Fotovoltaik Enerji Sistemleri

Yazı Dizisi-36

Haluk Özgün

Panellerin sıcaklık değişimlerinden etkilendiğini daha önceki bölümlerde değinmiştik. Bu değişimleri veren ifadeler panel broşürlerinde sıcaklık katsayısı (Temperature Coefficient) yazan kısımlarda bulunmaktadır.Bu değerler kullanılarak sıcaklık değişimlerine bağlı olarak çıkış gücünün nasıl değiştiği konusundaki hesapları aşağıda vermekteyiz.

Standart Test Koşulları

Güneş ışınlarının güç yoğunluğu = PGüneş,d = 1000 W/m2

25 °C Sıcaklık ve AM 1.5

Önemli Büyüklükler 

Pmpp=Maksimum güç veya tepe güç
Vmpp= Maksimum güçteki voltaj
Impp=Maksimum güçteki akım
Sıcaklık katsayıları ve panel ölçüleri

Hesaplarda Kullanılacak Denklemler

1. Güç Yoğunluğu

Panelin m2 de ne kadar güç vereceğini bulmak için kullanılmaktadır, Pmpp,d olarak verilmiştir
ve birimi Wp/m2 dir.

Maksimum güç veya tepe güç Pmpp olarak verilmiştir.
Apanel = Panelin eni (m) x Panelin boyu (m) = Alan (m2) (6.3)



2. Standart Verim

Daha önce tanımlanan standart test koşulları için panelin verimini hesaplarken kullanılan
denklemdir.



3. Belirlenen Panel Sıcaklığındaki Güç

Standart test koşullarındaki panel gücünün αp sıcaklık katsayısına bağlı olarak değişimini
hesaplamakta kullanılır. olarak verilip, birimi Wp dir.



4. Belirlenen Panel Sıcaklığındaki Güç Yoğunluğu ve Verim

1 ve 2 de verilen denklemler 3 de verilen denklem sonuçlarına göre tekrar hesaplanarak
bulunabilecek değerlerdir.


Yukarıda verilen denklemler yardımı ile Antalyada kurulacak olan çatı üstü sistemdeki inverterin tespit edilmesi sağlanacaktır. Tablo-6.3 de örnek için kullanılan monokristal panelin sıcaklık katsayıları verilmektedir. Panel hakkındaki diğer özellikler Tablo-6.3 deki veriler kullanılarak işlem yapılacaktır.





Kurulumun yapılacağı bölgenin iklim koşullarını öğrenmek için Meteoroloji Genel Müdürlüğünün İl ve İlçeye ait istatistiki veriler bölümünden gerekli bilgileri edinebiliriz. Tablo-6.4 de Antalya için Meteoroloji Genel Müdürlüğünün hazırlamış olduğu veriler görülmektedir.





Antalya için örnekte kullanacağımız panelin ortalama sıcaklık değerlerine göre verimin nasıl değiştiğini hesaplayalım. Bu tablodan Antalya için ortalama en yüksek sıcaklığın 34,4 °C görülmektedir. İşlem kolaylığı için ortalama sıcaklık en yüksek 35 °C olarak devam edilecektir. Dış ortam sıcaklığının değişimi panellerin çıkış voltajını ve akımını değiştirmektedir. Panelerin sıcaklığı dış ortam sıcaklığından ortalama 10-15 °C derece fazla olmaktadır. Aşağıdaki örnek hesap ortalama panel sıcaklık değerli olan 45 °C derece için verilmiştir. İleride vereceğimiz dizi voltaj hesaplarında bölgenin en yüksek sıcaklık değeri için 75-80 °C derece panel sıcaklığı dikkate alınacaktır.



Hesaplamalardan görüldüğü gibi sıcaklığın artmasına bağlı olarak panelin üretebileceği güç ve verimi düşmektedir. Sıcaklık değişimi panelin voltajını daha çok etkilemektedir. Örnek bir panel için bu değişimler Şekil-6.6 da gösterilmektedir.



Şekil-6.6 da verilen grafiği yorumlarsak yüksek sıcaklıklarda panelin voltajı düşmekte, düşük sıcaklıklarda panelin voltajı artmaktadır. Bunun yanında akım değeri az da olsadeğişmektedir. Panel voltajlarının sıcaklık ile değişmesi inverteri seçerken dikkat etmemiz gereken bazı kısımları ortaya çıkartmaktadır. Bu durum inverterin maksimum giriş voltajının geçilmemesi ve normal çalışma koşullarında MPP voltaj değerleri içinde kalınması gerekliliğidir.

Daha önceki konu başlıklarında değinilen inverter çeşitleri mikro, dizi ve merkezi tipte olmaktadır. Mikro inverterlerin daha küçük uygulamalar veya gölgeleme faktörünün çok olduğu uygulamalarda kullanılması daha etkili olabilir. Bu çatı uygulamasında gölge yaratacak bir faktör bulunmamaktadır. Hem dizi hem de mikro inverter için uygun bir kurulum olmaktadır. Merkezi inverterler ise 1 MW ve üzeri sistemler için daha uygundur. Bu uygulamada hesaplamalar dizi inverter için verilecektir.

Şebekeye enerji beslemesi yapılırken tek fazdan 5 kW dan daha fazla enerji verilmemesi gerektiği şebeke operatörleri tarafından karara bağlanmıştır. Tek fazdan 5 kW üzerinde enerji beslemek fazlar arası gerilim farkları yaratacağından şebekenin yapısını bozmaktadır. Kurulan fotovoltaik sistem 5 kW dan daha büyük olması halinde fotovoltaik sistem 3 fazdan besleme yapacak şekilde tasarlanmalıdır.

Bundan sonraki yazımızda" Dizi İnverter Teknik Özellikleri, Seri Olarak Bağlanabilecek Maksimum Panel Sayısı, Panellerin MPP Voltaj aralığında olması "  anlatılacaktır.