1,17 MWp'lik bir fotovoltaik güç santralinin deneysel ve simülasyona dayalı enerji performans analizi
Experimental and simulation-based energy performance analysis of a 1,17 MWp photovoltaic power plant
Yazar: SİNAN KADİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL AKYOL
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Fotovoltaik enerji = Photovoltaic energy ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems

Özet:
Bu çalışmada, Balıkesir ili Bigadiç ilçesinde yer alan 1.171,8 kWp gücündeki Bigadiç Güneş Enerji Santralinin (GES), gerçek saha verilerine dayalı, enerji performans değerlendirmesi yapılmıştır. Değerlendirmede, IEC 61724 Fotovoltaik Sistem Performansı Standardında açıklanan parametreler kullanılmıştır. Bu parametreler arasında enerji çıkışı, dizi verimi, nihai verim, referans verimi, fotovoltaik (FV) modül verimliliği, invertör verimliliği, sistem verimliliği, dizi yakalama kaybı ve sistem kaybından oluşan enerji kaybı, performans oranı ve kapasite faktörü yer almaktadır. Yapılan deneysel çalışmanın doğrulanabilmesi için mevcut FV santral bilgileri kullanılarak, santralin PVsyst (Photovoltaic Systems Software) programı üzerinde modeli oluşturulmuştur. Bu model sayesinde ayrıca, hareketsiz ve sabit eğimli FV panellerden oluşan santralde, çeşitli FV panel yönlendirme ve güneş takip uygulamalarının, santral performans parametreleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma sonunda PVsyst simülasyonu sonucu elde edilen birçok parametrenin, deneysel sonuçlarla büyük bir uyum sergilediği görülmüştür. Santralde DC ve AC tarafında üretilen aylık ve yıllık gerçek elektrik üretim değerleriyle, santralin aylık ve yıllık ortalama kapasite faktörü değerlerinin, PVsyst simülasyonu sonucu elde edilen değerlerle büyük oranda benzerlik gösterdiği ortaya koyulmuştur. Simülasyonun, yıllık DC elektrik üretimini %2,8, AC elektrik üretimini ise %2,3 hatayla tahmin ettiği bulunmuştur. Santral için PVsyst programında yapılan varyant çalışmaları neticesinde, mevcut durumda yer alan hareketsiz ve sabit eğimli FV paneller yerine farklı panel yönlendirilmelerinin, panellere düşen düzlem içi ışınım değerlerini önemli ölçüde artıracağı görülmüştür. Simülasyon, bu artışla birlikte, santralin yıllık elektrik üretiminde de önemli yükselmelerin olacağını ortaya koymuştur. Buna göre, mevcut sabit eğimli hareketsiz FV panel sistemi yerine, güneşi çift eksende takip edebilecek FV panel sisteminin, yıllık elektrik üretim değerini %36 oranında artırabileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study, an energy performance evaluation of the 1,171.8 kWp Bigadiç Solar Power Plant (SPP) located in Bigadiç district of Balıkesir province has been carried out based on real field data. In the evaluation, the parameters described in IEC 61724 Photovoltaic System Performance Standard were used. These parameters include energy output, array efficiency, final efficiency, reference efficiency, photovoltaic (PV) module efficiency, inverter efficiency, system efficiency, energy loss from array capture loss and system loss, performance ratio and capacity factor. In order to verify the experimental study, a model of the plant was created on PVsyst (Photovoltaic Systems Software) by using the existing PV plant information. Thanks to this model, the effects of various PV panel orientation and solar tracking applications on the power plant performance parameters in the power plant consisting of stationary and fixed tilt PV panels were examined. At the end of the study, it was observed that many parameters obtained as a result of PVsyst simulation were in great agreement with the experimental results.  It has been revealed that the monthly and annual actual electricity generation values on the DC and AC side of the power plant and the monthly and annual average capacity factor values of the power plant are very similar to the values obtained as a result of PVsyst simulation. It was found that the simulation predicted the annual DC electricity generation with an error of %2.8 and AC electricity generation with an error of %2.3. As a result of the variant studies performed in the PVsyst programme for the power plant, it was observed that different panel orientations instead of the existing stationary and fixed inclined PV panels would significantly increase the in-plane radiation values falling on the panels. The simulation revealed that with this increase, the annual electricity production of the power plant will also increase significantly. Accordingly, it is seen that the PV panel system that can follow the sun on double axis instead of the existing fixed tilt immobile PV panel system can increase the annual electricity production value by %36.