Fotovoltaik güneş santral tasarımı ve saha optimizasyonu için yeni bir yaklaşım
A new approach for photovoltaic solar plant design and site optimization
Yazar: ALİ DURUSU
Danışman: PROF. DR. MUĞDEŞEM TANRIÖVEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Elektrik santralleri = Power plants ; Enerji = Energy ; Enerji santralleri = Power plants ; Fotoelektrik tesir kesiti = Photoelectric cross section ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Yarı iletken güneş pili = Semiconductor solar cell ; Yaşam dönem maliyeti = Life cycle cost ; Üretim maliyeti = Production cost

Özet:
Günümüzde insanların yaşam döngüsü çoğunlukla elektrik enerjisi üzerine kurulmaktadır. Elektrik enerjisinin güvenli ve güvenilir bir şekilde sağlanması kararlı bir ekonomi ve sosyal yaşantı için büyük önem arz etmektedir. Dünya nüfusunun artması, sanayileşmenin hızlı bir şekilde artması ve hayat standartlarının da yükselmesi ile elektrik enerjisine olan talep sürekli artmaktadır. Petrol fiyatlarınındaki belirsizlik, fosil yakıtların tükenmeye başlaması ve çevreye olan zararlarından dolayı güneş enerji sistemleri dünya genelinde alternatif olarak düşünülen bir elektrik enerjisi üretimi kaynağı haline gelmiştir. Dünya'da ve ülkemizde güneş enerji santrallerinin kurulumu yapılmakta ve güneş santrallerinin toplam kurulu güç içerisindeki payı her yıl artmaktadır. 
Ülkemiz ve Dünya'da PV santrallerin kurulumunun kanun ve yönetmeliklerle de desteklenmesi neticesinde yatırımcılar PV santral maliyetlerini minimize ve üretecekleri enerji miktarınını da maksimimize edecekleri bir tasarım yapmaktadırlar. PV santral tasarımlarında tasarımcıların optimum tasarımı yapabilmeleri için birçok parametreyi dikkate almaları gerekmektedir. Bu parametreler; PV panel sayısı, PV panel teknolojisi, inverter sayısı, inverter tipi, PV panellerin santral sahasına yerleşimi, santral alt konstrüksiyon bileşenleri, santral sahasının şekli ve yüz ölçümü, PV dizilerin gölgelenmesi, vb. birçok parametreyi içermektedir. Bir santral saha tasarımını optimize etmekteki amaç:
•	PV santralin üreteceği enerjiyi maksimize etmek,
•	PV santral kurulum ve işletme-bakım maliyetlerini minimize etmek,
•	PV santral ömrü boyunca üretilen enerji maliyetlerini minimize etmektir.
Bu tez çalışmasında PV santrallerin optimum tasarımı, PV panellerin santral sahası içerisine optimum yerleşimi, optimum inverter seçimi, alt konstrüksiyon elemanlarının hesabı, kablo hesabı, PV santral sahasının modellenmesi, vb. işlemler yapılmıştır. Bu yöntemin ortaya konulmasında literatürden farklı olarak aşağıdaki hususlar dikkate alınmıştır:
•	Santral sahasının şekli ve ölçüleri dikkate alınarak modellenmesi,
•	Farklı teknolojilere sahip PV ve inverter teknolojileri aynı anda değerlendirilerek en optimum sonuç veren eşlemenin belirlenmesi,
•	Geliştirilen yöntemin PV santral bileşenlerinin tamamı için farklı alternatifleri dikkate almaya uygun olması,
•	Geliştirilen yöntemde kablo uzunluk, kesit ve maliyetlerinin PV yerleşimine göre dikkate alınması,
•	PV panel çıkış gücünün hesaplanmasında rüzgâr hızının dikkate alınmasıdır.

Abstract:
Life cycle of people today based very much on electrical energy. A secure and reliable supply of energy is important for the economic stability and even social life. Increasing human population in the world, rapidly increasing industrialization and the rapidly increasing living standart lead to increase demand for electrical energy. The uncertainty in oil prize, the decrement of the fossil fuel reserves and environmental pollution of conventional fuel lead to concern on solar energy resources as an alternative electricity production method. Share of solar energy in total installed capacity of world and Turkey is increasing every year. 
In Turkey and world, laws and regulations support the installation of PV power plants. Therefore investors are looking for a design methods for minimization of plant costs and maximization of energy production. In the design procedure of PV power plants, many parameters should take into account. These parameter; number of PV panels, PV technology, number of inverter, inverter type, distribution of PV panels in PV plant, shape of plant field, surface area of plant field, shadow effect, etc. The targets of the PV power plant design proccess:
•	Maximization of  the enegy production of PV power plant, 
•	Minimization of  the maintenance and operational costs of PV power plant
•	Minimization of the energy cost during PV power plant lifetime.
In this study, optimum design of PV power plant, optimum placement of PV panels in plant area, optimum selection of inverter, calculation of construction elements of plant, calculation of cable length and crosssection, modeling of plant area, etc. As a new method, this study is supported many literature paper. However, this method separates from literature indicated below point by point:
•	Modeling of plant area taking into account the shape and size of area,
•	Different PV technologies and inverters are taking into account in one optimization process,
•	New method allows the taking into account different alternatives of PV power plant components,
•	Cable length, crosssection and cost are considered in new method,
•	Wind speed is also included for calculation of PV panels' output power.