Güneş enerji santrallerinin farklı iklim koşullarında enerji verimliliklerinin incelenerek ekonomik ve çevresel etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of energy of effiency and environmental impacts of solar power plants in different climate conditions
Yazar: ANIL ŞİMŞEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TALAT İNAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Güneş enerjisi santrali = Solar energy plant ; Sürdürülebilir enerji = Sustainable energy

Özet:
Enerji ihtiyacı, yaşam koşulları ve sanayideki gelişmelere paralel olarak her geçen gün artmaktadır. Enerji ihtiyacını karşılamada yenilenemeyen enerjiler ve yenilenebilir enerjiler olmak üzere iki tür kaynak kullanılmaktadır. Yenilemeyen enerji kaynaklarından fosil yakıtlar ile karbon emisyonları ve sera gazları artmaktadır. Bu nedenle fosil yakıtlı enerji üretim tesisleri, ekosistemi ve insan yaşamını doğrudan etkilemektedir. Fosil yakıt rezervi sınırlı olup gittikçe azaldığından fosil yakıtlara alternatif olarak yenilenebilir enerji kaynaklarına talep artmıştır.

21. Yüzyılda ülkeler tarafından en çok yatırım yapılan ve desteklenen yenilenebilir enerji kaynağı güneş enerjisidir. Amerika, Çin, Hindistan gibi ülkeler son zamanlarda ciddi yatırımlar yaparak güneş enerjisinden olabildiğince fazla yararlanmayı amaçlamaktadır. En büyük yatırımlarını AR-GE faaliyetlerine ayıran bu gibi ülkeler, düşük maliyetli yüksek verimli enerji için büyük çaba harcamaktadır.
Türkiye, güneş enerji potansiyeli açısından dünya geneline göre en verimli konumlardan biridir. Yıllık ve günlük olarak güneşlenme süresi dünya ortalamasının çok üzerindedir. Türkiye'nin yıllık ortalama güneş ışınımı 1303 kWh/m²yıl, ortalama yıllık güneşlenme süresi 2623 saattir. Bu rakam günlük 3,6 kWh/m², günde yaklaşık 7,2 saat, toplamda ise 110 günlük bir güneşlenme süresine denk gelmektedir. Bir diğer deyişle yıllık 26,2 milyon TEP potansiyeli mevcuttur. Yılın 10 ayında Teknik ve ekonomik olarak ülke yüzölçümü olarak %63'ünde ve tüm yıl boyunca %17'sinden yararlanılabilmektedir.

Bu çalışmada farklı iklim bölgelerinde aynı kapasiteli güneş enerji verimliliği incelenmiş, bu incelemeye göre enerji potansiyelleri karşılaştırılmıştır. Çalışmanın devamın yenilenebilir enerji kaynaklarının çevresel etkileri değerlendirilmiştir. Bu değerlendirme yapılırken PVSYST yazılımı kullanılmıştır. Bu yazılım ile belirlenen bölgelere ait iklim verileri elde edilmiştir.

Abstract:
Energy needs are increasing day by day in parallel with the living conditions and developments in the industry. In meeting the energy needs, two types of sources are used: non-renewable energies and renewable energies. Fossil fuels, carbon emissions and greenhouse gases increase from non-renewable energy sources. For this reason, fossil fuel power generation facilities directly affect the ecosystem and human life. As the fossil fuel reserve is limited and gradually decreasing, demand for renewable energy sources has increased as an alternative to fossil fuels.

Renewable energy source is the most invested and supported by countries in the 21st century. Countries such as America, China and India have been making serious investments recently and aiming to make use of solar energy as much as possible. Such countries, which devote their largest investments to R&D activities, make great efforts for low-cost, high-efficiency energy.
Turkey, the world in terms of solar energy potential is one of the most efficient position relative to the general. The annual and daily sunbathing period is far above the world average. Turkey's average annual solar radiation of 1303 kWh / m²yıl, the average annual sunshine duration of 2623 hours. This figure corresponds to a daily sunbathing time of 3.6 kWh / m², approximately 7.2 hours a day, and a total of 110 days. In other words, there is 26.2 million TEP potential annually. In 10 months of the year, 63% of the country can be used technically and economically, and 17% of the whole year.

In this study, solar energy efficiency with the same capacity in different climatic zones was investigated and energy potentials were compared according to this study. The environmental impacts of renewable energy sources are evaluated. PVSYST software was used while making this evaluation. Climate data of the regions determined with this software were obtained.