency while
benefiting from solar energy. However, some components of solar tracking systems such
as engine and driver consume energy continuously and this is the main drawback of the
system. Therefore, PV panels should be placed with an optimum fixed tilt angle to extract
maximum power from PV panels. Solar radiation level falling on the panels varies
depending on the location of the panels and the time durations in a day. As a result, the
tilt angle of the panels varies in different regions and they differ monthly, seasonally and
annually. Within this scope, PV panels are placed at 10°, 20°, 30°, 40°, 50° and 60° and
monthly, seasonal and annual optimum tilt angles for Bilecik city are determined to
extract maximum power from solar.
Keywords: Raspberry Pi, Photovoltaic panel, Fixed tilt angle, Data acquisition.