×

Fotovoltaik Enerji Sistemleri Yazı Dizisi-44


Fotovoltaik Enerji Sistemleri 

Yazı Dizisi-44
Haluk Özgün
Santralde oluşabilecek kısadevre hesaplarının yapılması ve uygun koruma elemanlarını boyutlandırılması sistemin sağlıklı bir şeklide calışabilmesi icin oldukca onemlidir. Santralde DC tarafta oluşabilecek kısadevre durumlarının analiz edilmesi gereken noktalarŞekil-6.18 de gostermektedir.

Şekil-6.18 de belirtilen kısımları acıklayacak olursak;
String = 23 panelden oluşan panel grubu. (Dizi)
y = Bağlantı kutusuna giren paralel dizi sayısı
x = İnvetere bağlanan toplam dizi sayısı
F1,F2 = Kısa devre durumları
Isc1,Isc2,Isc3,Isc4 = Kısa devre akımları
A = Bağlantı kutusu
B = Bağlantı kutularının inverter trafında bağlandığı DC giriş barası

 
 İlk olarak panel tarafında oluşabilecek kısa devre akımı (Isc1) hesaplanacaktır. Standart test koşulları altında her bir panel hata anında Isc kısa devre akımı üretmelerine karşın ışınım değerinin 1kW/m2 nin üzerinde olduğu durumlar için kısa devre akımının %25 daha fazla olabileceği dikkate alınmalıdır. Bu nedenle panel tarafında Isc1 =1,25xIsc olarak hesaplanır.

Tablo-6.7 de panelin elektriksel özelliklerine baktığımızda panelin kısa devre akımının
Isc=8,63 A olduğu görülecektir.

Bu durumda kablo 1 de panel tarafında oluşabilecek kısa devre Isc1 =10,78 A olarak bulunur. Aynı invertere bağlanmış olan paralel dizilerin oluşturabileceği ters kısa devre akımları Isc2 olarak tanımlanabilir.

Isc2 = (x-1)x1,25xIsc = (86-1)x1,25x8,63 = 916,93 A

Oluşabilecek kısa devre akımının çok yüksek olduğu görülmektedir. Bu nedenle hem bağlantı kutularında hem de inverter DC barasında gerekli koruma elemanlarının tedarik edilmesi zorunludur. Kablo 2 de meydana gelebilecek kısa devre hatalarını hesaplamadan önce bağlantı kutusunda tedarik edilmesi gereken koruma elemanlarını belirleyeceğiz.

Şekil-6.19 da örnek olarak 6 girişe sahip bağlantı kutusunun devre şeması verilmiştir. Bağlantı kutusunda hem DC koruma elemanları hem de uzaktan izleme ekipmanları bulunmaktadır.



Şekil-6.19 da verilen 6’li bağlantı kutusu gibi santralin büyüklüğüne göre 16 ve 24 girişe sahip bağlantı kutularda benzer şekillerde dizayn edilmiştir.

16 girişe sahip olan bağlantı kutusu dizaynında 16 pozitif ve 16 negatif olmak üzere 32 adet hızlı kartuş tip sigorta içermektedir. Isc1 =10,78 A olarak hesapladığımız için kullanılacak sigortalar 12 A olarak seçilmiştir. Buna göre Şekil-6.17 de Kablo 1 olarak gösterilen kısımda karşılaşılacak en yüksek akım12 A den daha düşük olduğu sonucunu çıkartabiliriz. Kablo 1 olarak gösterilen kabloların kesitlerinin 6 mm2 olduğunu daha önce hesaplamıştık. Bağlantı kutusunun girişinde 250 A’lik yük ayırıcılı şalter kullanılmıştır. Bu sayede sistem çalışırken de bir bağlantı kutusunu devreden çıkartmak mümkün olabilir.

Şekil-6.18 de Kablo 2 olarak gösterilen kısımda meydana gelebilecek kısa devre hatasının akım değerini hesaplayalım. Bağlantı kutusu ile inverter dc giriş barası arasında oluşabilecek bu kısa devrenin bağlantı kutusu tarafındaki değeri Isc3 olarak belirlenebilir.

Isc3=y x 1,25 x Isc = 16x1,25x8,63=172,6 A

Inverter DC giriş barasından bağlantı kutusuna doğru oluşabilecek kısa devre hatası Isc4 olarak belirlenebilir.

Isc4=(x-y) x 1,25 x Isc = (86-6) x 1,25 x 8,63= 863 A olarak hesaplanır.

Inverter tarafında 8 adet pozitif ve 8 adet negatif DC giriş volup 250 A’lik sigorta kullanılmaktadır. Bu nedenle Kablo 2 de oluşabilecek kısa devre akımı 250 A değerinin üzerinde olmayacaktır.

Hem bağlantı kutusunda hemde inverter içinde parafudur kullanıldığı için yıldırım gibi yüksek akım darbelerine karşı sistem koruma altına alınmış olur.

Yukarıda verilen hesaplamalar DC tarafta oluşabilecek kısa devre akımlarına karşı inverteri korumaktadır.

Sonuç olarak 500 kW’lık bir fotovoltaik enerji santralini yapılan hesaplar ile modellemiş olduk. Megawatt boyutundaki fotovoltaik santraller benzer hesaplama aşamalarına tabidir. Örnekte verilmiş olan sistemi bir blok olarak düşünecek olursak, çoklu bloklar ile megawatt boyutunda santrallerde yapmak mümkün olacaktır.

7. Türkiye’de Yenilenebilir Enerji ve Güneş Enerjisi Alanındaki Yasal Süreçler

Enerji üretimine dair yapılacak yatırımlarda devletin belirlemiş olduğu kanun ve yönetmeliklerin yatırımcılar tarafından değerlendirilmiş olması oldukça önemlidir. Hem kanun hem de yönetmelik bazında yapılan değişiklikler yakından takip edilmelidir. Bu kapsamda T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı ve T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) nın yayınlamış olduğu rapor ve belgeler takip edilmelidir. Benzer bir şekilde T.C. Remi Gazete de yayınlanan kanun ve yönetmelikler sıkı bir şekilde takip edilmelidir.

Aşağıda sırası ile verilmiş kanun, yönetmelik ve tebliğler EPDK’nın ilgili sayfalarından ulaşılabilir. Bu belgeler enerji yatırımları ve güneş enerjisi yatırımları ile yakından ilgilidir.

1. Elektrik Piyasası Kanunu
2. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun
3. Elektrik Piyasası Lisans Yönetmeliği
4. Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik
5. Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmeliğin Uygulanmasına Dair Tebliğ
T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ve güncel kanun ve yönetmeliklere ulaşabilirsiniz..
http://www.epdk.gov.tr/index.php/elektrik-piyasasi
T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir. http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Anasayfa
T.C. Resmi Gazete resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir. http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx
4. Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik
5. Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmeliğin Uygulanmasına Dair Tebliğ
T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ve güncel kanun ve yönetmeliklere ulaşabilirsiniz..
http://www.epdk.gov.tr/index.php/elektrik-piyasasi
T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir. 
http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Anasayfa
T.C. Resmi Gazete resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir.
 http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx
4. Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik
5. Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmeliğin Uygulanmasına Dair Tebliğ
T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ve güncel kanun ve yönetmeliklere ulaşabilirsiniz..
http://www.epdk.gov.tr/index.php/elektrik-piyasasi
T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir.
http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Anasayfa
T.C. Resmi Gazete resmi internet sitesine aşağıdaki linkten ulaşabilir ilgili değişiklikleri takip edilebilir.
http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx

Kaynaklar 

1. World Energy Outlook 2009
2. IEA (International Energy Agency ) World Energy Outlook 2009, Presentation to the
Press Londan, 10 November 2009
3. WBGU (German Advisory Council On Global Change)
4. Google ve Google Images
5. U.S Department of Energy 2011 Renewable Energy Data Book
6. http://www.saftbatteries.com/
7. http://www.ballard.com/Default.aspx
8. Wikipedia.org
9. http://www.eia.gov/countries/country-data.cfm?fips=TU#coal
10. DLR (German Aerospace Center) Energy News Archive 2011-2012
11. EPIA www.epia.org “Global Market Outlook For Photovoltaics 2014-2018”
12. PVGIS http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
13. NASA http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/solarsys_scale.jpg
14. NASA/Steele Hill http://www.nasa.gov/mission_pages/hinode/solar_004_prt.htm
15. ITER http://www.iter.org/sci/whatisfusion
16. www.pveducation.org
17. 2007 Thomson Higher Education http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/
chapter2/sw_atm.html
18. NDT-Resource Center http://www.ndted.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Physics/MagneticFieldChar.htm
19. Connexions http://cnx.org/content/m42408/latest/#import-auto-id1169737911320
20. Astronomy Notes www.astronomynotes.com/light
21. NASA http://mynasadata.larc.nasa.gov/images/EM_Spectrum3-new.jpg
22. S.O.Kasap, Principles of Electronic Materials and Devices, 3rd, Mc Graw Hill,NY,2006
23. Šuri M., Huld T.A., Dunlop E.D. Ossenbrink H.A., 2007. Potential of solar electricity
generation in the European Union member states and candidate countries. Solar
Energy, 81, 1295–1305, http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/.
24. Planning and Installing Photovoltaic Systems: "A Guide for Installers, Architects and
Engineers" Earthscan – The German Energy Society (Deutsche Gesellshaft fur Sonnenenergie
(DGS LV Berlin BRB)),2008
25. National Renewable Energy Laboratory (NREL) Best Research-Cell Efficiencies
http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg
26. Yingli Solar http://www.yinglisolar.com/au/products/manufacturing/
27. Mitsubishi Electric http://www.mitsubishielectric.com/company/rd/research/highlights/
infra/crystal.html
28. ABB Technical Application Paper for Photovoltaic Plants
29. http://www.photon-magazine.com/news/news_2004-11_%20eu%20feat%20Apollon.htm
30. Multi Contact http://www.multi-contact.com/products/parts.php?cat=pv
31. Elster - Çift yönlü sayaç. http://www.elster.com.tr/tr/A1500_ALPHA.html
32. Increased Energy Yield of %50 at Flat Roof and Field Installations with Optimized
Module Structures. Volker Quaschning and Rolf Hanitsch
33. Meteoroloji Genel Müdürlüğü www.dmi.gov.tr
34. EPDK T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu. http://www.epdk.gov.tr/index.php
35. T.C. Remi Gazete http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx
36. Güç Dağıtımı (Enerji Dağıtımı)-1 Elk.Yük.Müh Yetkin Saner Birsen Yayınevi
37. Güç Dağıtımı (Enerji Dağıtımı) Kesit Hesapları-5 Elk.Yük.Müh Yetkin Saner Birsen
Yayınevi

 “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