Sabit ve hareketli sistemlerde yüzeye düşen güneş ışınımı değerlerinin incelenmesi
An investigation of solar radiation on surfaces of fixed and tracking systems
Yazar: MELDA SIRDAŞ
Danışman: PROF. DR. ÖMER KAYNAKLI
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Ana Bilim Dalı / Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynakları arasında en çok kullanılan kaynaklardan biri olan güneş 
enerjisinin kullanımı, artan enerji ihtiyacı, gelişen çevre bilinci ve güneşlenme potansiyeli 
ile birlikte ülkemizde de son yıllarda oldukça artmıştır. 

Bu çalışmada Bursa şehir merkezi ve Uludağ bölgesinin en uygun güneş panel açıları 
incelenmiş ve bu bölgeler için aylık, mevsimlik ve yıllık olarak en uygun panel açısının 
tespiti amaçlanmıştır. Daha sonra Bursa için bulunan yıllık en uygun panel açı değeri 
kullanılarak sabit sistemler ile hareketli güneş takip sistemleri incelenmiştir. Hesap 
yöntemi olarak sabit sistemler için panel açıları MATLAB programında matematiksel 
olarak simüle edilmiştir. 0-90 derece aralığındaki her derece için 365 gün ayrı ayrı 
hesaplanarak, maksimum ışınıma göre açı değerleri tespit edilmiştir. En uygun panel açısı 
hesaplanırken rakım ve yüzey yansımasının etkileri de incelenmiştir. 

Yapılan hesaplamalar sonucu Bursa için yıllık optimum panel açısı 34 derece iken Uludağ 
için bu değer 39 derece olarak bulunmuştur. Aylık olarak incelendiğinde her iki bölge 
için de en düşük açı değerleri yaz aylarında elde edilirken, kış aylarında panel açı 
değerleri büyümektedir. 

Çalışmanın son kısmında incelenen hareketli sistemler ise Bursa bölgesi için incelenmiş 
olup, yıllık olarak sabit bir açıyla güneş alan panellere kıyasla, Doğu-Batı yönlü takip 
sisteminde toplam ışınım oranı %13, Kuzey-Güney yönlü takip sisteminde %18,3 ve iki 
eksenli takip sisteminde %34,6 artış olduğu görülmüştür. Sabit paneller için aylık ve yıllık 
optimum açıya göre maksimum ışınım miktarı göz önüne alındığında panellerin verimini 
artırmak için periyodik olarak açılarının değiştirilmesi tavsiye edilir. Hareketli sistemler 
için ise yatırım maliyeti ve ihtiyaçlar göz önüne alınarak tercih yapılması tavsiye 
edilmektedir.

Abstract:
In recent years, solar energy, one of the most commonly used renewable energy sources, 
has seen a significant increase in usage in our country, due to the increasing energy 
demand, growing environmental awareness, and the insolation potential.

In this study, the most suitable solar panel angles for the city center of Bursa and the 
Uludağ region were examined, aiming to determine the monthly, seasonal, and annual 
optimal panel angles for these regions. Then, using the annual optimal panel angle value 
found for Bursa, fixed systems and tracking solar systems were analyzed. The panel 
angles for fixed systems were mathematically simulated in the MATLAB program for 
each degree in the 0-90 degree range, and the angle values were determined separately 
for each of the 365 days based on maximum radiation. The effects of altitude and surface 
reflection were also considered while calculating the optimal panel angle. 

As a result of calculations, annual optimum panel angle was found 34 degrees for Bursa 
and 39 degrees for Uludağ. When examined monthly, the lowest angle values for both 
regions were obtained in the summer months, while the panel angle values increased in 
the winter months. 

In the final part of the study, tracking systems were analyzed for the Bursa region, and it 
was observed that the total radiation increased by 13% in the East-West tracking system, 
18,3% in the North-South tracking system, and 34,6% in the two-axis tracking system 
compared to fixed panels with a constant angle. For fixed panels, it is recommended to 
adjust the angles periodically for the increase of efficiency based on the maximum 
radiation amount according to the monthly and annual optimal angles. For tracking 
systems, it is also advised to make a choice considering the investment cost and 
requirements.