Fotovoltaik Enerji Sistemleri

Yazı Dizisi-32

Haluk Özgün

DC Bağlantı Soketleri

Fotovoltaik paneller pozitif ve negatif olmak üzere iki adet kablo ile üretilmektedir. Kablo uçları ise pozitif ve negatif kısımları farklı tipte bağlantı soketleri ile sunulmaktadır. Sahada paneller birbirleri ile seri bağlantıları tamamlandıktan sonra en baştaki ve en sondaki panellerin uçları açıkta kalmaktadır. Bu uçların invertere taşınması için ilave DC kablolar ve bu kabloların uçlarına doğru bağlantı soketleri yapılmalıdır. Şekil-4.27 de bu bağlantı soketleri gösterilmektedir.



Bu bağlantı soketleri fotovoltaik sistemin bağlantılarının uzun yıllar güvenli ve dayanıklı olmasını sağlamaktadır. Özellikle su ve benzeri dış etkilere karşı bağlantıları korur. Bu özel bağlantı soketleri özel sıkma pensesi ile kullanılmaktadır. Bu sıkma pensesi soketlerle birlikte gelen metal kısımların çıplak DC kablo uçları ile düzgün birleştirilebilmesi için kullanılır. Kablo kalınlıklarına göre bağlantı soketlerinin metal kısımları ve büzülebilir kelepçe kısımları değişkenlik göstermektedir. Şekil-4.28 de bu bağlantı pensesinin resmi verilmektedir.



Metal kısımların pense ile sıkıldıktan sonra hem erkek hem de dişi plastik kısımlarda bulunan vidalı kısımlar anahtar ile sıkılır. Bu sayede DC kablo uçları su ve tozun girmesini önleyecek şekilde koruma altına alınmış olur. Şekil-4.29 da anahtarlar ile kablo bağlantısının nasıl yapıldığı gösterilmektedir. DC soketler ayrıca sistemde + ve - kabloların birbirleri ile karışmasını önlemektedir.



4.2.5 Enerjinin İzlenmesi ve Sayaçlar

Enerjinin izlenebilmesi ve kayıt altında tutulması çok önemli bir çalışmadır. Enerjinin izlenmesi ve kontrol edilmesi her yönden sistem performansını pozitif yönde etkileyen bir çalışmadır. FV sistem kurulumunun yapıldığı ilk günden itibaren 25 yıl içinde yüksek performanslı çalıştırılabilmesi için izlenmesi gerekmektedir. Sistemi oluşturan parçaların verimleri ve yıllar içindeki performanslarındaki değişimler üreticiler tarafından verilen limitler içinde olması gerekir. Ölçemediğimiz ve kayıtları ile belgeleyemediğimiz bir sistem hakkında bir yorum yapamadığımız gibi sistemimizi üreticiler karşısında savunma şansımızda olmaz.

İkinci önemli husus enerji satışı veya mahsuplaşma koşulları için dağıtım şirketi ile yapacağımız anlaşmalarda üretilen ve tüketilen enerjinin kesin olarak biliniyor olması gerekmektedir. Bu kapsamda yedinci bölümde verilen yenilenebilir enerji ile ilişkili yasa ve yönetmeliklerde verilen şartların sağlanmış olması gerekmektedir.

Sistemde enerjinin izlenmesi inverterler üzerinden sahada veya evimizde inverterin üzerinden okuyabileceğimiz gibi uzaktan internet aracılığı ile de kontrol edebiliriz. İnverterler üzerinden birçok veriyi okuyabilmekteyiz. Bu verileri kısaca sıralayacak olursak;

Panellerden gelen DC voltaj
Şebeke AC voltajı
Toplam kWh cinsinden elektrik enerjisi üretimi
Toplam çalışma süresi
Saatlik enerji üretimi
Aylık enerji üretimi
Yıllık enerji üretimi
Hata mesajları
İnverter çalışma sıcaklığı
Karbon salımında yaratılan azalma
Tarih ve saat bilgileri

Bu değerlerin hepsi inverter hafızasında tutularak bilgisayara taşınabildiği gibi internet aracılığı ile daha uzak mesafelere bilgi alışverişini sağlayabilir.

Sahada kullanılan sensörler aracılığı ile alınan ışınım, sıcaklık, rüzgar hızı gibi verilerde özel yazılımlar ile internet ortamında ve/veya özel server sistemlerinde kayıt altına tutulup incelenebilmektedir. Şekil-4.30 da güneş ışınımı ölçümünde kullanılan sensör ve rüzgar hızı ölçen sensör gösterilmektedir.



Sahada izlemenin yapılacağı birçok nokta vardır. Bunları kısaca sıralayacak olursak; Bağlantı kutuları, inverterler, sayaçlar ve ışınım, rüzgar ve sıcaklık sensörleridir. Bu birimlerden gelen verilerin ethernet ve internet ortamına aktarılmasını sağlayan cihazlar bulunmaktadır.

Uzaktan izleme adaptörleri sistemin büyüklüğüne, izlenmek istenen büyüklüklerin çeşidine ve sayısına göre değişiklik göstermektedir. İletişim altyapısı son müşterinin taleplerine veya sahada uygun olan iletişim altyapısına göre seçilmektedir. İnternetin olmadığı bazı bölgelerde uzaktan izleme adaptörlerine GPS anten ve verici takılarak veri iletişimi sağlanabilmektedir.

Sahadan toplanan verilerin uzaktan izleme adaptörleri ile internete taşınmasından sonra bu verilerin depolandığı ve izlendiği uzaktan izleme sistemlerine ulaşılır. Kurulu sistemler hakkında çok daha fazla veriyi değerlendirmek, hata durumlarında erken müdahale edebilmek ve performans arttırıcı önlemler alabilmek için uzaktan izleme sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sahip olduğumuz mail adresi hesapları gibi bize ait olan ve kullanıcı adı, şifre bilgisinden sonra ulaşabildiğimiz bu izleme sistemlerinde güneş sistemine dair tüm bilgiler uzaktan izlenebilir. Güneş enerjisi sistemleri için geliştirilmiş uzaktan izleme diyagramları Şekil-4.31 de verilmektedir.



Veri tabanına ulaşan bilgilerin hangi santrale ait olduğu ve santral hakkındaki verilen bilginin görülmesi için sisteme girilmesi gerekmektedir. Yeni kullanıcı hesabı olarak da değerlendirebileceğimiz bu ortamda öncelikle santral hakkında yetkili kişinin verileri ve şifresi belirlenir. Şekil-4.32 de uzaktan izlemesi yapılacak olan yeni bir sahanın kullanıcı tanımlamasının yapıldığı ekran gösterilmektedir.



Bu aşamadan sonra kurulu güneş enerjisi sistemi konusundaki detaylı bilgilerin tanımlanacağı ekranlara geçilir. Genel olarak belirlenecek veriler; Sistemin nerede kuruldu, sistemin koordinatları nedir, sistem toplam kaç kWp panel gücüne sahiptir, kaç adet panel kullanılmıştır, sahada kaç adet bağlantı kutusu kullanılmıştır, inverter tipi ve sayısı, şebeke bağlantı tipi gibi veriler tanımlanabilir.

Sisteme ait veriler ne kadar detaylı tanımlanırsa daha sonradan rapor olarak hazırlanacak veri analizleri çok daha sağlıklı olacaktır. Servis personeli için hatanın tespiti çok daha kolay
ve hızlı olacaktır. Bu nedenle verilerin doğru ve eksiksiz girilmesi oldukça önemlidir.

Fotovoltaik sistem kurulduğu ilk günden itibaren enerji üretmeye başlayacaktır. Sistemin mevcut durumu ve kurulumunda bu oluşan veriler sistem durum ekranında gösterilmektedir.
Şekil-4.33 de sistem durum ekranı gösterilmektedir. Bu durum ekranın sistemin devreye alınış tarihi, günlük enerji üretim değeri, aylık enerji üretim değeri, yıllık enerji üretim değeri, sistem devreye alındıktan sonraki toplam üretilen enerji değeri, karbon emisyonunda ne kadar tasarruf yapılmıştır gibi veriler okunabilmektedir.

Özellikle santral uygulamalarında bağlantı kutularının tek tek izlenmesi oldukça önemlidir. Sahada santralin büyüklüğüne göre kullanılan panel sayısı artmakta ve buna bağlı olarak oluşan paralel panel dizilerinin sayısı da artmaktadır. Bağlantı kutularının sayısı da bu panel dizilerinin sayısına bağlıdır. Santralin sağlıklı bir şekilde çalışıp çalışmadığı ve her dizinin devrede olup olmadığını anlamak için bağlantı kutularından ölçümler alınır.

Bütün bu ölçümlerin izleme işlemi uzaktan izleme veri tabanında depolanır ver analiz edilir. Şekil-4.34 de bir bağlantı kutusuna ait veriler detaylı olarak gösterilmektedir. Dizilerin sağlıklı bir şekilde çalıştığı yalnız bu şekilde konfigüre edilmiş bir sistem tarafından takip edilebilir.





Uzaktan izleme sistemleri yukarıda verilen özellikler sayesinde sistem sahiplerine birçok kolaylıklar sunmaktadır. Bu altyapı sistemin sağlıklı ve performanslı çalıştığı yönündeki bilgileri santral sahibine ve sistemi kuran firmanın yetkililerine iletir. Bunun yanında yasal yönden izlemenin ve faturalandırmanın yapıldığı kısım sayaçlardır. Faturalama işlemlerinde dağıtım şirketi sayaç üzerinden okuduğu veriye göre santral sahibi ile resmi yönden bilgi alışverişi sağlayabilir.

Fotovoltaik sistemlerin üretmiş olduğu enerji veya şebekeden çekilecek olan enerji çift yönlü sayaç üzerinden okunarak dağıtım şirketi yetkililerine bilgi verir. Sistemde verilerin gerçekliği ve faturalamada esas alınacak izleme cihazı çift yönlü sayaçtır. Çift yönlü sayaçların fotovoltaik sistemin boyutuna göre tek fazlı veya üç fazlı olacak şekilde üretilen modelleri bulunmaktadır.         Şekil-4.35 de hem tek fazlı hem de üç fazlı sistemlere yönelik çift yönlü sayaçlar gösterilmektedir.



Bu sayaçlar çift kapsamlı güç kalitesi ve enerji sürekliliği ölçümleri, testleri ve kayıtları tutabilirler. Bunun yanında haberleşme modülleri sayesinde sistemde üretilen enerji ve tüketilen enerjinin verilerini dağıtım şirketine uzaktan da okuma olanağı sunmaktadır. İzleme sistemlerine dair tüm ekipmanlar sağladığı kolaylıklar nedeniyle fotovoltaik sistemlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu nedenle doğru bir veri kayıt ve izleme altyapısının kurulmuş olması önemlidir.