×

Fotovoltaik Enerji Sistemleri Yazı Dizisi-12


Fotovoltaik Enerji Sistemleri


Temel Kavramlar ve Örnek Projelerle Fotovoltaik Güneş Enerjisi Sistemleri


Yazı Dizisi-12


Haluk Özgün




2.5 Standartlaşmış Güneş Spektrumu ve Güneş Radyasyonu

Fotovoltaik hücrelerin üretebilecekleri güç üzerlerine gelen global ışınım ve bu ışığın dalga boyu ile orantılıdır. Güneşten gelen radyasyon yeryüzünde değerlendirilen standart spektrumu AM1.5G olup burada G Global radyasyonu temsil etmektedir. Global radyasyon direk ışınım ile yaygın ışınımın toplamından meydana gelmektedir. Bunun yanısıra AM1.5D ise D direkt ışınımı göstermektedir.

AM1.5D ışınım değeri AM0 spektrumunda meydana gelen azalmalar ile hesaplanmaktadır. Güneş ışığı atmosfere girdikten sonra yaklaşık %30 oranında kayıplara uğramaktadır. Global ışınım değeri direk ışınım değerinden %10 daha fazladır. AM1.5G için yapılan hesaplamalarda güç yoğunluğu 970 W/m2 olarak bulunmuştur. Standart olarak AM1.5G spektrumu 1kW/m2 değerine normalize edilmiştir. [16]

Deneysel olarak elde edilen direkt ışınımın hava kütlesine bağlı denklemi 2.5 eşitliğinde verilmiştir.

Hava Kütlesine Bağlı Olarak Yoğunluk Hesabı 

Deneysel olarak elde edilen direkt ışınımın hava kütlesine bağlı denklemi 2.5 eşitliğinde verilmiştir.



I D düzleme dik düşen güneş ışınlarının güç yoğunluğunu vermektedir. Birimi kW/m2 dir. AM hava kütlesidir. 1.365 kW/m2 güneş sabiti olup 0.7 dünya yüzeyine ulaşabilen güneş ışığı’nın %70’lik kısmını göstermektedir. Hava kütlesinin üs değeri olan 0.678 deneysel ampirik bir birimdir. [16]

Güneş ışınlarının güç yoğunluğu deniz seviyesinden yükseğe çıkıldığında artar. Bunun dışında güneş ışınlarının spektral içeriği de değişmekte olup yükseklerde gökyüzü mavi görülmektedir. Direk ışınım değerinin yüksekliğe bağlı ampirik formülü 2.6 eşitliğinde verilmiştir.





Fakat bu durum bulutsuz ve açık gökyüzünün olduğu günlerde maksimum değer olup yaygın ışınım bunun dışında daha büyük değerler almaktadır.

Açılı Yüzeylerdeki Güneş Radyasyonu

Fotovoltaik sistemlerde üretilen enerji, güneş enerjisinin yoğunluğu yanında fotovoltaik panel'in yüzey normali ile güneş ışınlarının arasındaki açıya oldukça bağlıdır. Daha önce anlatıldığı gibi güneş ışınlarını dik alan fotovoltaik paneller daha fazla enerji üretirler.

Fakat güneş ışınlarının geliş açısı sistemin kurulduğu enleme göre değiştiğinden, a gün içinde ve yıl içinde de sürekli değiştiğinden dolayı sabit sistemler için optimum açıda
montajlarının yapılması gerekmektedir.

Güneş radyasyonunun panel üzerine dik gelecek şekilde ayarlamak için güneş ışınlarının o bölgede yatay yüzeye dik olarak ölçülmüş ışınım değeri olan Syatay veya güneşten dik
gelen ışınları Sgelen bilmemiz gerekmektedir. Bu bilgiler ile Smodül üzerine dik düşen güneş ışınlarını hesaplayabiliriz.[16]































Fotovoltaik panellerin yaz dönemlerinde yerle yaptıkları açı az olursa güneşten maksimum faydalanma elde ederlerken, kış dönemlerinde daha dik açılara ayarlanmaları gerekmektedir.
Transfer edilen güneş radyasyonunun birimi Wh/m2.gün olarak ifade edilir. Yukarıda verilen eşitliklerde elde edilen enerji büyüklükleri aydınlık ve bulut olmayan gökyüzü koşulları için geçerli olup teorik maksimum değerlerdir. Enleme, yılın günlerine ve güneşlenme süresine göre değişen ışınım değerleri panelden teorik olarak ne kadar enerji üretebileceğimizi hesaplamakta kullanılmaktadır. Güneş ışınım değerleri ölçüm istasyonlarında pirometre tarafından ölçülür. Şekil-2.14 de pirometre görülmektedir. [16]


Şekil-2.14: Güneş ışınım değeri ölçen pirometre.[4]


Bundan sonraki yazı dizimizde “ PVGS Verilerinden Işınım Değerlerinin Tespiti” anlatılacaktır.

Bu kitabın yayını için izin veren  Sn. Haluk Özgün ve GÜNDER ‘e  ( Uluslararası Güneş Enerjisi Topluluğu Türkiye Bölümü)  Elektrik Tesisat Portalı olarak  içtenlikle teşekkür ederiz.
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt