Embed Size (px)
Citation preview
T.C.
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
IRAK’IN GÜNEŞ ENERJİ POTANSİYELİNİN TESPİTİ VE TİPİK BİR BİNA İÇİN FOTOVOLTAİK ENERJİ SİSTEMLERİ İLE ELEKTRİK ÜRETİM KAPASİTESİNİN ARAŞTIRILMASI
QAYS ADNAN ALI
Danışman Prof. Dr. İsmail Hakkı AKÇAY
YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ISPARTA – 2016
© 2016 [ QAYS ADNAN ALI ]
İÇİNDEKİLER
Sayfa İÇİNDEKİLER ......................................................................................................... i ÖZET ..................................................................................................................... iii ABSTRACT ........................................................................................................... iv TEŞEKKÜR ............................................................................................................ v ŞEKİLLER DİZİNİ ................................................................................................ vi ÇİZELGELER DİZİNİ ........................................................................................... ix SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ .............................................................. x 1. GİRİŞ .................................................................................................................. 1
1.1. Enerji Üretiminde Kullanılan Kaynaklar ......................................................... 2 1.2. Fotovoltaik Etki.............................................................................................. 3
1.2.1. Işınım şiddeti ........................................................................................... 5 1.3. Fotovoltaik Sistemleri .................................................................................... 6
1.3.1. PV hücrelerinin çalışma prensibi ............................................................. 6 1.3.2. Şebeke bağlantılı FV elektrik üretim sistemleri ........................................ 9 1.3.3. Şebekeden bağımsız FV elektrik üretim sistemleri ................................. 12
1.4. Güneş Pili Güç Verimlilikleri ve Güneş Pili Kullanım Alanları .................... 13 1.4.1. Güneş pili güç verimlilikleri .................................................................. 13 1.4.2. Dünyadaki güneş pili uygulamaları ........................................................ 14
1.5. Irak’ta Enerji Üretimi Ve Enerji Politikaları ................................................. 15 1.5.1. Genel değerlendirme.............................................................................. 15 1.5.2. Irak’da enerji kaynakları ........................................................................ 16
1.5.2.1. Elektrik ......................................................................................... 16 1.5.2.2. Güneş enerjisi ............................................................................... 19 1.5.2.3. Irak’ta güneş enerjisi uygulamaları ............................................... 21
1.5.3. Irak’da yürürlükteki enerji politikası ...................................................... 24 1.6. Araştırmanın Genel Amacı ........................................................................... 25 2. KAYNAK ÖZETLERİ.................................................................................... 26 3. MATERYAL VE YÖNTEM ........................................................................... 33 3.1. Araştırma Modeli ......................................................................................... 33
3.1.1. Materyal ................................................................................................ 33 3.1.2. Meteorolojik veriler ............................................................................... 35 3.1.3. PVGIS çevrimiçi yazılımı ...................................................................... 35 3.1.4. EES (Enrollment For Education Solutions ) paket programı ................... 36 3.1.5. PVSYST 6.3.9 ....................................................................................... 37 3.1.6. Veri toplama aracı ve verilerin toplanması ............................................. 38 3.1.7. Yöntem.................................................................................................. 39
3.2. Güneş Enerjisi Potansiyeli ............................................................................ 41 3.2.1. Irak’ın güneş geometrisi (Basra, Bağdat ve Kerkük) .............................. 42
3.2.1.1. Güneş açıları ................................................................................. 42 3.2.1.2. Güneş sabaiti (Gs) ......................................................................... 45 3.2.1.3. Güneş ışınımı ................................................................................ 46 3.2.1.4. Spektral etki.................................................................................. 47 3.2.1.5. Basra, Bağdat ve Kerkük illeri için güneş radyasyon
hesaplamaları ............................................................................... 49 3.3. FV Tasarım .................................................................................................. 53
3.3.1 Sistemin açıklanması .............................................................................. 53 3.3.1.1. Bileşenler...................................................................................... 53
i
3.3.1.2. Yapılandırma ................................................................................ 54 3.3.1.3. Sistemin boyutlandırılması............................................................ 55 3.3.1.4. Solar sistemin boyutlandırılması ................................................... 56 3.3.1.5. Bataryaların boyutlandırılması ...................................................... 57 3.3.1.6. Voltaj kontrol sisteminin (Regülatör) boyutlandırılması ................ 59 3.3.1.7. Inverter boyutlandırması ............................................................... 59
3.4. Fotovoltaik Sistem Güç (Enerji-Elektrik Üretim) Hesaplamaları .................. 60 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ...................................................64
4.1. Güneş Enerji Ölçüm Sonuçları ..................................................................... 64 4.2. Solar Sistemin Boyutlandırılması ................................................................. 78
4.2.1. FV sistemi ............................................................................................. 80 4.3. Elektriğin Tüketim Enerjisine Dönüşümü ..................................................... 81 4.4. Güneş Enerjisinin Elektrik Enerjisine Dönüşümü (Üretim Miktarı
Hesaplamaları) ............................................................................................ 83 4.5. PVGIS.......................................................................................................... 85 4.6. Maliyet Analizi ............................................................................................ 94
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER .............................................................................97 35T5.1. SONUÇLAR35T ................................................................................................ 97 5.2. ÖNERİLER .................................................................................................. 99
KAYNAKLAR ..................................................................................................... 100 EKLER ................................................................................................................. 105
Ek.1. Güneş enerjisi elektrik dönüşüm sistemlerinin özellikleri ......................... 106 35Ta. PV Güneş pili35T ............................................................................................ 106 35Tb. Batarya35T ...................................................................................................... 108 35Tc. Regülatör35T ................................................................................................... 110 35Td. Inverter35T...................................................................................................... 111
Ek.2. Güneşlenme süresi, toplam güneş enerjisi, toplam elektrik enerjisi tabloları ..................................................................................................... 113
a. Basra için .................................................................................................. 113 b. Bağdat için ................................................................................................ 114 c. Kerkük için ................................................................................................ 115
ÖZGEÇMİŞ ...................................................................................................... 116
ii
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
IRAK’IN GÜNEŞ ENERJİ POTANSİYELİNİN TESPİTİ VE TİPİK BİR BİNA İÇİN FOTOVOLTAİK ENERJİ SİSTEMLERİ İLE ELEKTRİK ÜRETİM KAPASİTESİNİN ARAŞTIRILMASI
QAYS ADNAN ALI
Süleyman Demirel Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Prof. Dr İsmail Hakkı AKÇAY
Bu çalışma kapsamında, Irak'ın teorik olarak saha ve teknik güneş enerjisi potansiyeli araştırılarak belirlenmiş, günlük detayda yıllık elektrik tüketim veri seti oluşturulmuş ve elektrik tüketimi fotovoltaik yapıda simüle edilmiş, fotovoltaik elektrik üretim sistemleriyle karşılama durumu değerlendirilmiştir. Çalışma sadece Basra, Bağdat ve Kerkük şehirleri ile sınırlandırılmış bu üç bölgenin Irak’ın güneş enerji potansiyelini temsil edebilme becerisi olduğuna kanaat getirilmiştir ve bu bölgelerde ortalama bir hanenin toplam ihtiyaçları göz önünde bulundurularak değerlendirilmiştir. Bölgenin yıllık toplam güneşlenme süresi; Basra için 4420 saat, Bağdat için 4417 saat ve Kerkük için de 4380 saat ve saha güneş enerjisi potansiyeli Basra için 2915 kWh/m2, Bağdat için 2274 kWh/m2 ve Kerkük için de 2106 kWh/m2 olarak hesaplanmıştır. Yıllık toplam teorik güneş enerjisi potansiyeli 3 şehir için ortalama 2431 kWh/m2 olan bölgelerde; yatayda tam güneye bakan ve dikeyde Basra için 15 derece, Bağdat için 20 derece ve Kerkük için de 30 derece açıyla yerleştirilen fotovoltaik panellerle kurulacak bir güneş elektriği üretim sisteminin teknik güneş enerjisi potansiyeli; Basra için 5316,96 kWh/yıl, Bağdat için 5184,72 kWh/yıl ve Kerkük için de 4802,86 kWh/yıl bulunmuştur. Ortalama bir hanenin yıllık elektrik tüketimi 4693,49 kWh/yıl olarak belirlenmiş olup mevsimlere göre de toplam enerji tüketimi yaz aylarında 2154,74 kWh/yıl, bahar aylarında 416,91 kWh/yıl ve kış aylarında da 961,83 kWh/yıl olarak belirlenmiştir. Bu yükü karşılayabilecek şebeke ve aynı zamanda akü bağlantılı Poly-Crystalline Silicon FV modülü 0,75 performans oranına sahip tüketim davranışlarına ve çevre şartlarına en uygun donanımlardan olduğu sonucuna varılmıştır. FV modüllerinin sayıları Basra için 8 adet, Bağdat için 9 adet çıkarken Kerkük için ise 10 adet FV modül sistemi çıkmaktadır. Bu çalışmada ilgili şehirler için yapılan maliliyet hesapları sonucu; Basra için 8998 $ ve Bağdat ile Kerkük için de 9628 er $ tutarında FV güneş paneli sistemleri ile karşılanabileceği görülmüştür. Bu veriler ışığında çalışmamızın ilk bölümünde elektrik enerjisi ve üretim yöntemleri ile ikinci bölümde de güneş enerji sistemleri anlatılmıştır. Üçüncü bölümde ise tezin esasını teşkil eden Irak’taki enerji üretimini ele alıp Irak’ta mevcut enerji politikalarını ve güneş enerjisi ile enerji açığının durumu ve bu açığın giderilebilirliği üzerinde çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler: Güneşlenme süresi, güneş ışıması, güneş enerjisi potansiyeli, FV sistemleri tasarımı . 2016, 116 sayfa
iii
ABSTRACT
M.Sc. Thesis
DETERMINATION OF IRAQ SOLAR ENERGY POTENTIAL AND INVESTIGATION Of ELECTRICITY GENERATION
CAPACITY WITH PHOTOVOLTAIC ENERGY SYSTEMS FOR A TYPICAL BUILDING
QAYS ADNAN ALI
Süleyman Demirel University
Graduate School of Applied and Natural Sciences Department of Mechanical Engineering
Supervisor: Prof. Dr İsmail Hakkı AKÇAY
In this study scope, Iraq’s area and solar power potential are searched and defined theoretically, it’s created a set of data about annually electric consumption in daily detail and electric consumption is simulated in a photovoltaic way, the state of compensation by photovoltaic electric generation systems is evaluated. The study is limited by Basra, Baghdad, Kirkuk cities and it’s thought that these three area can represent the solar power of Iraq and it’s evaluated by considering a house’s total needs. The total insolation time of the area; 4420 hours for Basra, 4417 for Baghdad and 4380 hours for Kirkuk. The solar power potential of area is calculated; 2915 kWh/m2 for Basra, 2274 kWh/m2 for Baghdad and 2106 kWh/m2 for Kirkuk. The total theoretical solar power potential annually in the areas where it’s 2431 kWh/m2 for three cities on average, technical solar power potential of an electric generation system with photovoltaic panels placed with 15 degrees angle for Basra in vertical situation and looking at exactly through south in horizontal situation, 20 degrees for Baghdad and 30 degrees for Kirkuk is calculated about 5316.96 kWh/year for Basra, 5184.72 kWh/year for Baghdad, 4802.86 kWh/year for Kirkuk. The annual electric consumption of a house is stated 4693.49 kWh/year; for seasons, total energy consumption is 2154.74 kWh/year in summer, 416.91 kWh/year in spring, 961.83kWh/year in winter. It’s reached the conclusion that Poly-Crystalline Silicon PV module which is a network that meets this load and and has a battery connection is appropriate for consumption conducts having 0.75 performance rate and for environmental conditions. The numbers of the modules is 8 for Basra, 9 for Baghdad and 10 for Kirkuk. With the result of the cost calculations done for the cities; it’s found out that Photovoltaic solar power panel systems that cost, 8998 $ for Basra and 9628 $ for each Baghdad and Kirkuk are good enough to fulfill. Under the light of these informations, electric energy and generation ways in the first part and the solar power systems are explained in the second part of our study. In third part, dealing with the energy generation in Iraq, it’s studied on the current energy policies in Iraq and the state of solar power and energy deficit and eliminating this deficit. Key Words : Insolation, solar radiation, potential of solar energy, design of PV
(photovoltaic) systems.
2016, 116 pages
iv
TEŞEKKÜR
Tez çalışmam boyunca sürekli ilgi ve desteğini esirgemeyen ve her konuda kendimi geliştirmemde katkıları olan sayın danışman hocam Prof. Dr. İsmail Hakkı AKÇAY’e teşekkürlerimi sunarım. Tezin her aşamasında deneyimlerini benimle paylaşan değerli hocam Yrd. Doç. Dr. Habib GÜRBÜZ’e teşekkür ederim. Tez yazılım sırasında bana destek olan arkadaşım Hussein Burhan Aldin ASGHAR’a teşekkür ediyorum. Hayatımın her anında; güçlerini arkamda hissettiğim annem ve 18 yıllık eğitimin hayatımın içinde; 35 senelik yaşamımın her anında bana destek vermekten kaçınmayan, yılgınlığımda arkamdan itici güç olan, sadece çalışkanlığı değil;her özelliği ile örnek almaktan gurur duyduğum sevgili abim büyük kardeşim, aynı zamanda bu zor günlerde yanımda olarak yaşadığım sıkıntıları gidermeye çalışan, benim için her türlü fedakarlığı yaparak bugünlere gelmemi sağlayan, hayattaki başarılarımın en önemli destekçisi olan aileme de sonsuz sevgi ve şükranlarımı sunmayı bir borç biliyorum.
QAYS ADNAN ALI
ISPARTA, 2016
v
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa Şekil 1.1. Güneş pili eşdeğer devresi ........................................................................ 1 Şekil 1.2. Aylık FV performans oranları ................................................................... 2 Şekil 1.3. Enerji ve dalga boyu bağıntısı .................................................................. 5 Şekil 1.4. Dünya ışınım haritası................................................................................ 6 35TUŞekil 1.5. PV hücresi şemasıU35T..................................................................................... 7 35TUŞekil 1.6. Fotovoltaik panel çalışma prensibiU35T............................................................ 7 Şekil 1.7. Bir hücrenin örnek akım-gerilim grafiği ................................................... 8 35TUŞekil 1.8. Fotovoltaik akım, gerilim ve gücünün işık şiddetiyle değişimi) U35T ................. 8 Şekil 1.9. Voltaj ve akım grafiğinin sıcaklığa göre değişimi ..................................... 9 Şekil 1.10. Şebeke bağlantılı FV santral güç akış diyagramı ....................................10 35TUŞekil 1.11. Evsel uygulamalarda kullanılan şebeke bağlantılı FV sistem güç akış
şemasıU35T .....................................................................................................10 Şekil 1.12. Evsel uygulamalarda kullanılan şebeke bağlantılı FV sistem güç akış
diyagramı ................................................................................................11 Şekil 1.13. Şebekeye bağlı güneş pili ......................................................................11 Şekil 1.14. Stand-Alone (off-grid) solar PV sistemleri.............................................12 Şekil 1.15. Güneş paneli uygulama örnekleri...........................................................14 Şekil 1.16. Irak’ın dünya üzerindeki yeri .................................................................15 Şekil 1.17. Irak’ta bulunnan elektrrik üretim santrallerinin dağılımı (Adet) .............17 35TUŞekil 1.18. 2008-2013 Yılları arasında Irak’ta enerji üretimiU35T ...................................17 35TUŞekil 1.19. 2008-2013 Yılları arasında kişi başına düşen elektrik tüketimi (MWh/yıl) U35T
...............................................................................................................18 Şekil 1.20. Irak elektrik enerjisi dağıtım hatları .......................................................18 Şekil 1.21. Parabolik oluklu termal güneş enerji tesisi ............................................19 Şekil 1.22. Büyük ölçekli güneş enerjisi sistemleri için mevcut ve maliyetleri yüksek
gelecekteki yıllara göre potansiyel güneş ve fosil enerji kaynakları .........20 Şekil 1.23. Planlanan fosil yakıt tesisleri ile seçilen yerler için aylık ortalama normal
radyasyon değerleri ................................................................................20 Şekil 1.24. Irak’ın solar radyasyon haritası ..............................................................21 Şekil 1.25. Irak tarım bakanlığı tarafından yapılan güneş panelleri ..........................22 35TUŞekil 1.26. Irak’ta sokak aydınlatmaları ve trafik ışıklarında kullanılan güne panelleriU35T
...............................................................................................................22 Şekil 1.27. Küfe üniversitesi öğrenci yurtları’nda kurulan güneş panelleri ...............23 Şekil 1.28. Kuzey Irak’tan gelen mültecilerin kaldıkları kamplarda kullanılan güneş
panelleri ..................................................................................................23 Şekil 1.29. Irak sanayi bakanlığı enerji ve çevre araştırma merkezi tarafından
desteklenen güneş enerjisi ile alışan bir araç ............................................24 Şekil 3.1. Basra, Bağdat ve Kerkük şehirlerinin coğrafik konumları ........................34 Şekil 3.2. Coğrafik fotovoltaik bilgilendirme sistemi...............................................35 35TUŞekil 3.3. PVGIS çevrimiçi coğrafik fotovoltaik bilgilendirme sistem yazılımıU35T .......36 Şekil 3.4. EES başlangıç Arayüzü ...........................................................................37 Şekil 3.5. PVSYST başlangıç arayüzü .....................................................................38 Şekil 3.6. Düz yüzeyin güneş açıları ........................................................................43 Şekil 3.7. Bir eğimli yüzey üzerinde bazı güneş açıları (a) Zenit açısı, eğim, yüzey
azimut açısı ve güneş azimut açısı. (b) Güneş azimut açısına göre güneş sistemin planı. .........................................................................................43
Şekil 3.8. Dünya ile güneş arasındaki ilişki .............................................................46
vi
Şekil 3.9. Güneşten dünya yüzüne ulaşan ve atmosferden yansıyan ışınım oranları .47 Şekil 3.10. Fotovoltaik etki .....................................................................................47 Şekil 3.11. Elektromanyetik tayf .............................................................................48 Şekil 3.12. Stand-alone fotovoltaik Sistemi (a) Blok diyagramı (b) Şematik diyagram
...............................................................................................................55 Şekil 3.13. Fotovoltaik sistem genel şeması ............................................................55 Şekil 3.14. PV modüllerdeki açık devre, kısa devre ve yüklü bağlantı .....................61 Şekil 3.15. Aylara göre örnek elektrik üretim miktarı grafiği ...................................62 Şekil 4.1. Bir yıl boyunca Irak için deklinasyon açısının değişimi ...........................65 Şekil 4.2. Bir yıl boyınca Irak için deklinasyon açısının değişim grafiği ..................65 Şekil 4.3. Zenit açısı ve solar radyasyon değerleri ...................................................66 Şekil 4.4. Zenit açısı ve solar radyasyon grafiği.......................................................66 Şekil 4.5. Toplam ışınım enerjisinin eğim açısına (β) göre değişimi [(a) Basra, (b)
Bağdat, (c) Kerkük] ................................................................................67 Şekil 4.6. Güneş yolları azimut açısı kartı [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük] .........69 Şekil 4.7. Aylık toplam güneşlenme süreleri [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük] .....70 35TUŞekil 4.8. Güneş doğumu, batımı ve güneş uzunlukları grafiği [(a) Basra, (b) Bağdat,
(c) Kerkük] U35T .............................................................................................72 35TUŞekil 4.9. Saatlik toplam güneş ışınım şiddeti grafiği [(a) Basra, (b) Bağdat, (c)
Kerkük] U35T ..................................................................................................73 35TUŞekil 4.10 Aylara göre üç şehir için S/S URoRU oran değerleriU35T ...........................................74 35TUŞekil 4.11. Aylara göre üç şehir için S/S URoRU oran grafiğiU35T .............................................74 35TUŞekil 4.12. Basra, Bagdat ve Kerkük için günlere göre KURT RU ve KURUd U RUdeğerleriU35T ..............75 35TUŞekil 4.13. Basra, Bagdat ve Kerkük için günlere göre KURT RU ve KURUd U RUdeğerleri grafiğiU35T ...75 Şekil 4.14. Aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli [(a) Basra, (b) Bağdat, (c)
Kerkük] ..................................................................................................76 Şekil 4.15. Aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli grafiği ...................................77 Şekil 4.16. Güneş panellerinin bağlantı dizilimi ......................................................79 35TUŞekil 4.17. Batarya guruplarını paralel bağlantısıU35T.....................................................80 35TUŞekil 4.18. PV sisteminin tasarım şemasıU35T ................................................................81 Şekil 4.19. Mevsimlere göre bır yıllık elektrik enerji tüketim grafiği .......................82 Şekil 4.20. Aylara göre elektrik üretim miktarları grafiği ........................................83 Şekil 4.21. Lambalarda enerji kullanım değerleri ....................................................84 Şekil 4.22. Lambalarda enerji kullanım grafiği ........................................................84 Şekil 4.23. Lambalarda çalışma süreleri (h) .............................................................85 Şekil 4.24. Lambaların çalışma süreleri ...................................................................85 Şekil 4.25. Basra için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi...................................86 35TUŞekil 4.26. Basra için aylara göre enerji verimliliği grafiğiU35T ......................................87 35TUŞekil 4.27. Basra için aylara göre düzlem ışınımı grafiğiU35T .........................................88 Şekil 4.28. Basra için aylara göre azimut açısı grafiği .............................................88 Şekil 4.29. Bağdat için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi ................................89 Şekil 4.30. Bağdat için aylara göre enerji verimliliği grafiği ....................................90 Şekil 4.31. Bağdat için aylara göre düzlem ışınımı grafiği .......................................91 Şekil 4.32. Bağdat için aylara göre azimut açısı grafiği ...........................................91 Şekil 4.33. Kerkük için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi ................................92 Şekil 4.34. Kerkük için aylara göre enerji verimliliği grafiği ...................................93 Şekil 4.35. Kerkük için aylara göre düzlem ışınımı grafiği ......................................94 35TUŞekil 4.36. Kerkük için aylara göre azimut açısı grafiğiU35T ...........................................94 35TUŞekil 4.37. Şebekeden bağımlı PV sisteminin yatırım maliyetinin dağılımı Basra. U35T ...96
vii
35TUŞekil 4.38. Şebekeden bağımlı PV sisteminin yatırım maliyetinin dağılımı Bağdat ve Kerkük. U35T ...................................................................................................96
viii
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa Çizelge 1.1. Alternatif enerji kaynakları ................................................................... 3 Çizelge 1.2. Güneş pillerinde rapor edilmiş en yüksek verimlilikler ........................13 Çizelge 1.3. Güneş pili yapımında kullanılan maddelerin dünya rezervleri ve üretimi
...........................................................................................................13 Çizelge 3.1 Basra için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon bilgileri
(DMi) .................................................................................................39 Çizelge 3.2 Bağdat için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon
bilgileri (DMi) ....................................................................................40 Çizelge 3.3 Kerkük için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon
bilgileri (DMi) ....................................................................................40 Çizelge 3.4. Şehirlere göre enlme, boylam ve yükseklik ..........................................41 Çizelge 3.5. Her bir ayı temsil eden ortalama gün ve çeşitli aylar için (n) değerleri .44 Çizelge 3.6. Güneş piline ışığın spektral etkisi ........................................................48 Çizelge 3.7. S/So değeri için 3 şehrin hesaplamaları ................................................49 Çizelge 4.1. Günlük kullanılan ev aletleri ve enerji ihtiyaçları .................................64 Çizelge 4.2. Zaman bağlı olarak elektrik enerjisi ihtiyacı ........................................78 35TUÇizelge 4.3. Mevsimlere göre cihazların enerji tüketimi.U35T .........................................82 Çizelge 4.4. Irak’ın üç şehir için toplam yıllık güneş enerjisi, optimum eğim açısı
araştırmaları ve güneşlenme süresi yıllık toplam elektrik üretimi. .......83 Çizelge 4.5. Basra için solar enerji sisteminin performans analizi ............................87 Çizelge 4.6. Bağdat için solar enerji sisteminin performans analizi..........................90 Çizelge 4.7. Kerkük için solar enerji sisteminin performans analizi .........................93 Çizelge 4.8. Tipik bir evsel FV sistemindeki donanımın toplam maliyetteki payı ve
Basra için ömrü. .................................................................................95 Çizelge 4.9. Tipik bir evsel FV sistemindeki donanımın toplam maliyetteki payı ve
Bağdat ve Kerkük için ömrü. ..............................................................95
ix
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ
A : PV yüzey alanı (m2) a, b : Bölgeye bağlı sabitler AA, AC : Alternatif akım AFv : Toplam dize alanı Ah : Amper h a-Si : Amorf silisyum C : Batarya enerji kapasitesi (Wh) Cal/cm2gün : Bir günde santimetrekareye gelen kalori enerji CBS : Coğrafi bilgi sistemi CS : Batarya depolama kapasitesi (Gün) DA, DC : Doğru akım DMi : Devlet Meteoroloji işleri Genel Müdürlüğü E : Günlük enerji ihtiyaç miktarı (Wh) E PV : PV çıkış gerilimi (Volt) Ed : Sistemin günlük enerji üretim ortalaması (kWh) Egrid : İnverter çıkış gerilimi Em : Sistemin günlük aylık üretim ortalaması (kWh) FV : Fotovoltaik GSMH : Gayri Safi Milli Hasıla (Kişi Başına Düşen Milli Gelir) Gs : Güneş sabiti (W/m2) Gt : Aylık ortalama güneşlenme miktarı (Wh) Gwp : Gigawatt güç Hd : Metrekareye düşen fünlük radyasyon miktarı (kWh/m2) Hm : Metrekareye düşen fünlük radyasyon miktarı (kWh/m2) I : Yatay düzleme düşen anlık toplam ışınımı (W/m2) IT : Eğik yüzeye gelen saatlik toplam güneş radyasyonu (W/m2) I0 : Atmosfer dışında yatay yüzeye gelen günlük güneş ışınımı (W/m2) IAM : Geliş açısı değiştiricisi (incidence angle modifier) Ib : Yatay yüzeye gelen günlük direkt güneş ışınımı (W/m2) IbT : Eğik düzeleme düşen anlık direkt ışınımı (W/m2) Id : Yatay yüzeye gelen günlük yayılı güneş ışınımı (W/m2) IdT : Eğik düzeleme düşen anlık yayılı ışınımı (W/m2) IEEE. : Amerikan Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü IMP : En yüksek güç akımı (maximum power current) Iref : Eğik düzeleme düşen anlık yansıyan ışınımı (W/m2) Isc : Kısa devre akımı ISCC : Uluslararası Sürdürülebilirlik Karbon Sertifikası Itotal : Eğik yüzeye gelen günlük toplam güneş ışınımı (W/m2) I-V : Akım-gerilim kcal/cm2ay : Aylık santimetrekareye gelen kilokalori enerji Kd : Yayılım Berraklık indeksi KT : Berraklık indeksi MPPT : Maksimum güç noktası izleyici Mtep ∶ Milyon ton eşdeğeri petrol NIST ∶ Amerikan Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü NOCT : Normal işletim FV hücre sıcaklığı PR : Performans oranı PV : Fotovoltaik
x
Rb : Geometrik faktör S/S0 : İzafi güneşlenme süresi SAM : Solar Advisor Model STC : Standart deney şartları T : Saatlık ortalama dış hava sıcaklığı (°C) Tçevre : Çevreleyen yüzeylerin ortalama sıcaklığı (°C) Ta : Dış hava Sıcaklık T𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜 : Hücre Sıcaklığı, Minimum T𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜 : Maks Hücre sıcaklığı, TET ∶ Ton eşdeğeri taşkömürü Vo𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜𝐜 : Açık Devre Gerilimi (Voc) at STC. W/m2 : Metrekareye düşen vat saat güç Wh : Watt saat enerji Wh/m2 : Metrekareye düşen watt saat enerji kWp : Tepe kilovat (maksimum güç) YEK : Yenilenebilir enerji kaynakları β : Eğim açısı γ : Yüzey azimut açısı δ : Deklinasyon açısı η : Sistem verimi. ήinv : İnverter verimi ήpv : Panel verimi θ : Güneş geliş açısı θz : Zenit açısı ρ : Yerin yansıtma oranı (0.2-0.7) ω : Saat açısı ϕ : Enlem açısı
xi
1. GİRİŞ
Yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine
dönüşturebildikleri için FV güneş pilleri alternatif bir üretim aracı olarak gittikçe
önem kazanmaktadırlar. Dolayısıyla bu konu ile ilgili olarak araştırmalar bütün hızı
ile devam ederken, her gün yeni projeler uygulamaya konmaktadır.
Fotovoltaik (PV) sistemler, güneş pilleri, bağlantı elemanları, koruma elemanları,
depolama elemanları ve beslediği yükün karakteristiğine bağlı olarak bazı ilave
elemanlar içeren bir yapıya sahiptirler. Bu sistemlerin en önemli elemanı olan güneş
pilleri, özellikle ilk yatırım maliyeti ve kullanlacak diğer elemanların nitelik ve
miktarlarını da belirleyici özelliğe sahiptir. Bu nedenle ilk kurulum aşamasında
güneş pillerinin en iyi şartlarda ve en yüksek verimle çalışabilecekleri bir sistem
tasarlamak çok önemlidir. Şekil 1.1’de güneş pilinin eşdeğer devresi görülmektedir.
Şekil 1.1. Güneş pili eşdeğer devresi (Patel ve Messenger, 2000)
Şekil 1.1’de görülebileceği gibi bir fotovoltaik pilin dış devreye verdiği akım miktarı
kısa devre akımı IKD ile diyot üzerinden geçen akımın ID farkına eşittir ( Patel ve
Messenger, 2000).
Yenilenebilir enerji kaynaklarının çevreyi kirletmemesinin yanı sıra tercih
edilmelerini sağlayan önemli konu başlıkları, ülkelerin dışa bağımlılıklarını azaltması
ve amortisman sürelerinin sonunda çok ucuz enerji sağlamalarıdır. Tüm bu
avantajları nedeniyle gün geçtikçe yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi hızla
1
artmaktadır (Başaran, 2013). 2004-2011 yılları arasında dünyada, yenilenebilir enerji
alanından yapılan yeni yatırımlar yaklaşık % 381 artışla 54 milyar dolardan 260
milyar dolar seviyesine ulaşmıştır. 2008 yılından beri dünyada ekonomik kriz
olmasına rağmen, yenilenebilir enerji alanında dikkate değer yatırım yapılmaya
devam edilmiştir (BNEF, 2012). Yenilenebilir enerji alanındaki yeni yatırımlar
sektörel bazda incelendiğinde, rüzgâr ve güneş alanında yapılan yatırımların önde
geldiği görülmektedir (Başaran ve Börekçi, 2013).
Proje 2010 yılında 5 MW’a ulaşarak tamamlanacaktır. Bu kapasitede kurulacak bir
FV güç elektroniği santrali için en uygun FV modüle karar vermek adına ilk etapta
üç adedi tekli kristal silisyum, üç adedi çok kristalli silisyum, iki adedi amorf
silisyum, bir adedi yeni model katlı (tandem) tip ve bir adedi de yeni model tümleşik
yarıiletken (CIS) tip olmak üzere 5 ayrı teknolojiden 10 tür FV modül kurulmuş ve
sonuçları kıyaslanmıştır. Bu kıyaslamada ana kriterler maliyet analizi, performans
oranı (PR), sıcaklık karakteristikleri ve kar etkisi olarak belirlenmiştir.
Değerlendirmede esas alınan kriter performans oranıdır Şekil 1.2 gösterilmiştir.
Şekil 1.2. Aylık FV performans oranları (Miwa ve Matsuno, 2008)
1.1. Enerji Üretiminde Kullanılan Kaynaklar
Elektrik enerjisini elde etmek için çeşitli enerji kaynakları kullanılır. Elektrik
enerjisine dönüştürülebilen enerjilerin belli başlı kaynakları şunlardır:
2
Termik kaynaklar
Hidrolik kaynaklar
Nükleer kaynaklar
Diğer kaynaklar
• Güneş enerjisi
• Rüzgâr enerjisi
• Jeotermal Enerji
• Deniz kökenli yenilenebilir enerjiler
• Gel-git (Med-Cezir) Enerjisi
• Dalga enerjisi
• Deniz sıcaklık gradyent enerjisi
• Hidrojen enerjisi
• Isı pompaları
Çizelge 1.1. Alternatif enerji kaynakları
NO Alternatif Enerji Türü Kayank veya Yakıtı
1. Nükleer enerji Uranyum gibi ağır elementler
2. Güneş enerjisi Güneş
3. Rüzger enerjisi Atmosferin hareketi
4. Dalga enerjisi Okyanus denizler
5. Doğal gaz Yer altı kaynakları
6. Jeotermal enerjisi Yer altı suları
7. Hidrolik potansiyel Nehirler
8. Hidrojen Su ve hidroksitler
9. Bio-mass,bio-dizelve biyogaz Biyolojik artıklar,yağlar
10. Piezo elektrik Kristaller
1.2. Fotovoltaik Etki
Fotovoltaik etki birbirinden farklı iki malzemenin ortak temas bölgesinin (common
junction) foton radyasyonu ile aydınlatılması durumunda bu iki malzeme arasında
oluşan elektriksel potansiyel olarak tanımlanabilir (Tanrıöven, 2011).
3
Yeterli enerjiye sahip fotonlar yarı iletken malzemelerde delik-elektron çifti
oluşturur. [Delik→ (+) yüklü; elektron→ (-) yüklü]. Fotonlar dalga boylarıyla,
frekanslarıyla ve enerjileri ile karakterize edilebilirler.
c = λ f ( 1.1)
Burada, c Işık hızı (3*108 m/s),f Frekans (hz),λ Dalga boyu (m),V Moleküllerin
titreşim frekansı/fotonun frekansıdır (s-1). Elektromanyetik dalgalar, frekansı ve
dalga boyu ile tanımlanır.
Foton enerjisi ise foton Alman fizikçi Max Planck, enerjinin sürekli olmayıp, temel
bir büyüklüğün katları biçiminde, kesikli olduğunu öne süren “kuantum teorisi” ile
fizikte yeni bir çığır açmıştır. Buna göre;
a. Yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar yüksek enerjiye ancak kısa dalga
boyuna,
b. Düşük frekanslı elektromanyetik dalgalar ise düşük enerjiye ancak uzun dalga
boyuna sahiptir. Planck’ın kuantum varsayımları şunlardır:
(a) Işınım yayan ve titreşen bir sistemin enerjisi, aşağıdaki eşitlik ile belirlenen
kesikli enerji değerine sahiptir.
E = h v n ( 1.2)
Burada n = 1,2,3
(b) Atomlar, kuanta (foton) denilen ışık enerjisinin kesikli birimleri cinsinden enerji
yayar veya soğururlar. Atomlar bu işlemi, bir enerji düzeyinden diğerine sıçrayarak
yaparlar. Bu durumda, güneş enerjisine karşılık gelen foton enerjisi aşağıdaki gibi
tanımlanır.
E = h v ( 1.3)
4
Burada, E Fotan enerjisi (j), h Plank sabiti (6,626*10-34 Js), Planck’ın kuantum
varsayımlarındaki temel unsur, kesikli enerji düzeyleri gibi köklü bir varsayımdır.
Foton, ışık enerjisi paketi veya yumağı demektir. En genel anlamda foton,
elektromanyetik dalga paketi demektir (Tanrıöven, 2011).
E = h f = h Cλ ( 1.4)
Şekilde 1.3’de görüleceği üzere dalga boyu 1,11 μm’den küçük olan fotonlar 1
elektronu uyarmak için gerekli enerjiden daha fazla enerjiye sahiptir. Bu durumda
fazla enerji fotovoltaik hücre üzerinde ısı olarak açığa çıkar (Tanrıöven, 2011).
Şekil 1.3. Enerji ve dalga boyu bağıntısı (Tanrıöven, 2011)
1.2.1. Işınım şiddeti
PV sistemler güneşten aldıkları enerjiyi verimleri oranında elektrik enerjisine
dönüştürürler. Bu yüzden PV sistemlerinin ışınım şiddeti ve güneşlenme sürelerinin
yüksek olduğu alanlarda daha verimli ve kullanışlı olmaktadırlar. Işınım şiddeti
5
pironometre ile ölçülmektedir. Ülkemiz, coğrafi konumu nedeniyle sahip olduğu
güneş enerjisi potansiyeli açısından birçok ülkeye göre daha elverişlidir. Şekil 1.4’de
dünya yıllık ışınım şiddetini gösteren harita verilmiştir (Özdemir, 2007).
Şekil 1.4. Dünya ışınım haritası (Özdemir, 2007)
DMİ’nin 1966-1982 yılları arasında yaptığı güneşlenme süresi ve ışınım şiddeti
verilerinden yararlanarak EİE tarafından yapılan çalışmaya göre Türkiye'nin
ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2640 h (günlük toplam 7,2 saat), ortalama
toplam ışınım şiddeti de 1311 kWh/m²yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m²) olarak tespit
edilmiştir (Özdemir, 2007).
1.3. Fotovoltaik Sistemleri
1.3.1. PV hücrelerinin çalışma prensibi
Başka malzemeler kullanılıyor olsa bile, günümüzde pek çok güneş pili silisyum yarı
iletken malzemeden yapılmaktadır. Güneş pilinin üzerine güneş ışığı düştüğünde,
silisyum atomunun son yörüngesindeki valans elektronu negatif yüklenir. Işık foton
denilen enerji partiküllerinden oluşmaktadır. Fotonları saf enerjiden oluşmuş bilardo
toplarına benzetmek olasıdır ve bunlar bir atoma çarptıklarında tüm atom enerjilenir
ve en kolay kopabilecek durumda olan atomun son yörüngesindeki valans elektronu
kopar. Serbest kalan bu elektronda, voltaj veya elektriksel basınç olarak
6
isimlendirilebilen potansiyel enerjiyi ortaya çıkarır. Bu enerji, bir aküyü şarj etmek
veya bir elektrik motorunu çalıştırmak için kullanılabilir. Önemli olan nokta, bu
serbest elektronları pil dışına alabilmektir. Üretim sırasında, pilin ön yüzeyine yakın
yerde bir iç elektrostatik bölge oluşturularak, bu elektronun serbest duruma geçmesi
sağlanır Şekil 1.5’de gösterilmişti (Karamanav, 2007)
Şekil 1.5. PV hücresi şeması
Silisyum malzeme içerisine diğer elementler katkı maddesi olarak ilave edilir ve yarı
iletken malzeme elde edilir. Bu elementlerin kristal içinde bulunması, kristalin
elektriksel olarak dengede olmasını önler. Şekil 1.6’da görüldüğü gibi ışıkla
karşılaşan malzemede, bu atomlar dengeyi bozar ve serbest elektronları diğer pile
veya yüke gitmeleri için pilin yüzeyine doğru süpürürler .
Şekil 1.6. Fotovoltaik Panel Çalışma prensibi (Anonymous, 2011d)
7
Hücre elektrik performansını açıklarken kullanılan en önemli ve yaygın iki değişken
açık devre gerilimi (open-circuit voltage, Voc) ve kısa devre akımı (short circuit
current, Isc)’dır. Şekil 1.7’de görüldüğü gibi akım-gerilim (I-V) grafiği hücrenin
elektriksel karakteristiğini gösterir (Patel, 1999).
Şekil 1.7. Bir hücrenin örnek akım-gerilim grafiği (Patel, 1999)
Şekil 1.8 (a) da görüldüğü gibi ışık şiddeti FV pilinin çıkış akımını olumlu yönde
etkilemektedir. Işık şiddetinin akımda meydana getirdiği bu artış, sıcaklığın meydana
getirdiği artışa göre oldukça yüksektir. Işık şiddetindeki artış hem pil çıkış akımında
hem de pil çıkış geriliminde bir artışa neden olmaktadır. Ancak gerilimdeki artış,
akımdaki artışa göre daha küçüktür. Şekil 1.8 (b) den de görüleceği gibi, ışık şiddeti
arttıkça FV pilinin çıkış gücü de artmaktadır. Güçteki bu artışın kaynağı, anlaşılacağı
gibi hem akımdaki hem de gerilimdeki artıştan kaynaklanmaktadır. (Altaş, 1998)
Şekil 1.8. Fotovoltaik akım, gerilim ve gücünün işık şiddetiyle değişimi (Altaş, 1998)
8
Panel sıcaklığı arttıkça ürettikleri voltaj değerleri düşmektedir. Kullanılan panellerin
grafiğinin ve voltaj akım grafiğinin sıcaklığa göre değişimi Şekil 1.9’da
gösterilmiştir.
Şekil 1.9. Voltaj ve akım grafiğinin sıcaklığa göre değişimi (Altaş, 1998)
1.3.2. Şebeke bağlantılı FV elektrik üretim sistemleri
Şebeke bağlantılı FV güç sistemleri iki şekilde tasarlanabilmektedir. Bu sistemlerde,
üretilen Doğru Akım (DA), evirici aracılığıyla Alternatif Akıma (AA) çevrilerek
doğrudan şebekeyi besleyebileceği gibi, eviriciden sonra çift yönlü sayaç
kullanılarak hem çeşitli yükler beslenebilir hem de üretilen fakat kullanılmayan fazla
enerji şebekeye verilebilir. Elektrik üretim santrali olarak kullanılan, sadece şebekeyi
besleyen sistemlerde, bağlantı noktası, sistemin kurulu gücüne göre değişiklik
göstermektedir. Kurulu gücü, 50 MVA’e kadar olan sistemler 34,5 kV dağıtım hattı
gerilim seviyesinden, 50 MVA üzeri olanlar ise 154 kV veya 380 kV iletim hattı
gerilim seviyesinden şebekeye bağlanırlar (Şimşek, 2009). Bu sistemlerin en önemli
avantajı, üretilen enerjinin depolanma ihtiyacının olmamasıdır. Bu sayede, akü ve
şarj kontrol cihazı masrafları ortadan kalkmaktadır. Şekil 1.10’da elektrik üretim
santrali olarak kullanılan, sistemlerin güç akış diyagramı görülmektedir. Şekil
1.11’da ise, evsel uygulamalarda kullanılan, üretilen enerjinin şebekeye verildiği,
harcanan enerjinin şebekeden alındığı sistem görülmektedir (Çalıkoğlı vd, 2010).
9
Şekil 1.10. Şebeke bağlantılı FV santral güç akış diyagramı
Şekil 1.11. Evsel uygulamalarda kullanılan şebeke bağlantılı FV sistem güç akış şeması
Şebeke bağlantılı FV sistem performansının değerlendirilmesi amacıyla geliştirilmiş
birden farklı yöntem vardır. Bu yöntemlerin her birinin kendine has kriterleri olsa da
bazı kabul görmüş değişkenlerde birlik sağlanmıştır. Bir kısmı ışıma, sıcaklık gibi
etkileri ön plana çıkarırken, bir kısmı da değişik sistem kayıpları ile ışıma geliş açısı
ve tayfsal etkileri esas alırlar (Mayer vd. 2008).
Şebeke bağlantılı bir eviricinin şebekeye aktardığı güç öncelikle yerel yükler
tarafından tüketilmektedir. Artan güç ise elektrik şebekesine verilerek daha uzaklarda
bulunan yükler tarafından tüketilmektedir. Genellikle 5 kW altındaki güçlerde tek-
fazlı şebeke bağlantılı eviriciler, daha yüksek güçlerde ise 3-fazlı şebeke bağlantılı
10
eviriciler kullanılmaktadır (Çalıkoğlı vd, 2010) Sistemin şebeke bağlantılı Şekil 1.12,
1.13 gösterilmiştir.
(a) (b)
Şekil 1.12. Evsel uygulamalarda kullanılan şebeke bağlantılı FV sistem güç akış diyagramı (John, 2013)
Şekil 1.13. Şebekeye bağlı güneş pili
11
1.3.3. Şebekeden bağımsız FV elektrik üretim sistemleri
Bu sistemlerde yeterli sayıda güneş pili modülü, enerji kaynağı olarak kullanılır.
Güneşin yetersiz olduğu zamanlarda ya da özellikle gece süresince kullanmak üzere
sistemde batarya sistemi bulunur. Güneş pili modülleri gün boyunca elektrik enerjisi
üreterek bunu batartya da depolar, yüke gerekli olan enerji bataryadan alınır.
Bataryanın şarj ve deşarj olarak zarar görmesini engellemek için kullanılan regülatör
sistemi bataryanın durumuna göre, ya günş pillerinden gelen akımı ya da yükün
çektiği akımı keser (Kıncay, 2008).
Şebeke uyumlu alternatif akım elektriğinin gerekli olduğu uygulamalarda, sistemde
inverter eklenerek aküdeki DC gerilim, 220 V ve 50 Hz’lik sinüs dalgasına
dönüştürülür.
Benzer şekilde uygulamanın şekline göre çeşitli destek elektronik devreler sisteme
katılabilir. Bazı sistemlerde düneş pillerinin maksimum güç noktasında çalışmasını
sağlayan maksimum güç noktası izleyici cihazı bulunur stand-alone PV sistemleri
Şekil 1.14 gösterilmiştir (Kıncay vd, 2008).
Şekil 1.14. Stand-Alone (off-grid) solar PV sistemleri (John, 2013)
12
1.4. Güneş Pili Güç Verimlilikleri ve Güneş Pili Kullanım Alanları
1.4.1. Güneş pili güç verimlilikleri
Fotovoltaik güneş pillerinin sürekli gelişimlerine bağlı olarak verimliliklerinin
özetlendiği çizgilerin geçerlilik süreleri oldukça kısa olmaktadır. Ancak,
karşılaştırılmalı bir kaynak olması amacı ile Fraunhofer Enstitüsü tarafından yapılan
en yüksek verimlilikleri gösteren özet aşağıdaki Çizelge 1.2’de verilmiştir
Çizelge 1.2. Güneş pillerinde rapor edilmiş en yüksek verimlilikler
Fotovoltaik pilin
cinsi Alan(cm3) Verimlilik(%) Üretilen birim
Tek kristalli silisyum 4,00 24 UNSW, Sydney
Çok kristalli silisyum 21,2 17,4 ISE, Freiburg
Amorf silisyum 1 14,7 United Solar
Cu/IN, Ga)Se 0,4 17,7 NREL, USA
CdTe/CdS 15,8 USA
GaAS Tek kristal 1 23,9 K.Unıv, Hollanda
Güneş pili yapımında kullanılan malzemenin rezerv durumları da oldukça önemli
değişkenler olarak karşımıza çıkmaktadır. Silisyum, doğada en çok bulunan element
olması nedeni ile rezerv konusunda geleceğe yönelik bir sorun yoktur. Diğer seçenek
malzemeleri oluşturan elementlerin rezerv durumları dünyadaki yıllık üretim ve 500
MW güç üretimi için gerekli miktar Çizelge 1.3’de özetlenmiştir.
Çizelge 1.3. Güneş pili yapımında kullanılan maddelerin dünya rezervleri ve üretimi
Element Dünya
rezervleri
Dünya yıllık
üretimi
500MW güç için
gereken
miktar(ton)
Cd 970,000 20,000 25
Te 39,000 404 28
In 5,700 180 25
Se 130,000 2000 60
13
1.4.2. Dünyadaki güneş pili uygulamaları
Gelişmekte olan ülkelerde kurulan sistemler genellikle evlerde ve kamu binalarında
kurulmaktadır. Gelişmiş ülkelerde ise; güvenlik, cadde ve tünel aydınlatması gibi
daha özel uygulama alanları bulmaktadır. Dünyanın çeşitli yerlerinde 10,000’den
fazla su pompaj sistemi kurulmuş ve başarıyla işletilmektedir. Güneş pili ile çalışan
2000 civarında aşı soğutucusu kullanılmaktadır. Yukarıda saydığımız uygulamalar
küçük güçlü ve şebekeden bağımsız uygulamalardır. Günümüzde gelişmiş ülkelerde
giderek yaygınlaşan uygulama ise şebeke bağlantılı sistemlerdir. Bu tür sistemlerde
güneş pilleri ile üretilen elektriğin fazlası elektrik şebekesine satılır, yeterli enerjinin
üretilmediği durumlarda ise şebekeden enerji alınır. Böyle bir sistemde enerji
depolaması yapmaya gerek yoktur. Yalnızca üretilen DC elektriğin, AC elektriğe
çevrilmesi ve şebeke uyumlu olması yeterlidir. Depolama maliyetini ortadan
kaldırdığı için bu sistemlerden üretilen enerji nispeten daha ucuzdur. Fakat
konvansiyonel kaynaklarla karşılaştırıldığında halen pahalıdır (Karamanav, 2007).
Antalyada çeşitli güneş panelleri uygulamaları Şekil 1.15’da gösterilmiştir.
Şekil 1.15. Güneş paneli uygulama örnekleri (Anonim 5)
14
1.5. Irak’ta Enerji Üretimi Ve Enerji Politikaları
1.5.1. Genel değerlendirme
Irak, kuzeyinde Türkiye, batısında Suriye ve Ürdün, doğusunda İran, güneyinde
Suudi Arabistan ve Kuveyt ile çevrilidir. Irak’ın Körfez ile ilgisi denize çok kısa olan
cephesinden kaynaklanır: 924 km² su barajı ve akarsu alanına (kara suları) sahiptir.
Bu görünümü ile tipik bir kara devleti olarak Irak, sınırlı bir stratejik derinliğe sahip
olan Kuzey Irak’taki dağlık arazi dışında her taraftan savunmasız sınırlarla çevrili ve
denize ulaşımı ise yetersizdir. Irak 90’lı yıllardan günümüze kadar enerji üretim
gücünün yetersizliği, gündelik hayatta birçok seviyede ve alanda aksaklıklara neden
olan elektrik kesintilerine neden olmaktadır. Bu nedenle Irak’ta enerji ihtiyacını
karşılamak için enerji santrallari dışında yaklaşık 4 milyondan fazla büyüklü küçüklü
jeneratörler kullanılmaktadır. Bu ek tüketim Irak için; enerji üretim kaynakları ile
diğer doğal kaynakların tüketilmesine neden olmakta ve bir hayli çevre kirliliğine
sebep olmaktadır (Alasady, 2011).
Şekil 1.16. Irak’ın dünya üzerindeki yeri (Anonim 6)
15
Şu anki enerji sorunları için Avrupa, Amerika ve Türkiye gibi ülkeler, popülerleşen
temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmektedir. Önümüzdeki 10-12 yıllık
süreç içerisinde yenilenebilir enerji kaynaklarının 10 kata kadar artması
beklenmektedir (Alasady, 2011).
Güneş enerji potansiyeli yüksek olan Irak için olan yenilenebilir enerji kaynakları,
yaşanan sorunları aşmak, enerji ihtiyacını karşılamak, doğa ve çevreye zarar
vermeden enerji üretmek büyük bir fırsattır.
1.5.2. Irak’da enerji kaynakları
1.5.2.1. Elektrik
Irak’ın en çok sıkıntı çektiği hususlardan birisi, ülkedeki elektrik üretiminin
yetersizliğidir. Irak Elektrik Bakanlığı, enerji sektöründeki verimliliği artırmak ve
mevcut üretimi yükseltmek amacıyla 2006 yılında 10 yıllık bir plan ilân etmiştir. Bu
plan çerçevesinde Bakanlık, önce mevcut sistemin rehabilitasyonunu, daha sonra da
toplam 9,200 MW kapasiteli (çeşitli türde) yeni elektrik santrallerinin inşa edilmesini
planladığını açıklamıştır. Irak hâlihazırda yaklaşık 8 bin MW elektrik üretebilmekte
olup, ihtiyacı ise 14-15 bin MW seviyesindedir. (Sanayi tesislerinin ve diğer yatırım
projelerinin devreye girmesi durumunda ihtiyacın 22 bin MW’a kadar yükseleceği
tahmin edilmektedir.) Yapılan bir başka değerlendirmeye göre, ülkenin 2030 yılında
ihtiyaç duyacağı elektrik 32 bin MW olacaktır. Kamu elektrik şebekesinden (public
network) evlere günde ortalama 7,6 saat elektrik verilebilmektedir. Özel imkânlarla
(jeneratörlerle) birlikte elektrik kullanımı ortalama 15-16 saate kadar çıkmakta olup,
Basra’da 19 saate ve Muthena’da 18 saate kadar ulaşmaktadır (Anonim 1).
En kötü şehir elektrik şebekesi Musul ilindedir. Hanelerin % 82’sine 5 saatten az
elektrik verilmektedir. Aynı şekilde, Anbar ve Kerkük ile Wasıt, Necef ve
Selahaddin vilayetlerindeki evlerin yarısı kamu şebekesinden 5 saatten az elektrik
almaktadır. Özellikle, şebekenin yetersiz ve ekonomik gücün zayıf olduğu kırsal
kesimin mağduriyeti daha büyüktür (Anonim 1). Diğer bir ifadeyle, ülke genelinde
(özel imkânlarla birlikte) ortalama olarak günde 15-16 saate kadar elektrik ihtiyacı
karşılanabilmektedir. Mevcut enerji santrallerinin yakıt kaynaları fuel oil, ham petrol,
16
motorin ve doğalgazdır olup Irak’ta bulunnan elektrrik üretim santrallerinin dağılımı
ile 2008-2013 yılları arasında Irak’ta enerji üretimi-tüketimi ve dağıtım hatları
bilgileri Şekil 1.17, Şekil 1.18, Şekil 1.19 ve Şekil 1.20 de gösterilmiştir.
Şekil 1.17. Irak’ta bulunnan elektrrik üretim santrallerinin dağılımı (Adet) (CSOI, 2013)
Şekil 1.18. 2008-2013 Yılları arasında Irak’ta enerji üretimi (CSOI, 2013)
Buhar Doğalgaz Jenreratör(Fuel oil) Dizel Hidroelektrik
17
Şekil 1.19. 2008-2013 Yılları arasında kişi başına düşen elektrik tüketimi (MWh/yıl) (CSOI,2013)
Şekil 1.20. Irak elektrik enerjisi dağıtım hatları
18
1.5.2.2. Güneş enerjisi
Irak, bol güneş alan düz ve açık arazileri olan ve nüfus merkezlerinin güneş enerjisini
kullanabilecek dünyanın en iyi yerlerden biri konumundadır (Doyle ve Jafar, 2010).
Ama günışığı ve coğrafya Irak'ın güneş enerjisi fırsatının sadece bir yönüdür.
Savaşın etkisi, enerji sektöründe yetersiz yatırım ve hızla artan elektrik talebi, yıllık
gerekli güç ihtiyacında sıkıntı oluşturmaktadır (Doyle ve Jafar, 2010). Sonuç olarak
Irak Elektrik Bakanlığı uluslararası firmalar tarafından desteklenen rehabilite yatırım
ve elektrik şebekesi yükseltme planları ile bir sonraki beş yıl içerisinde 3500 MW
toplam kapasiteli 16 santrali inşa etmeyi planlamıştır.
Şekil 1.21. Parabolik oluklu termal güneş enerji tesisi (Doyle ve Jafar, 2010)
Doyle ve Jafar’ın DAI (Development Alternatives, Inc) destekli çalışmalarında
(Doyle ve Jafar 2009-2010); Irak’ta güneş enerji santralleri kurmak, enerji
projelerine başlamak ve verimli güneş kaynaklarından yararlanmak için çok uygun
bir zamnda olduğu görülmüştür. Özellikle çalışmaları göstermiştir ki Irak’ta
kurulacak yeni tesislerin en az biri geniş ölçekli ve fuel-güneş entegre kombine tesisi
yani ISCC (integrated solar combined cycle) olmalıdır.
19
Şekil 1.22. Büyük ölçekli güneş enerjisi sistemleri için mevcut ve maliyetleri yüksek gelecekteki yıllara göre potansiyel güneş ve fosil enerji kaynakları(Doyle ve Jafar, 2010)
Potansiyel maliyeti düşürmeye dayalı gelecek maliyetler ( projeksiyonlar varyansın
yüksek derece).
1. Solar ince filmler, (polikristal silikon teknolojileri içermez, ancak silisyum, bakır
indiyum ve kadmiyum tellür gibi içeriklere sahiptir) (CdTe)
2. ISSC parabolik olarak birleştirilmiş büyük sistemler ile kombine yakıtlı sistemler.
3. Trendline mevcut seviyelerden gelen akaryakıt fiyatlarının iki katına dayalı
Şekil 1.23. Planlanan Fosil Yakıt Tesisleri ile seçilen yerler için aylık ortalama normal radyasyon değerleri (Doyle ve Jafar, 2010)
Yaz ve kış
arası fark
Oc. Şub. Mar. Nis. May. Haz.. Tem. Ağus. Eyl. Ek. Kas. Arl.
Pv paneli(Thin-Film)(1)
Parabolik oluklu solar panel
ISSC (Fosil ve Solar Hibrit panel)
i l f il k ll (f l
20
Güneş enerjisinin sürekliliği elektrik dağıtım sistemleri için büyük bir avantajdır.
Şebeke özellikleri, günlük ve yıllık sürekliliğin tüm yenilenebilir enerji kaynakları
için hesaba katılmalıdır. Kaynak olarak güneş, olağanüstü bir güce sahip olmasına
rağmen Irak'ta, yaz aylarında enerji çıkışı, kış aylarının neredeyse iki katıdır. Bir
enerji santralinde güneş enerjisinin sürekliliği, geleneksel güç üretiminde
öngörülebilir. Böylece Irak, geniş ölçekte ve küresel ısınmaya etkide bulunmayan
yeşil enerji üretiminde bir enerji lideri haline gelebilir (Doyle ve Jafar, 2010).
Şekil 1.24. Irak’ın solar radyasyon haritası (The German Aerospace Center (DLR), Iraq Ministry of Electricity)
1.5.2.3. Irak’ta güneş enerjisi uygulamaları
Güneş enerjisi konusunda ırak içerisinde ilk çalışmalar bireysel olsa da geniş
kapsamlı çalışmalar çoğunlukla resmi kurumlarca yapılmıştır. Hala piyasada etkili
bir yer edinemeyen güneş enerjisi Irak’ta enerji açıklarını telafi etmek için yavaş
yavaş yer edinmektedir. Kerbela’da tarım bakanlığı tarafından yaklaşık 15 kW
21
gücünde sulama motorlarını ve su pompalarını (Şekil 1.25) çalıştırmak için 2014
yılında 120 adet güneş paneli yerleştirilmiştir.
Şekil 1.25. Irak tarım bakanlığı tarafından yapılan güneş panelleri
Irak’ın muhtelif yerlerinde 2012 yılından beri sokak aydınlatmalarında ve trafik
işaret lambalarında güneş panelleri kullanılmaktadır (Şekil 1.26).
Şekil 1.26. Irak’ta sokak aydınlatmaları ve trafik ışıklarında kullanılan güne panelleri
22
Küfe Üniverstesi’nde üniversite tarafından öğrenci yurtları ve akademik binalar için
elektrik desteği olarak güneş panelleri kullanılmaktadır (Şekil 1.27).
Şekil 1.27. Küfe üniversitesi öğrenci yurtları’nda kurulan güneş panelleri
Ama bu jeneratörlere merkez dağıtım hattı üzerinden çalışmadıkları için bireysel
olarak yerel halk tarafından enerji hattı bağlantıları çekilmiştir. Oldukça tehlikeli
olan bu bağlantılar, özellikle sıcak havalarda ciddi riskler taşımaktadır. Kuzey
Irak’tan kaçıp sığınan mülteciler için oluşturulan kamplarda da elektrik dağıtım
problemlerinden ötürü güneş enerjisi kullanılmaktadır (Şekil 1.28).
Şekil 1.28. Kuzey Irak’tan gelen mültecilerin kaldıkları kamplarda kullanılan güneş panelleri
Irak Sanayi Bakanlığı Enerji ve Çevre Araştırma Merkezi tarafından yürütülen
projede 2012 yılında güneş enerjisi ile çalışan bir araç modeli geliştirilmiştir (Şekil
23
1.29). araştırmacıların sunduğu raporda aracın yapısı korunarak güneş sistemine
entegre edilmiştir. Çin malı araç üzerine entegre edilen güneş sistemi ile araca
yerleştirilen elektrik motoru 2400 devir/dk motor güvü ile 420 amp kapasite ile işler
bir motora sahiptir.
Şekil 1.29. Irak Sanayi bakanlığı enerji ve çevre araştırma merkezi tarafından desteklenen güneş enerjisi ile alışan bir araç
1.5.3. Irak’da yürürlükteki enerji politikası
Irak Sanayi Bakanlığı Enerji ve Çevre Araştırma Merkezi’ne göre, 2012 yılı sonunda
ülkenin elektrik sorunu bitmiş olması hedeflenmiştir. Toplam 7 bin MW’lik
Zübeydiye, Kerbela ve Musul gibi santrallerin tamamlanması ve devreye girmesi
halinde mümkün olabilecektir. Ancak Bakanlığın ana hedefi 2015 yılına kadar 22 bin
MW elektrik üretebilmektedir (Anonim 2).
Hedefe ulaşmak için ihtiyaç duyulan yatırım tutarı Dünya Bankasına göre 12 milyar
dolar, Irak Elektrik Bakanlığına göre ise 35 milyar dolardır. Bir Amerikalı master-
plan firmasına göre ise yılda 40 milyar dolara gereksinim vardır. Ülkedeki elektrik
meselesiyle ilgili gündeme getirilen eleştirilerden birisi, merkezi bir elektrik dağıtım
sisteminin (kontrolün) olmayışı, diğeri ise özel sektöre enerji santrali kurmasına
24
müsaade edilmeyişidir. Bakanlık projeleri, elektrik üretiminin (generating) yanısıra,
aktarma transmission ve dağıtım distribution işlerini de kapsamaktadır. (Anonim 3).
Hükümet, büyük yatırım projelerinin bir kısmını devlet bütçesinden karşılamayı,
önemli bir kısmını ise 2011 Eylül ayından itibaren kamuoyuna duyurduğu öz
sermaye “deferred payment” sistemiyle gerçekleştirmeyi planlamaktadır. Finansmanı
beraberinde getirecek yabancı yatırımcıya Irak Devleti (maliye bakanlığı) garanti
vermeyi taahhüt etmektedir. Elektrik ihtiyacının karşılanmasına yönelik olarak enerji
santrallerine ilaveten hidrotermik santral projeleri de inşaat aşamasındadır.
Hâlihazırda; GE, Siemens, Alstom gibi dünya devlerinin yanı sıra, Çin, Türkiye ve
İran firmaları da Irak’ta enerji santrali yapımı üstlenmiştir (Anonim 3).
1.6. Araştırmanın Genel Amacı
Irak'ın güneş enerjisi potansiyelini belirlemek ve güneş enerjisinden ve güneş
süresinden yararlanma olanaklarını araştırmak, Irak’ta mevcut enerji tüketicilerin
dönemsel olarak enerji tüketim değerlerini belirlemek, tüketilen enerjinin güneş
enerjisi teknolojileri ile karşılanabilme düzeyini ortaya koymak ve bu konuda uygun
politikalar geliştirmek bu çalışmanın amacını teşkil etmektedir. Bu amaç
doğrultusunda konu edilen bölgelerin, bulunduğu coğrafyada maruz kaldığı güneş
enerjisi potansiyeli belirlenmiş kullanışlılığı ve toplam maliyetteki oran yüksekliği
açısından öne çıkan elektrik enerjisine ait yük talep veri seti oluşturulmuş;
potansiyeli belirlenen enerji kaynağı ile yükü belirlenen bu enerji tüketiminin
birbirini karşılama olanağı FV özelinde araştırılmıştır. Şebekeyle olan bağlantı
ilişkisi ve FV modül çeşitliliği açısından farklı kombinasyonlarda FV güneş elektriği
üretim sistemleri tasarlanmış, davranışsal ve elektriksel büyüklükleri
karşılaştırılmıştır. Aralarından en uygunu sistem bileşenlerine dâhil edilmiştir.
Elektriğe dönüşebilecek teknik güneş enerjisi potansiyeli ile bölgenin yük talep
seyrinin oldukça paralel gittiği tespit edilmiştir. Bölgede üretime ve/veya hizmete
yönelik elektrik enerji tüketimleri çalışmaya dâhil edilmemiştir. Ayrıca güneş
enerjisinin ısıl ve biyokimyasal dönüşümü de bu çalışmanın kapsamı dışında
kalmaktadır. Çalışma sadece Basra, Bağdat ve Kerkük şehirleri ile sınırlandırılmış bu
üç bölgenin Irak’ın güneş enerji potansiyelini temsil edebilme becerisi olduğuna
kanaat getirilmiştir.
25
2. KAYNAK ÖZETLERİ
Bulut ve Büyükalaca (2003), yaptıkları çalışmada Diyarbakır ili için güneş enerjisi
sistemlerinin tasarımında kullanılan yatay düzleme gelen günlük toplam güneş ışınım
şiddeti, güneşlenme süresi ve berraklık indeksi değerlerini 6 aylık yeni ölçüm
değerleri kullanarak analiz etmişlerdir. Ölçün periyodu için 1985- 2001 yılları
arasında Devlet Meteoroloji İşlerinden (DMİ) temin edilen 17 yıllık saatlik ölçüm
verileri kullanılmıştır. Güneş verileri aylık ortalama değerlerini olarak çizelgeler
sunmuşlerdır. Ayrıca, yatay düzleme gelen toplam güneş ışınım şiddetinin ve
berraklık indeksinin gün boyunca saatlik değişimi irdelenmiş ve tipik günler için
değerler sunulmuştur. Bunlara ilave olarak, uzun dönem (17 yıl) ölçüm verileri
kullanılarak, yatay düzleme gelen günlük toplam güneş ışınım şiddeti bir
trigonometrik fonksiyonla ifade edilmiştir. Bu fonksiyondan türetilen değerlerin,
ölçülen değerlere göre ortalama mutlak, bağıl ve standart hataları ve korelasyon
katsayısı hesaplanmıştır. Ölçülen güneş ışınım değerleri yıl içinde ve yıllara göre
dalgalanma göstermekle birlikte, geliştirilen eşitliğin uzun dönem ölçüm değerlerini
iyi bir şekilde temsil ettiği görülmüştür. Ayrıca yeni ölçümler ışığında, Finkelstein-
Schafer (FS) istatistiği kullanılarak günlük toplam güneş ışınım şiddeti için test
referans yılı (TRY) oluşturulmuştur. Diyarbakır için elde edilen veriler literatürde
verilen değerlerle karşılaştırılmış ve değerler arasında farkların olduğu tespit
edilmiştir.
Kramanav (2007), yaptığı çalışmasında Yüksek Lisans çalışmasında, fotovoltaik olay
ve güneş pillerinin ilkelerini inceleyerek yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş
enerjisi hakkında istatistiksel bilgileri değerlendirmiş, ayrıca güneş pilleriyle ilgili
deneysel çalışma yapmıştır. Tez çalışmaşının birinci kısmında güneş enerjisinin
mahiyeti ve güneş ışınlarının dünyaya olan etkileri incelenmiştir. İkinci bölümde ise,
güneş pillerinin tarihsel gelişimi, maddesel yapısı, çalışma prensibi ve fotovoltaik
dönüşüm ilkeleri üzerinde durulmuştur üçüncü bölümde güneş pillerinin çeşitleri
açıklanmıştır dördüncü bölümde güneş pillerinin verimlilikleri anlatılarak kullanım
alanları belirtilmiştir beşinci bölümde güneş pillerinin çalışmasını etkileyen dış
faktörler üzerinde durulmuştur. Bu faktörlerden biri olan foto açısal etki deneysel
çalışma yapılarak incelenmiştir. Yapılan bu deneysel çalışma sonucunda elde edilen
veriler kullanılarak ışık açısına bağlı olarak güneş pilinin akım ve gerilim değişim
26
grafikleri elde edilmiştir altıncı bölümde güneş pilleriyle ilgili önemli istatistiksel
bilgiler derlenerek sunulmuştur. Sonuç bölümde ise yenilenebilir enerji kullanımı,
gelecek için alınan önlemler hakkında genel bir değerlendirme yapılmıştır.
Üstün vd (2009), yaptıkları çalışmada son zamanlarda Kyoto Protokolü’ile de çokça
bahsedilmiş yenilenebilir enerji kaynakları ve Türkiye’nin bu konudaki konumu ve
bundan sonra yapacakları hakkında gerekli bilgilendirmeleri üzerine çalışmışlardır.
Dünya üzerindeki diğer ülkeler neler yapmışlardır. Türkiye neler yapmaktadır ve
bundan sonra oluşabilecek senaryolara karşı genel bir bakış yapmışlardır. Sonuç
olarak Kyoto Protokolü’nde de belirtilen ‘son’ senaryolarında Türkiye hangi
konumdadir, bunu araştırmışlardır.
Abdul-wahid ve Judh (2009), yaptıkları çalışmada güneş sabiti ile Irak Üzerinde
Atmosferde Linke Bulanıklık Hesaplanması başlıklı çalışmalarında: Dünyayı
etkileyen dünya dışı radyasyon, küresel solar, güneş sabiti, (KR) ve güneş düzeltme
faktörü kullanılarak 1961-1991 yılları arasını kapsayan Irak çevresinin linke
ulanıklılığını hesaplamışlardır. Zaho-Basra bölgesinin en düşük değere sahip olduğu
ortama değer 4.75-4.27 aralığında tespit edilmiştir.
Akyüz (2009), yaptığı çalışmasında ticari bir tavuk çiftliğinin enerji ihtiyacını
karşılamak için Balıkesir iline ait güneş radyasyonu verilerini kullanarak hibrit bir
sistemin teknoekonomik uygulanabilirliğini ve çevresel performansını
değerlendirmişlerdir.
Bir diğer çalışmada (Engin, 2010) ise Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü
tarafından 1994-2000 yılları arasında ölçülen meteorolojik veriler kullanılarak
Bornova’da bir evin ortalama elektrik ihtiyacını karşılamak üzere bir PV-rüzgar
hibrit enerji sistemi HOMER yazılımı kullanılarak incelenmiştir.
Atay (2009), yaptığı çalışmasında Şanlıurfa ilinin yüksek güneş enerjisi
potansiyelinden yararlanmak amacıyla fotovoltaik (PV) güçle çalışan bir mikro
(damla) sulama sistemi (MSS) kurulumu önermişlerdir. Fırçasız doğru akımlı (DC)
pompa kullanılan PV-MSS sistemi, belirlenmiş bir alanda, yörede yetiştirilen yerli
biberin sulama gereksinimine yönelik olarak boyutlandırmış olup, tarla etkinliğini
27
deneysel olarak araştırmışlardır. Ayrıca kullanılan DC pompanın, klasik alternatif
akım (AC) pompalarla teknik ve ekonomik açıdan deneysel kıyaslamasının yapılması
da hedeflemişlerdir. Kıyaslama için aynı boyutlarda, aynı toprak ve bitki desenine
sahip iki arazi seçmişlerdir. Her iki pompa, aynı dizilime sahip mikro sulama hattına
bağlı olup, aynı debide sulama yapmışlardır. Her iki pompa ile ilgili ölçülen deneysel
veriler kullanılarak; tarla etkinlikleri ve sistem performansları, teknik ve ekonomik
yönlerden araştırılmıştır. Çalışma sonunda gerçek tarla koşullarında elde edilmiş
sonuçlar kullanılarak yöredeki çiftçilerin doğru bir şekilde yönlendirilmesi mümkün
olabilecektir.
Cansın ve Sohtaoğlu (2009), yaptıkları çalışmada enerji güvenliğinin sadece
teknoloji boyutuna ilişkin analizler, enerji ar-ge harcamaları ekseninde ele
almışlardır. Enerji temel faaliyet alanına yönelik, her türdeki kamu ve özel kesim
arge bütçelerini birlikte barındıran verilere eksiksiz ulaşabilmek mümkün
olmadığından, zorunlu olarak, yalnızca Uluslar arası Enerji Ajansı (International
Energy Agency, IEA) üyesi ülkelerin resmi bütçelerine dayalı enerji ar-ge
harcamalarının irdelenmesi yoluna gitmişlerdir. Çalışma kapsamında kullanılan “ar-
ge” ifadesi, enerji zincirinin bütün halkalarına yönelik, bilimsel, teknolojik ve
endüstriyel alanlarda gerçekleştirilen, araştırma, geliştirme ile uygulama
faaliyetlerini içermektedir.
Çalıkoğlu (2009), yaptığı çalışmasında günümüzde tüm dünyada kullanımı hızla
artan şebeke bağlantılı FV elektrik üretim sistemleri incelenmekte ve bu tür
sistemlerin elektrik şebekesine olan güç kalitesi etkileri araştırmışlardır. Bu amaçla,
tek-faz şebeke bağlantılı FV evirici içeren 360 Wp FV elektrik üretim sisteminden
alınan bazı gözlem ve ölçümler sunmuşlardır. Ayrıca, Türkiye için yeni olan şebeke
bağlantılı FV güç sistemlerinin, şebeke bağlantısında karşılaşılan sorunlar ve çözüm
yöntemleri tanımlanmaktadır. Şebeke bağlantı sorunlarını azaltmak ve güç kalitesini
iyileştirmeye yönelik çalışmalar, önümüzdeki yıllarda Türkiye'de kurulacak olan
şebeke bağlantılı FV güç sistemleri için önemli avantajlar sağlayacaktır.
Erdoğan ve ark. (2009), yaptıkları çalışmalarında yoğunlaştırıcılı güneş enerji
santrallerinin yapısını incelenmişler ve çeşitli tipteki santrallerden örnekler
vermişlerdir. Güney Doğu Anadolu Bölgesi’nde güneş enerji potansiyeli göz önüne
28
alınarak bu tip santrallerin alternatif bir üretim sistemi olarak Türkiye’de tesisi ele
almışlardır. Güney Doğu Anadolu Bölgesi’nde yapımı düşünülen Ilısu HES gibi
riskli projeler yerine bu tür santrallerin yapımının maliyetlerini etüt edmişlerdir ve
alternatif bir çözüm olarak sunmuşlardır.
Onat ve Ersöz (2009), yaptıkları çalışmada fotovoltaik sistemlerde maksimum güç
izleyici algoritma sistem tasarımında en çok kullanılan MGNI algoritmaları
incelemişlerdir. Algoritmaların sınıflandırılması, tanımları ve temel denklemlerini
vermişlerdir. Literatürdeki çalışmaları dikkate alarak inceledikleri algoritmaların
karşılaştırmalı analizini gerçekleştirmişlerdir.
Yalçın (2010), yaptığı doktora tezinde Haymana Araştırma ve Uygulama Çiftliği’nin
teorik, saha ve teknik güneş enerjisi potansiyeli belirlenmiş, saatlik detayda yıllık
elektrik tüketim veri seti oluşturulmuş ve elektrik tüketiminin 2 farklı işletim tipinde
ve 3 farklı fotovoltaik yapıda simülasyonu yapılmış, fotovoltaik güç elektriği
sistemleriyle karşılanma durumu değerlendirilmiştir. Bölgenin yıllık toplam
güneşlenme süresi 2607 saat ve saha güneş enerjisi potansiyeli 1743 kWh/m2 olarak
hesaplanmıştır. Yıllık toplam teorik güneş enerjisi potansiyeli 2918 kWh/m2 olan bu
tarımsal işletmede yatayda tam güneye bakan ve dikeyde 15 derece açıyla
yerleştirilen fotovoltaik panellerle kurulacak bir güneş elektriği üretim sisteminin
teknik güneş enerjisi potansiyeli 1891 kWh/m2/yıl bulunmuştur. Kurulu gücü 400
kW olan işletmenin yıllık elektrik tüketimi 334 MWh olarak belirlenmiştir. Bu yükü
karşılayabilecek, şebeke bağlantılı tek kristalli silisyum yapıda FV modül kullanılan
sitemin performans oranı 0,85 iken çoklu kristal silisyum FV modülde 0,83, ince film
amorf silisyum FV modülde 0,89; şebeke bağlantısız, akülü, tek kristalli silisyum FV
modüllü sistemde performans oranı 0,65, çoklu kristal silisyum FV modülde 0,64 ve
ince film amorf silisyum FV modülde 0,65 olarak hesaplanmıştır. Şebeke bağlantılı
ince film amorf silisyum FV modül kullanan FV sistemlerin, tarımsal işletme tüketim
davranışlarına ve çevre şartlarına en uygun donanım olduğu sonucuna varılmıştır.
Abdul-wahid (2010), Irak’ta Güneş Radyasyonunun Dağılışının Tahmini ve
Karşılaştırılması konulu çalışmalarında, güneşlenme süreleri üzerinden son 30 yılın
güneşlenme ve güneş radyasyon verileri ile Irak’ın ortalama güneş radyasyon
29
dağılımını incelemişlerdir. Çlalışmalarında en yoğun radyasyon dağılımının ocak ve
aralık aylarında tespit etmişledir.
Abdul-wahid ve Mahdi (2010), yaptıkları çalışmada Güneş Paneli Çıkış üzerinde Tilt
Açısı Etkisi konulu çalışmalarında güneş panel açılarının değişiminin panel verimi
ve enerji üretimi açısından yarattığı farklılıkları incelemişlerdir. Yere sabitlenmiş
güneş panelinin düzenli olarak kontrol edilerek farklı açılardaki enerji üretimlerini
verimlerini incelemişlerdir. Çalışmalarında mevsinmlerin ve güneş açılarının
değişiminin güneş panelinin enerji verimini etkilediği bulgusuna ulaşmışlardır.
AlKaraghouli ve Kazmerski (2010), yaptıkları çalışmada Güney Irak’ta yapılacak bir
şebekeden bağımsız PV sisteminin analizini yapmış ve sistemin başlangıç maliyetini,
jeneratör sisteminin net bugünkü maliyetini ve elektrik maliyetini hesaplamışlardır.
Bu çalışmada Burdur’da yaşayan 4 kişilik bir ailenin elektrik tüketiminin güneş
enerjisi ve fotovoltaik pil uygulamasından karşılanması maliyet yönünden
incelenmiştir
Öztürk ve Dursun (2011), 2,10 KVA ve 20 KVA’lık Fotovoltaik Sistem Tasarımı
üzerine yaptıkları çalışmalarda, FS (Fotovoltaik Sistem)’in verimli olarak
çalışabilmesi için sistemi etkileyen birçok parametre vardır. Bu parametreler
güneşten gelen ışınım şiddetinden başlayarak sistemin sonundaki alıcıları çalıştırmak
için gereken AC gerilimin verildiği noktaya kadar değişik noktalarda karşımıza
çıkmaktadır. Güç değer analizleri ile PV verimini etkileyen faktörler konusunda
incelenmiştir.
Öztürk ve arkadaşları (2012), Evsel Fotovoltaik Sistemlerin Ömür Boyu Maliyet
Analizi, başlıklı çalışmalarında kullanım ömrü maliyet analizi özel proseslerin veya
kıyaslaması yapılacak proseslerin çevresel etkilerini tanımlayan ve değerlendiren bir
sistematiksel analitik metoddan bahsederler. Sistemin maliyetini belirlemek için;
kaynak tüketimini, enerji kullanımını, malzeme ve enerji dengelerini, ham maddeleri
kullanılabilir ürünlere çevirme operasyonlarında beşikten mezara şeklinde bir konu
olarak ele almışlardır. Çalışmalarında, şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız olarak
bir evin elektrik ihtiyacını karşılamada kullanılan fotovoltaik enerji sistemlerinin
ömür boyu maliyet analizleri hesaplanmıştır. Yapılan parametrik çalışmalarına göre,
30
şebekeye bağımlı ve şebekeden bağımsız sistemin yıllık ürettikleri güç miktarı
kullanılarak her iki sistem için ömür boyu maliyet sırasıyla 0,40 ve 0,67 $/kWh
olarak bulunmuştur. Aynı zamanda maksimum kapasiteye ulaşıncaya kadar sistemin
birim ünitesi başına maliyet elektrik üretim kapasitesiyle azaldığı görmüşlerdir.
Tuaimah (2012), yaptığı çalışmasında yenilenebilir güneş enerjisi üzerine Irakta
farklı şehirlerde 22 yıllık verileri kullanarak enerji potansiyelini değerlendirmiştir.
Çalışmasında uygun açı ile alınabilecek enerjinin miktarını hesaplamıştır. En uygun
açı olarak bulunan konuma göre 150 olarak belirlemişlerdir.
Fantidis ve arkadaşları (2013), yaptıkları çalışmada Yunanistan'ın 46 bölgesi için
ortalama günlük küresel güneş ışınımını değerlendirmek için HOMER yazılımı
(Hybrid Optimization Model for Electric Renewable - Elektrik Yenilenebilir
Sistemler için Hibrid Optimizasyon) kullanarak yıllık enerji üretimini, ekonomik
analizi ve çevresel faktörleri hesaplamışlardır. Güncel kurlarla bir PV sisteminin
şebekeden bağımsız olarak 7 yıl içerisinde kendni amorti ettiğini belirlemişlerdir.
Üçgül, Selbaş ve Şenol (2013), yaptıkları çalışmada Isparta Valiliği için PV üretim
tesisleri teknik raporunda pv teknolojileri ve üretim sistemleri, maliyetleri ile gerekli
alt yapı üzerine hazırlanmış olan rapor incelenmiştir. Rapor ıspartada kurulabileek
güneş enerjisi sistemlerinin maliyet hesaplamalarını çıkarmış ve bir hane için güneş
enerji sisteminin kendini 13 yılda amorti ettiğini belirtmişlerdir.
Çiftçi ve ark. (2014), yaptığı çalışmasında Güneş Pili Kullanılarak Burdur’da Bir
Evin Ortalama Elektrik İhtiyacının Karşılanması konulu çalışmalarında Burdur’da
yaşayan 4 kişilik bir ailenin elektrik tüketiminin güneş enerjisi ve fotovoltaik pil
uygulamasından karşılanmasını maliyet yönünden incelemişlerdir. Sistem saatte 2
kW günlük ortalama 8-10 kW elektrik üretecek şekilde tasarlanmıştır. Toplam tutar
11136 TL olarak belirlenmiştir. Tasarladıkları sistemin yatırım maliyetini geri
ödemesi 11 yılda gerçekleşeceğini belirtmişlerdir.
Görülüyor ki, günümüzde artan enerji ihtiyacı alternatif enerji üzerine
uygulamalarında artmasını sağlamıştır. Çaışmamaızda da Irak için bir hanenin
ortalama güneş enerjisini üretebilecek potansiyele sahip bir güneş enerji sistemi ele
31
alınmıştır. Bu bağlamda Irak için 3 şehir ele anımış. Bu şehirler için solar radyasyon,
eğim açıları, bölgede güneşlenme süreleri ele alınmış ve bunlar bağlamında bir
sistem kurulmuştur. Ortalama bir hanenin yıllık elektrik tüketimi 4693,49 kWh/yıl
olarak belirlenmiş olup mevsimlere göre de toplam enerji tüketimi yaz aylarında
2154,74 kWh/yıl, bahar aylarında 416,91 kWh/yıl ve kış aylarında da 961,83
kWh/yıl olarak belirlenmiştir. Bu potansiyele uygun olarak FV modüllerinin sayıları
Basra için 8 adet, Bağdat için 9 adet çıkarken Kerkük için ise 10 adet FV modül
sistemi çıkmaktadır. Çalışma için toplam maliyet Basra için 8998 $ ve Bağdat ile
Kerkük için de 9628$ olarak hesaplanmıştır. Amortisman bedeli hesaplanmamıştır.
32
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Araştırma Modeli
Bu çalışmada Irak’ta yaşayan 4 kişilik çekiriek bir ailenin ortalama elektrik tüketimi
temel alınarak maliyet analizi yapılmıştır. Ailelerin ortalama elektrik tüketimi için
özgün olarak oluşturulan veriler kullanılmış ve yıllık elektrik tüketimi. Bölüm 4.1’de
sunulmuştur.
Güneş pili teknolojisinin tek kristal silisyum, çok kristal silisyum, amorf silisyum,
ince film (InSb, CdTe vb) gibi çeşitleri bulunmaktadır. Çalışmada, en yaygın
kullanıma sahip ve ekonomik açıdan en uygun olan polikristal silisyum güneş pili
tercih edilerek, hem şebekeye bağımlı hem de yerine göre şebeke ile beraber çalışan
bir sistem tasarlanarak, sistem bileşenleri araştırılmıştır. Belirlemiş olduğumuz
kriterlere uygun olan bileşenleri için ayrı firmadan seçilen bileşenler içerisinden bir
sistem tasarlanmıştır.
Çalışmamaızda konu anlatımı yapılırkan temel literatür taraması yapılmıştır. Aynı
zamanda daha önceden yapılmış uygulanmış ve teorize edilmiş çalışmalar
incelenmiştir. Çalışmamızda veri analizi için EES paket programı, Microsoft
EXCELL, 2013, PVSYST paket programı ve PVGIS çevrimiçi yazılımı üzerinden
Photovoltaik Geographical Information System - Interactive Maps programı ile
yapılmıştır.
3.1.1. Materyal
Çalışma Irak Cumhuriyeti’nde yer alan güneyde Basra, merkezde Bağdat ve kuzeyde
Kerkük olmak üzere 3 şehir üzerinden örnek alınarak yürütülecektir. Bağdat şehri
Irak Cumhuriyeti'nde bir il olup 4,555 kilometrekarelik bir alanda kuruludur. 2011
yılı verilerine göre toplam nüfusu 7,216,000'dir. Bağdat ili Irak'ta en küçük
yüzölçümüne sahip illerden birisidir. Ayrıca bu il, Irak'ın başkenti olup ve nüfus
bakımından da en büyük ilidir. Kerkük Şehri, Bağdat ve Basradan nüfus ve toprak
olarak küçüktür. Irak'ın kuzeyinde ve Dicle Nehri kıyısında bulunan Kerkük'de
nüfusun çoğunluğunu oluşturan Araplar, Kürtler yaşamaktadır. Basra şehri ise Irak'ın
33
güneyindedir ve Irak'ın ikinci büyük şehri ve en önemli limanıdır. Hamar Gölü’nün
güneydoğu ucunda olan Şattül Arap suyolu, batı kıyısından Basra Körfezi'ne 55,
Bağdat'a ise 545 kilometre uzaklıktadır.
Çalışmada bu 3 şehrin seçilmesindeki en önemli etken farklı coğrafik konumlarda
Şekil 3.1. bulunmalarıdır. Farklı enlemlerde bulunan şehirler için ayrı ayrı olarak
hesaplanan ışınım şiddetleri bir bütünsel olarak Irak’ta güneş enerjisi ile üretim için
temsil edici bir örneklem teşkil edebilecek niteliğe sahiplerdir.
Şekil 3.1. Basra, Bağdat ve Kerkük şehirlerinin coğrafik konumları (Anonim 4)
Araştırmamızın ana materyallerinden biri güneşlenme ölçümleri başta olmak üzere
ilgili meteorolojik değişkenlerdir. Bu kısımda güneş enerjisi potansiyeli
hesaplamasında yararlandığımız meteorolojik gözlem ve ölçümler ile elde edilen
34
yöntemler de açıklanmıştır. Güneşten gelen enerjinin elektrik enerjisine
dönüştürülmesi ve nihai olarak kullanıcıya sunulması için planlama, tasarım ve karar
verme aşamalarında arayüz teşkil eden paket program hakkında bilgi aktarımı da bu
bölüm kapsamındadır.
3.1.2. Meteorolojik veriler
Bu çalışmada ihtiyaç duyulan tüm meteorolojik veriler, Irak meteoroloji bakanlığının
meteoroloji istasyonlarındaki gözlemler ile mekanik ve elektronik aletlere
dayanmaktadır. İkincil olarak solar enerji hesaplayıcı çevrim içi yazılım yardımı ile
Irak’a ait belirlenen yerler üzerinden hesaplama yapılabilmektedir. Boyutlandırılan
sistemin enerji verimi ve enerji çıktı hesapları çevrim içi olarak kullanılabilen .Şekil
3.2’deki resmi lisanslı yazılım ile yapılmıştır.
Şekil 3.2. Coğrafik fotovoltaik bilgilendirme sistemi (Anonymous,2011e)
3.1.3. PVGIS çevrimiçi yazılımı
Çevrimiçi olarak kullanılan bu sistem Avrupa enerji komisyonunca oluşturulan
online bir programdır. Lokasyon bilgileri PV panel özellikleri beklenen enerji verileri
girilerek bir bölgede güneş enerji sistemi kurmadan o bölgenin güneş enerji
potansiyelini görmek amacı ile oluşturulmuş bir programdır. Program kendi
35
içerisinde çalışmanın ilerleyen bölümlerinde de geçen fromuller sonucu elde edilen
parametreleri otomatik olarak işleyen bir sistemdir. Kullanım kolaylığı aynı zamanda
sistemin bireysel kullanıcılar içinde kullanılabilirliğini arttırmaktadır. Çalışmamızda
PVGIS programı elde edilen Irakın üç şehir üzerinden parametrele ışığında solar
sistemin enerji verimi, metrekareye düşen enerji miktarını bulmak için kullanılmıştır
.Eğitim ya da bireysel kullanıcılar için uygulanabilecek güneş enerji sistemlerinin
enerji potansiyellerini görmek için yardımcı materyal olarak da kullanımı tavsiye
edilmektedir Şekil 3.3’de gösterilmiştir (Anonymous, 2011e).
Şekil 3.3. PVGIS çevrimiçi coğrafik fotovoltaik bilgilendirme sistem yazılımı (Anonymous, 2011e)
3.1.4. EES (Enrollment For Education Solutions) paket programı
EES (Enrollment for Education Solutions) programı mühendislik çözümlemeleri
yapabilen, değişken parametreler üzerinde analiz ve şekilleme sistemi sağlayan bir
programdır. Diğer çözümleme programları gibi kütüphanesinde barındırdığı teknik
veriler sayesinde değişken parametreler kullanılarak hangi çözümlerin elde
edileceğini kullanıcılara sunmaktadır. Güneş enerjisi sistemlerinin daha önceden
bilinen verilerini baz alarak sistemin birçok analizi bu program sayesinde yapılmıştır.
Şekil 3.4’de gösterilmiştir.
36
Şekil 3.4. EES başlangıç Arayüzü
3.1.5. PVSYST 6.3.9
PVSYS, her yönüyle FV sistem boyutlandırmasını ve veri analizini yapan bir
çevrimiçi yazılım paketidir. FV sistemlerin geniş bir yelpazede detaylandırılarak
tutulduğu veri bankalarından oluşur. Bünyesindeki algoritmalar (İşlemsel Süreçler)
sıcaklık gibi meteorolojik değişkenlerin yanı sıra, geliş açısı değiştiricisi (enlem,
boylam, eğim ve güneş geliş açısı değiştiricisi (Incidence Angle Modifier IAM))
kayıpları, gölgelenme ve ufuk çizgisi etkilerinin tümünü dikkate alır. DA şebekeli
FV sistem türlerinde uzmanlaşmış güneş enerjisi araçlarının yanı sıra, gelişmiş
meteoroloji ve FV sistem donanım veri bankalarına sahiptir. Bu yazılım; mimarlar,
mühendisler ve araştırmacılar için bu anlamda ideal bir araç ve görüntüleme
arayüzüdür. Şekil 3.5’de görüldügü gibi güneş yolları kartı azimut açısı her 3 şehir
için de bulduk. olduğu gibi.
37
Şekil 3.5. PVSYST başlangıç arayüzü
3.1.6. Veri toplama aracı ve verilerin toplanması
Çalışma için gerekli veriler hangi yollar açıklayalım elde edilmiştir. Öncelikli olarak
güneş enerjisi için gerekli olan sıcaklık değerleri Irak Meteoroloji Bakanlığı’ndan
temin edilmiştir. Ayrıca benzer çalışmalar taranarak sistem boyutlandırılması için
gerekli formüller alınıp hesaplamalarda kullanılmıştır. Sistem için gerekli olan teknik
parçalar ve sistem bileşenleri internet üzerinden ulaşılan firmaların kataloglarından
seçilerek boyutlandırma, bileşenlere ve hesaplamalara dahil edilmiştir.
38
3.1.7. Yöntem
Irak’ta belirlenen bölgelerin (Basra, Bağdat ve Kerkük) güneş enerjisi potansiyelinin
belirlenmesi ve güneş enerjisinden yararlanabilme olanakları kapsamında bölgenin
sahip olduğu güneş enerjisi potansiyelinin belirlenmesi, enerji tüketim
davranışlarının sosyal açıdan ve mühendislik açısından ortaya konması ve elektrik
tüketiminin güneş enerjisi ile karşılanabilirliğinin araştırılması çalışmaları
yapılmıştır. Bu çalışmalar yapılırken gerekli açıklama kısımları literatür taraması ile
yapılmıştır. Gerekli hesaplamalar da paket programlar ve çevrimiçi yazılımlar
aracılığı ile yapılmıştır.
Çizelge 3.1 Basra için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon bilgileri (DMi)
AYLAR YILLAR (°C)
2010 2011 2012 2013 2014
Ocak 12,9 13,8 12,4 12,3 13,3
Şubat 15,5 16,9 14,4 13,8 16,9
Mart 20,1 21,4 19,2 18,3 21,5
Nisan 26,7 27,5 26,2 27,2 26,2
Mayıs 33 33,2 33,6 34,2 31,2
Haziran 37,1 38,9 37 37,3 35,5
Temmuz 38,3 38,6 38,2 39,1 37,3
Ağustos 37,1 38,7 36,7 37,6 35,5
Eylül 32,9 33,9 32,8 32,9 32,5
Ekim 26,7 28,2 26 28,4 24
Kasım 18,7 18,4 16,3 20,2 19,7
Aralık 13,3 13,4 11,9 15,1 12,8
39
Çizelge 3.2 Bağdat için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon bilgileri (DMi)
AYLAR YILLAR (°C)
2010 2011 2012 2013 2014 Ocak 14,02 10,64 10,04 11,31 11,37 Şubat 15,25 17,97 12,08 15,20 13,45 Mart 19,76 17,95 15,93 18,79 4,03 Nisan 24,20 24,18 25,60 24,70 24,05 Mayıs 30,91 30,09 30,93 27,99 30,06
Haziran 36,02 4,38 35,66 33,86 33,61 Temmuz 38,43 38,10 38,84 36,07 36,72 Ağustos 39,22 36,97 36,7 35,82 38,02
Eylül 33,68 32,85 32,86 32,07 33,55 Ekim 28,11 24,68 27,08 23,93 24,7 Kasım 19,58 19,08 19,08 17,82 17,71 Aralık 13,90 13,17 13,21 10,47 12,55
Çizelge 3.3 Kerkük için merkez sıcaklık kayıtlarının alındığı coğrafi lokasyon bilgileri (DMi)
AYLAR YILLAR (°C)
2010 2011 2012 2013 2014
Ocak 6,5 8,9 5 3,1 4,7
Şubat 8,4 8,8 6 5 8,2
Mart 10,9 12 8,7 7,1 10
Nisan 14,2 14,7 14,8 17 15,8
Mayıs 22,9 21,4 20,8 23,1 21,2
Haziran 24,6 28,4 26,7 28,2 26,6
Temmuz 28,4 30,4 29,7 30,4 29,2
Ağustos 27,5 30,7 29,7 28,9 30,3
Eylül 23,2 25,6 22,8 24,7 26,1
Ekim 12,1 19,3 16,1 20,9 18,9
Kasım 15,6 11,5 7,7 13,3 12,3
Aralık 9 7,5 3,6 6,8 6,6
40
Çizelge 3.4. Şehirlere göre enlme, boylam ve yükseklik (Abdul Wahid, 2010)
Aylar Şehirler enlem, o boylamı, o Rakım, m
1 Basra 30,34 47,47 2 2 Bağdat 33,23 46,14 34 3 Kerkük 35,46 44,38 223
3.2. Güneş Enerjisi Potansiyeli
Güneşten gelen ışınım şiddeti, atmosfer dışında güneş sabiti ile ifade edildiği üzere
1367 W/m2 ile sabittir. Dünyanın yatık oluşundan kaynaklı yıl içerisinde; dünyanın
dönüşünden dolayı da gün içerisinde güneş ışınlarının geliş açısı sürekli
değişmektedir. Bu açısal değişim, güneş ışınlarının atmosferde katettiği yolun
mesafesini kısaltıp uzattığı için, ışınım şiddetini de doğrudan etkilemektedir. Bu
sebeple zaman boyutunda açısal değişimin bilinmesi, güneş ışınım şiddetinin de ön
görülmesine, dolayısıyla güneş ışımasının tahminine yardımcı olacaktır. Belli bir
noktanın belli bir anda azimut, zenit ve yükseklik açıları astronomik
formülasyonlarla hesaplanabilmektedir. Bu amaçla, hazırlanmış yazılımlardan EES
paket programı ile seçilen bölgeler için oluşturulan azimut, zenit ve yükseklik açıları
çizelgesi için kullanılmıştır. Bu hesaplamanın bir ürünü olarak güneşin yıl içerisinde
gökyüzündeki seyrini gösteren noktasal güneş yolu kartları hazırlanabilmektedir.
Yine 2010 yılı için günden güne değişen güneşin doğuş ve batış saatleri ile gün
süresi matematiksel hesaplamalarla çizelgelere aktarılmıştır. Güneşin gökyüzünde
bulunma açıları, güzergahı, doğuş ve batış zamanları ile ışıma süresine ulaşıldıktan
sonra, atmosfer etkisi yok sayılma ve güneş ışınım şiddeti sabit kabul edilme
koşuluyla, teorik olarak yeryüzünde yatay bir platforma saatlik, günlük ve aylık
gelecek güneş ışıması miktarı hesaplanmıştır.
Atmosferin bulanıklık, geçirgenlik, bulutluluk kaynaklı emme, sıçratma ve yayma
etkisi sebebiyle teorik hesaplanan bu güneş ışıması tam olarak ancak anlık ışın
ölçerlerle tespit edilebilir. Çalışma, seçilen bölgeler için güneş ışıması ölçümleri
meteorolojik ve hidrolojik amaçlarla kurulmuş ölçüm istasyonları verileri yapılmıştır.
Formatı tarif edilmiş çizelgelerde zamana dayalı derlenen bu veriler MS Excel
hesaplama programlarıyla uygun şekil dönüştürülüp işlenmişlerdir. Böylece ölçümü
41
yapılan sahayı temsil edecek işlenebilir ve yorumlanabilir yapıdaki güneş ışıması
değerleri elde edilmiştir. Bu değerler coğrafik veya bölgesel olarak da ifade
edilebilen saha, güneş enerjisi potansiyelini vermektedir.
FV güneş elektriği üretim sistemlerinin FV panel yüzeyleri bölgenin koordinatları,
arazinin veya kurulumu yapılacak sistemin yapısı, hedef yükün gün ve yıl içersindeki
talep seyri ve projelendirme amacına göre hesaplanan açıyla yerleştirildiklerinden,
saha güneş enerjisi potansiyeli FV tasarım için tek başına yeterli bir ifade biçimi
olamaz. FV modülün referans performans değerleri ve sıcaklık etkisi katsayıları göz
önünde bulundurularak oransal olarak hesaplanacak bir FV modül verimi, saha güneş
enerjisi potansiyeline katsayı olarak uygulanıp teknik güneş enerjisi potansiyeline
ulaşılmaktadır.
Diğer potansiyel tanımlarından ayrı olarak, ekonomik potansiyel tarifinde farklı
enerji kaynaklarının durumu da dikkate alınmalıdır (Hoogwijk, 2004). Burada diğer
konvansiyonel ve yeni teknoloji enerji kaynaklarıyla bir kıyaslamaya
gidilemediğinden, Irak için ekonomik ve hatta güneş enerjisi potansiyelinden elde
edilen veriler üzerinden kısa tartışmalar dışında bahsedilmeyecektir. Irak’ın yasal,
teknolojik, kültürel, ekonomik ve bilimsel alt yapısına bağlı olarak bu iki ifade için
ayrıca çalışma yapılabilir.
3.2.1. Irak’ın güneş geometrisi (Basra, Bağdat ve Kerkük)
3.2.1.1. Güneş açıları
Her hangi bir anda yeryüzünde belirli bir yöndeki düzlem ile yeryüzüne gelen direkt
güneş ışınımı arasındaki geometrik ilişkiler birkaç değişik açı tanımı ile
belirlenebilir. Güneş enerjisi hesaplamalarında kullanılan bazı açılar Şekil 3.6’de ve
eğik bir düzlem için tanımlanan açıları ise Şekil 3.7’de gösterilmiştir. Güneş açıları,
yeryüzündeki her hangi bir yüzey ile güneşin pozisyonuna bağlı terimlerdir. Bu
açıları ve bu açıları arasındaki ilişkiler şu şekilde tanımlanabilir (Yiğit ve Atmaca ,
2010).
42
Şekil 3.6. Düz yüzeyin güneş açıları (Yiğit ve Atmaca, 2010)
Şekil 3.7. Bir eğimli yüzey üzerinde bazı güneş açıları (a) Zenit açısı, eğim, yüzey azimut açısı ve güneş azimut açısı. (b) güneş azimut açısına göre güneş sistemin planı.(Yiğit ve Atmaca, 2010)
Enlem açısı (∅); yeryüzündeki herhangi bir noktanın dünya merkezine birleştiren
doğrunun dünyanın ekvator düzlemi ile yapmış olduğu açı olarak tanımlanmaktadır.
Kuzey yön pozitif olmak üzere -90o ile 90o arası değişmektedir (-90o ≤ ∅ ≤90o).
Deklinasyon açısı (δ); güneş ışınlarının ekvator düzlemi ile yaptığı açı olarak
tanımlanmaktadır (-23,45o ≤ δ ≤ 23,45o). Formül olarak eşitlik 3.1 de ifade
edimektedir.
43
δ = 23,45sin �360365
(284 + n)� (3.1)
Burada (n) 1, ocak ayından itibaren gün sayılarıdır Çizelge 3.5’de verilmiştir.
Çizelge 3.5. Her bir ayı temsil eden ortalama gün ve çeşitli aylar için (n) değerleri
Aylar Gün sayısı Aylık Ortalama Gün Sayısı
Gün N 𝜹𝜹(Derece)
Ocak
Şubat
Mart
Nisan
Mayıs
Haziran
Temmuz
Ağustos
Eylül
Ekim
Kasım
Aralık
i
31+i
59+i
90+i
120+i
151+i
181+i
202+i
243+i
273+i
304+i
334+i
17 Ocak
16
16
15
5
1
17
16
15
15
14
10
17
47
75
105
135
162
198
228
258
288
318
344
-20,92
-12,95
-2,42
9,41
18,79
23,09
21,18
13,45
2,22
-9,60
-18,91
-23,05
Eğim açısı (β), ele alınan yüzeyin yatay ile yaptığı açıdır (0o ≤ β ≤180o)
Optimum Eğim Açısı Tespiti
Bu çalışmada, hesaplaması yapılan 3 şehir için optimum eğim açısının tespitinde, 0-
90° açı aralığında her 5 derece açı değişimi için elde edilen eğim açısı (β) değerleri
kullanılarak optimum eğim açı değeri Atmaca, 2010 tarafından verilen eşitlik 3.2’den
bulunmuştur.
cosθ = sinδ sin∅ cosβ − sinδ cos∅ sinβ cosγ+cosδ cos∅ cosβ cosω
+cosδ sin∅ sinβ cosγ cosω+cosδ sinγ sinω sinβ (3.2)
44
Denklem (3.2) güneyde azimut açısı γ = 0o olacağından küresel yapı için eşitlik 3.3
olur;
cosθ= cos(∅ − β)cosδ cosω + sin(∅ − β ) sinδ (3.3)
Burada, yüzey azimut açısı (γ), tam güneyde sıfır, doğuya doğru negatif, batıya
doğru pozitif olmak üzere yüzeyin normalinin yatay düzlemdeki izdüşümü ile güney
doğrultusu arasındaki açıdır.
Saat açısı (ω), öğleden önce negatif öğleden sonra ise pozitif olmak üzere dünyanın
kendi ekseni etrafında saatte 15o sabit dönmesi dolayısıyla yerel meridyenin doğu
veya batısı yönünde güneşin açı değiştirilmesi olarak tanımlanabilir. Formül olarak
(3.4) nolu saat açısı ifade edimektedir. Dünyanın güneş etrafında bir defa dönüşü
sırasında kat ettiği 360° lik açının 24’e bölünmesi ile elde edilmiştir.
ω = 15( güneş saati − 12) (3.4)
Güneş geliş açısı (θ), yüzeye gelen güneş radyasyonu ile yüzeyin normalı arasındaki
açıdır.
Zenit açısı (θz), yatay yüzey (β=0°) için tanımlanan güneş geliş açısıdır.
cosθz = cosδ cos∅ cosω+ sinδ sin∅ (3.5)
3.2.1.2. Güneş sabaiti (Gs)
Olarak tanımlanır ve bu değerin kullanılması güneş enerjisi hesaplamalarında
kolaylık sağlamaktadır Güneş sabiti değeri % 1 hata ile 1367 W/m2 olarak kabul
edilmekterdir dünya ile güneş arasındaki uzuklığın değişimi atmosfer dışındaki
ışınım akısında ± % 3,5 oranında bir değişim olmasına sebebiyet verir Şekil 3.8’de
gösterildigi gibi. Atmosfer dışında yılın herhangi bir zamanında güneş ışınımına dik
düzleme (normal doğrultuda) bütün dalga boylarında gelen güneş ışınımı (G0) eşitlik
3. ’6 den tespit edilebilir (Yiğit ve Atmaca, 2010).
45
Go = Gs �1 + 0,033cos �n360365 �� (3.6)
Şekil 3.8. Dünya ile güneş arasındaki ilişki (Yiğit ve Atmaca, 2010)
3.2.1.3. Güneş ışınımı
Güneş enerjisi, güneşin çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile (hidrojen gazının
helyuma dönüşmesi) açığa çıkan ışıma enerjisidir. Dünya atmosferinin dışında güneş
enerjisinin şiddeti, yaklaşık olarak 1370 W/m² değerindedir, ancak yeryüzüne ulaşan
miktarı atmosferden dolayı 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu
enerjinin dünyaya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji
tüketiminden kat kat fazladır. Dünya ile güneş arasındaki mesafe 150 milyon km'dir.
Dünya'ya güneşten gelen enerji, dünya'da bir yılda kullanıla enerjinin 20 bin katıdır. Güneş ışınımının tamamı yer yüzeyine ulaşamaz, % 30 kadarı atmosfer tarafından
geriye yansıtılır.
Güneş ışınımının % 50'si atmosferi geçerek dünya yüzeyine ulaşır. Bu enerji ile
dünya'nın sıcaklığı yükselir ve yeryüzünde yaşam mümkün olur. Rüzgâr
hareketlerine ve okyanus dalgalanmalarına da bu ısınma neden olur Şekil 3.9’da
görüldügü gibi. Güneşten gelen ışınımının % 20'si atmosfer ve bulutlarda tutulur. Yeryüzeyine gelen güneş ışınımının % 1'den azı bitkiler tarafından fotosentez
olayında kullanılır.
46
Şekil 3.9. Güneşten dünya yüzüne ulaşan ve atmosferden yansıyan ışınım oranları
Işığın bu şekilde elektriğe dönüşmesine fotovoltaik etki adı verilir Şekil 3.10.
Fotovoltaik etki sonucunda ortaya çıkan bu güç doğrultularak elektriğe dönüştürülür.
Fotonların elektriğe dönüştürülemeyen kısmı hücrenin sıcaklığı için ısı enerjisi
olarak açığa çıkarır. Bu bilgi ışığında FV hücrenin aşırı ısınması enerji dönüşüm
veriminde kayıp olduğunun bir göstergesi olarak değerlendirilebilir.
Şekil 3.10. Fotovoltaik etki (Patel, 1999)
3.2.1.4. Spektral etki
Monokromatik ışık, yarıiletken içinde elektron-oyuk çiftinin oluşmasına neden olur.
Elektron–oyuk oluşumunun uzaysal dağılımı.
47
G = (1 − R)αϴ−αx (3.7)
Burada θ gelen ışığın foton açısını, R yansıma katsayısını, α ise soğurma katsayısını
gösterir. Kısa dalga boyları için α büyük bir değerdedir ve ışık yarı iletken malzeme
içinde çabucak soğurulur. Hücrelerde fotonların bütün enerjileri kullanılmaz.
Görünür dalga boylarında verim en yüksektir, kızılötesi bölgelerde ise en düşüktür
(Çizelge 3.6).
Çizelge 3.6. Güneş piline ışığın spektral etkisi
RENK DALGA BOYU(nm) VOLT(V) MOR 410 3,11 MAVİ 470 3,34 YEŞİL 520 3,52 SARI 590 3,44
TURUNCU 650 3,22 KIRMIZI 725 3,2
Her hangi bir noktadaki güneş enerjisi potansiyeli, aklık dahil, genel olarak yüzeyin
tipi, yüzeyin günşe olan geometrik açısal durumu, güneş ışımasının tayfsal dağılımı
gibi topografik ve morfolojik etkenlere bağlıdır (Şen, 2007). Güneş tayfı Şekil 3.11,
mutlak hava kütlesi yoğuşabilir su içeriği bulanıklık, bulutlar, atmosferdeki
partiküllerin dağılımı, partiküllerin cinsi ve yerden yansıma gibi faktörlerden etkilenir
(Myers, 2002).
Şekil 3.11. Elektromanyetik tayf (Myers ve Emery, 2002)
48
3.2.1.5. Basra, Bağdat ve Kerkük illeri için güneş radyasyon hesaplamaları
Yatay yüzeye düşen güneş radyasyon değerlerinin hesaplanabilmesi için öncelikle
atmosfer dışında yatay yüzeye gelen saatlik güneş radyasyon değerleri (Io) eşitlik
(3.8) aracılığıyla, daha sonra ise eşitlik (3.9) ile yatay yüzeye gelen aylık ortalama
saatlik güneş radyasyon miktarı (I) hesaplanmaktadır. Bu çalışmade güneş
radyasyonunun hesabıyla ilgili temel denklemlerin ayrıntıları ile ilgili bilgiler daha
detaylı olarak (Duffie ve Beckman, 1980) ve (Yiğit ve Atmaca, 2010)
literatürlerinden elde edilebilir. Böylece (3.8) ve (3.9) eşitlikleri;
Io =12 ∗ 3600 Gs
π �1 + 0,033cos �360 n
365 ��
∗ �cos∅ cosδ (sinω2 − sinω1) + �π(ω2 − ω1)
180 � sin∅ sinδ� (3.8)
kT=IIo
=a+bSSo
(3.9)
a = 0,103 + (0,000017 ∗ 34,1) + (0,198 ∗ cos�(∅ − δ)�) (3.10)
b = 0,533 − (0,165 ∗ cos�(∅ − δ)�) (3.11)
Çizelge 3.7. S/So değeri için 3 şehrin hesaplamaları (Mahday ve Godu, 2009)
AYLAR Basra Bağdat Kerkük Ocak 0,68 0,64 0,51 Şubat 0,71 0,68 0,56 Mart 0,68 0,68 0,56 Nisan 0,686 0,7 0,61 Mayis 0,74 0,73 0,7
Haziran 0,81 0,87 0,77 Temmuz 0,8 0,87 0,79 Ağustos 0,76 0,89 0,84
Eylül 0,86 0,87 0,84 Ekim 0,82 0,78 0,74 Kasim 0,74 0,7 0,63 Aralık 0,7 0,65 0,5
49
Bu denklemlerde Gs güneş sabiti (1367 W/m2), S/So izafi güneşlenme süresi, I/Io
berraklık indeksi (kT ile gösterilir), a ve b ise bölgeye bağlı ampirik sabitlerdir.
Genellikle tüm bölgeler için a=0,25 ve b=0,5 olarak alınabilir (Abdul Wahid, 2010).
Bölge ve aylara göre S/So izafi güneşlenme süresi, bu değerler meterolojide
bulunmadığından dolayı Abdul Wahid tarafından yapılmış olduğu çalışmada, bu
değerler 22 yılın ortalaması olarak aylara göre farklı olmak üzere elde edilmiştir.
Abdul Wahid, bu verileri NIST’dan direkt güneş radyasyonunnun geliş açısı (θ) ve
diğer açılar cinsinden en genel halde şöyle formüle etmiştir (Ameen, 2016):
cosθ = sinδ sin∅ cosβ − sinδ cos∅ sinβ cosγ+cosδ cos∅ cosβ cosω
+cosδ sin∅ sinβ cosγ cosω+cosδ sinγ sinω sinβ (3.12)
Denklem (3.12) güneyde azimut açısı γ = 0o olacağından küresel yapı için şöyle olur;
cosθ= cos(∅ − β)cosδ cosω + sin(∅ − β ) sinδ (3.13)
Yatay yüzey β = 0° için tanımlanan güneş geliş zenit açısı (θz) eşitlik (3.14)’den elde
edilir;
cosθz = sinδ sin∅ + cosδ cos∅ cosω (3.14)
Eşitlik (3.13) ve eşitlik (3.14)’den elde edilen cosθ ve cosθz değerlerinin
oranlanmasıyla her yön için ayrı ayrı Rb değerleri Denklem (3.15)’de görüldüğü gibi
hesaplanır;
Rb=cosθcosθz
(3.15)
Geometrik faktör (Rb) eğik yüzeye düşen anlık direkt ışınımın (IbT), yatay yüzeye
düşen anlık direkt ışınıma (IbT) oranı olarak tanımlanmaktadır;
Rb =IbT
Ib (3.16)
50
Denklem (3.14) güneş batma saat açısı (ω) , θz = 90° için şöyle olur;
cosω= −sinδ sin∅cosδ cos∅ = −tan(∅) tan(δ) (3.17)
Güneşin doğuş açısı batış, açısının negatifidir. Böylece güneşleme uzunluğu saat
değeri;
Gün uzunluğu =2
15 cos−1[ − tan(∅) tan(δ)] (3.18)
Güneşin doğuşu = 12 − gün uzunluğu (3.19)
Güneşin batışı = 12 + gün uzunluğu (3.20)
Güneşleme süresi = güneşin batışı − güneşin doğuşu (3.21)
Yatay yüzey için ortalama saatlik yayılı ışınım (Id), daha önce bahsedilen berraklık
indeksine (kT) bağlı olarak her bölge için (3.22-23-24) nolu denklemlerde ifade
edilmektedir (Tuaimah, 2012).
Basra şehir için Denklem (3.22) aşağıda gösterilmektedir;
kd =Id
I = − 0,114+(0,2461 kT⁄ ) − �0,0321 kT2⁄ �+�0,0023 kT
3⁄ � (3.22)
Bağdat şehir için Denklem (3.23) aşağıda gösterilmektedir;
kd =Id
I = − 0,1426+(0,2776 kT⁄ ) − �0,0439 kT2⁄ �+�0,0035 kT
3⁄ � (3.23)
Kerkük şehir için Denklem (3.24) aşağıda gösterilmektedir (Yiğit ve Atmaca, 2010)
kd =Id
I =1,557 − 1,84kT (3.24)
51
Işınımın yayılımı için; Id = kd I (3.25)
Toplam güneş ışınımı (total solar radiation), yeryüzüne düşen direkt ve yayılı
ışınımın toplamı olarak Denklem (3.26) tanımlanabilir;
Ib = Id + I (3.26)
Liu ve Jordan tarafından geliştirilen modelde direkt ve yayılı ışınımın yanında
yansıyan ışınım da göz önüne alınmıştır. Eğik yüzeye gelen direkt ışınım geometrik
faktör (Rb ) ve yatay yüzeye düşen anlık direkt ışınım (Ib )vasıtasıyla şöyle
hesaplanır;
IbT = Rb Ib (3.27)
Eğik yüzeye gelen anlık yayılı ışınım ise yatay yüzeye gelen anlık yayılı ışınım
(Id) vasıtasıyla 3.28 eşitlik ile hesaplanır;
IdT = Id �1 + cosβ
2 � (3.28)
İfadesi ile hesaplanabilir, Eğik yüzeye yansıyarak gelen ışınım ise;
Iref = Iρ �1 − cosβ
2 � (3.29)
(ρ) yerin yansıtma oranıdır. Bitki örtüsüne, topografik yapıya ve kar durumuna bağlı
olmakla birlikte ortalama 0,2 değeri alınabilmektedir ve 0,7 kar var (Duffie ve
Beckman, 1978);
Eğik yüzeye düşen anlık toplam güneş ışınımı ise;
IT = IdT+ IRref + IbT (3.30)
52
Dik yüzeye düşen toplam ışınım miktarı ise o yöne ait direkt, yayılı ve yansıyan
ışınımların toplamına eşittir. Her yön için ayrı ayrı (3.31) nolu denklemle ile şu
şekilde hesaplanır;
IT=Ib Rb+Id �1 + cosβ
2 � +Iρ �1 − cosβ
2 � (3.31)
3.3. FV Tasarım
Farklı coğrafya tipleri beraberinde farklı hava tiplerini getirir, bu yaşadığımız
yerlerin fotovoltaik gücünü panellerin yönelimini, güneşin gökyüzünde kalma süresi
ve güneş panellerinin hammeddesini seçmek gibi birçok açıdan, önemli bir faktördür.
Güneşi takip eden güneş panelleri enerji üretiminde daha verimli olmasına rağmen
bu panellerin maliyetlerini daha yükseltmektedir. Bu yüzden güneş panelleri
sabitlenirken (β) olarak adlandırılan en verimli açı ile yerleştirilmektedir. Bu açı
mevsimsel değişimlere göre değişebilmektedir (Masters, 2013). Bu çalışmada
fotovoltaik sistem prosedürlerini açıklamak, kW/h üzerinden enerji üretimlerini
incelemek, fotovoltaik sistemin seçilmiş etkin faktörleri incelemektir. 3 şehrin
Irak’taki konumlarına göre yıllık enerji potansiyelleri örenk olarak Bağdat, Basra ve
Kerkük şehirleri incelenerek bu şehirler için bazı hesap ve sonuçlara ulaşılmıştır ve
bir konutun ihtiyacı değerlendirilmiştir.
3.3.1 Sistemin açıklanması
3.3.1.1. Bileşenler
Solar PV sistemi, sistem tipine, sistemin konumu ve uygulamalara göre seçilmelidir
ve farklı bileşenleri içerebilmektedir. Elektrik iletim hattı ile dengeli enerji üretimi
oluşturabilmek için gerekli bileşenler:
1. PV Modülü: yarı iletken olup ve güneş ışınlarını elektrik enerjisine
dönüştürür. En yaygın PV modülleri tek ve polikristal silikonlu ve amorf silikon
olarak bulunabilmektedir.
53
2. Batarya: İhtiyaçlar durumunda enerji depolayan bir sistemdir. Batarya
özellikle gece ya da güneşin verimsiz olduğu günlerde mevcut enerjiyi depolayarak
enerjinin düzenliliğini ve sürekliliğini sağlar. Genellikle kurşun-asit karışımı, yavaş
deşarj özelliğine sahip, defalarca % 75 kapasite ile şarj-deşarj olabilmektedirler.
Ama solar teknolojiler için üretilen bataryalar otomotiv vs. için üretilen
bataryalardan farklıdır. Bu bataryalar kapasitesinin % 20 si ile çalışabilecek
kapasitede üretilmektedirler ve solar enerji için verimsiz ve yetersiz kalmaktadırlar
(Posadillo ve López Luque, 2008)
3. Solar şarj kontrolörü (Regülatör): Şarj regülatörleri, güneş enerjisinden elde
edilen gerilimi istenilen gerilim değerine çeviren ürünlerdir. Genel olarak
şebekeden bağımsız (off-grid) sistemlerde kullanılan bu ürünlerin seçiminde en
önemli kıstas verim değerleridir (Kıyançiçek, 2010).
4. İnverter: AC akımı ile çalışan cihazlar için rüzgar ya da güneş enerjisi ile
üretilen DC akımını AC akımına dönüştürür ve ayrıca ızgara hattının geri
beslemesini sağlar. Güneş panellerinin DC akımında elektirk üretebilmelerini
sağlamak gibi, güneş enerjisi sisteminin ana unsurlarından biridir. İnvertörlerin
dalga çıkış biçimi, çıkış gücü ve montaj türüne göre farklılıklar gösterir. Enerji
gücünü ve biçimini değiştirebildiği için ayrıca enerji düzenleyici olarak adlandırılır.
Tüm invertörlerin verimliliği (% 90 civarında), yani nominal verimlilik, nominal
yükün yaklaşık yüzde 50 daha büyük değerlerine ulaşabilir.
5. Yükleme: PC ile üretilen enerjinin sisteme bağlanan elektrikli ev aletleri,
ışıklandırma vs cihazlarla sistemden yaralanmaktır.
3.3.1.2. Yapılandırma Fotovoltaik sistemlerin sistem bileşenleri, bağımsız (SA) ve fayda etkileşimli (UI)
sistemleri gibi diğer güç kaynaklarına nasıl bağlandığına göre sınıflandırılmaktadır.
Şekil 3.12'da gösterilen tek bir sistemde (stand-alone) sistem elektrik kullanım ağı
bağımsız çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve bazı DC veya AC elektrik yüklerinin
kaynağı için boyutlandırılmıştır.
54
(a) (b)
Şekil 3.12. Stand-alone fotovoltaik Sistemi (a) Blok diyagramı (b) Şematik diyagram (Al-Shamani, 2013)
3.3.1.3. Sistemin boyutlandırılması
• Fotovoltaik sistemler, farklı ihtiyaçlara hitaben çeşitli tasarım modelleri ve
malzemelerin bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. En genel sistem şeması
Şekil 3.13’da görüldüğü gibi güneş paneli, şarj kontrolörü, batarya ve
inverterden oluşmaktadır.
Şekil 3.13. Fotovoltaik sistem genel şeması
55
3.3.1.4. Solar sistemin boyutlandırılması
Sistem boyutlandırılması için öncelikle günlük toplam güneş enerji tüketimi kWh (E)
cinsinden belirlenip, (Tmin) zaman cinsinden güneşlenme süresi, günde ne kadar DC
gerilim gerektiği tespit edilmelidir. Bu tespit sistemin boyutlandırılması için önemli
bir adımdır. Boyutlandırmanın ihtiyacı karşılayabilecek düzeyde olabilmesi için,
sistem içindeki tüm kayıpların ve verimliliğin belirlenmesi gerekmektedir. Daha
sonra boyutlandırmamızın ihtiyacı karşılayacak düzeyde olabilmesini sağlamak için;
günlük toplam enerji talebini, sistem bileşenlerinin verimine bölüp güneş dizisindeki
enerji ihtiyacını elde ederiz;
Er =günlük ortalama enerji tüketimiürün bileşenlerinin verimliliği =
Eηoverall
(3.32)
En yüksek gücü (peak power) elde etmek için, coğrafi konuma göre, günde ortalama
kabul edilen güneş saati enerji miktari Er, Tmin ne bölünerek bulunur;
Pp =günlük enerji gereksinimi
minimum en yüksek güç / saat. günlük =Er
Tmin (3.33)
Gerekli toplam akım, sisteminin en yüksek gücüün DC gerilimine bölünmesi ile
hesaplanır;
IDC =en yüksek güç
sistemin DC voltajı =Pp
VDC (3.34)
Modüller; ihtiyaç duyulan akım ve voltajı karşılayabilmeleri için seri ya da paralel
bağlanmalıdırlar. Hane için kullanılan aletlerin gereksinim duyduğu çalişma süresi
ve enerji ile günlük tüketimleri verilmiştir.
Öncelikle paralel bağlanacak modülerin sayısı, bir modülün nominal akımının (Lr)
tüm modülerin nominal akımına (IDc) bölünmesine eşittir;
56
Np =Bütün Modül Akımı
Tek Modülün Değer Akımı =IDc
Ir (3.35)
İkinci olarak seri bağlanacak modüllerin sayısı, sistemin nominal DC geriliminin
diğer modüllerin nominal gerilimine (Vr) bölünmesine eşittir;
Ns =sistemin DC gerilimi
modüllerin nominal gerilimi =VDC Vr
(3.36)
Son olarak, toplam modül sayısı (Nm), seri modüllerin paralel modüllerin sayısı ile
çarpılmasına eşittir;
Nm = Ns Np (3.37)
Sistem için seçilen Fotovoltaik paneli. Özellikleri (EK-1).
3.3.1.5. Bataryaların boyutlandırılması
Kabaca gerekli depolama kapasitesi, toplam güç talebinin otonom gün sayısı ile
çarpımına eşittir (Erough = E * D). Güvenlik için gerekli olan enerji ise, elde edilen
sonuç deşarj için izin verilen azami seviyeye bölünür (MDOD);
Egüvenlik =gereken enerji depolama kapasitesi
maksimum deşarj derinliği =EroughMDOD (3.38)
Bu noktada, her pilin nominal gerilimine ilişkin kullanılacak batarya grubuna (Vb)
karar vermemiz gerek. Amper saat cinsinden bataryanın ihtiyaç duyulan kapasitesi,
güvenli enerji depolamanın (Egüvenlik) seçilen pillerden birinin DC gerlimine
bölünmesi ile bulunur;
C =Egüvenlik
Vb (3.39)
57
Bataryaların kapasitesi için elde edilen sayıya göre, başka bir karar verme süreci
başlıyor; bu bataryaların her birinin kapasitesine (Cb) karar vermek gerekir. Batarya
sayısı (Nbatarya), birleştirilen batarya sayısının (C), bir bataryanın kapasitesine (Cb)
bölünerek bataryanın amper-saat cinsinden birim kapasitesi şeklinde bulunur;
Nbatarya =C Cb
(3.40)
Böylece bataryaların bağlantı şekline kolayca geçebilir. Serideki pillerin sayısı,
sistemin DC geriliminin seçilen pillerden birinin voltajına bölünmesine eşit olur;
Ns =V DC
Vb (3.41)
Daha sonra paralel bağlanan bataryaların sayısı (Np), seri olarak bağlanmış
bataryaların (Ns) toplam batarya (Nbatarya) sayısına bölünmesiyle elde edilir;
Np =Nbatarya
Ns (3.42)
Toplam bataryaların sayısı (Nm), seri bataryaların paralel olan bataryaların sayısı ile
çarpılmasına eşittir;
Nbatarya = Np Ns (3.43)
Bataryaların boyutlandırılması bittikten sonra bir sonraki sistem bileşenine
geçilebilir. Depolama ünitesi kullanan sistemlerde depolama kapasitesi, sistemin
günlük ihtiyacı ve bağımsız olarak kaç gün yetecek bir depolama istendiğine bağlıdır
(Gilbert, 2004);
Cs =C E (3.44)
Bunun yanında batarya iç direncinden dolayı oluşan kayıpların da göz önüne
alınması gerekmektedir. Ayrıca depo edilen enerjinin istenilen akım ve gerilim
58
değerlerinde olması için bataryaların montaj şekli önemlidir. Batarya için seçilen
.Özellikle (EK-2).
3.3.1.6. Voltaj kontrol sisteminin (Regülatör) boyutlandırılması
Voltaj kontrol sisteminin işlevini tanımlayacak olursak sistemin akım/gerilim’in
akışını kontrol eder. İyi bir voltaj regülatör dizisi, üretilen maksimum akıma
dayanabilmesi ve hem de maksimum kapasitede olması gerekir. Voltaj kontrol
sistemi boyutlandırılırken, paralel bağlanan modüller kısa devre gerilimleri ile
emniyet faktörü olan (Fgüvenlik) ile çarpılır. Sonuç olarak voltaj kontrol sisteminin (I)
akımını verir;
I = ISCNPFgüvenlik (3.45)
Çizelge değerini geçen voltaj kontrol sisteminin maksimum kapasite çalıştığından
emin olmak için emniyet faktörü (Fgüvenlik) kullanılır.Sonuç olarak planlanandan daha
büyük yük akımını idare etmesi gerektiğinde daha fazla ya da farklı malzeme,
donanım eklenmesi gerekebilir. Başka bir deyişle güvenlik faktörü sistemin
genişlemesini ve sağlıklı çalışmasını sağlar;
Voltaj akım kontrolörü için seçilen. Özellikle (EK-3).
Econtroller =I
Amps her kontrolör için (3.46)
3.3.1.7. Inverter boyutlandırması
İnverter boyutlandırması yapılırken, çekilecek olan gerekli güç, aynı anda çalışacak
bir ilk adım gücü olarak tespit edilmelidir. Sistemin beyni invertörlerdir. Bundan
dolayı üretici firma özenle seçilmelidir. Özellikle verim oranları % 97,4’in üzerinde
olmalıdır. Foton test sonuçları en önemli referanslar arasındadır. Sistemin beyni ve
kalbi olan invertör seçimi, kesinlikle en ince detaylarına kadar mühendislik hesapları
esas alınarak, planlayıcı firma burada en önemli rolü oynamaktadır. Montaj yeri için
59
serin bir yer tercih edilmeli ya da oluşturulmalıdır. Aşağıdaki hesaplamada inverter
boyutlandırması için gerekli hesaplamadır;
Egrid = Epv ηinv (3.47)
İnverter için seçilen. Özellikle (EK-4)
3.3.1.8. Sistem kablo boyutlandırması
Doğru boyut ve tel tipinin seçilmesi fotovoltaik sisteminin performansını ve
güvenilirliğini artıracaktır.
3.4. Fotovoltaik Sistem Güç (Enerji-Elektrik Üretim) Hesaplamaları
(a) Açık-devre gerilimi Voc
Diyotun uçları (terminalleri) arasındaki direnç sonsuzken ölçülen gerilim açık devre
gerilimidir (Anonim, 1998). Özellikle (EK-1).
(b) Kısa devre akımı Isc
Diyotun iki ucu arasındaki direnç sıfırken ölçülen akımdır. İdeal koşullarda bu değer,
ışınımla yaratılan akım değerine eşittir (Anonim, 1998). Özellikle (EK-1).
(c) Dolum çarpanı FF
Işınım altındaki akım-gerilim eğrisinde, akımların negatif (-), gerilimlerin pozitif
olduğu bölgede en büyük güç değerinin yani en büyük Vmp Imp değerinin Voc Isc
oranı olarak tanımlanır. Sistem tasarımında iyi bir pil seçimi için bu değerin (0.7)
veya daha büyük olması gerekir (Anonim, 1998);
FF =𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐼𝐼𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑉𝑉𝑜𝑜𝑜𝑜 𝐼𝐼𝑠𝑠𝑜𝑜 (3.48)
60
(d) Yük hesaplamaları
Sistem tasarımının ilk basamağı, ihtiyaç duyulan güç miktarı ve türünün
belirlenmesidir;
Günlük Toplam Enerji İhtiyaç = Yük gücü (W)* kullanım Süresi(h).
Şekil 3.14. PV modüllerdeki açık devre, kısa devre ve yüklü bağlantı (Gilbert, 2004).
(e) PV Güç Hesaplamaları.
Üretim kapasitesi; panel verimi, panel alanı ve güneşlenme miktarı ile doğrudan
bağlantılıdır. Sistemin güç ihtiyacı belirlendikten sonra kurulacağı yer ve
kullanılacak panel özellikleri doğrultusunda üretim kapasitesi hesaplanmakta,
tasarımda öncelik var ise (panel sayısı, montaj yüzeyi, ihtiyaç fazlası üretim vs.) bu
durumlar göz önüne alınarak üretim miktarı ile ihtiyaç miktarlarının birbirini
karşılaması sağlanmaktadır.
Üretim hesabı, panel çıkışının en kötü şartlarda bile ihtiyaç miktarından düşük
değerde olmaması için, sistemin kurulacağı yerin yıl boyunca en düşük güneşlenme
miktarı alınarak yapılmaktadır. Bu nedenle, Şekil 3.15'da görüldüğü gibi üretim her
zaman ihtiyacın üzerindedir (Gilbert, 2004).
61
Şekil 3.15. Aylara göre örnek elektrik üretim miktarı grafiği (Gilbert, 2004)
Bir güneş pilinin verimliliği, 𝜂𝜂pv, diyottan alınabilecek gücün, fotovoltaik diyotun
üzerine düşen güneş ışınım şiddetine (IT) oranıdır;
ηPV =Vmp Imp FF
IT =
PMAX
IT=
PSTC
ISTC APV (3.49)
Ppv = Pmax = Imax Vmax = Voc Isc FF (3.50)
Çalışma durumunda pilden alınan verim de maksimum olacaktır (Hansen, 2001);
ηMAX =PMAX
pin=
PMAX
A IT (3.51)
Burada PV sisteminin ürettiği elektrik güç olup (W), kullanılan PV’lerin toplam alanı
olarak tanımlanabilir (m2). ηPV verimi ise PV nin üretildiği yer, çevre sıcaklığı, PV
yüzey sıcaklığı, bağlantı, dönüşüm ve iletim kayıplarına ve güneş pili modüllerinin
katalog bilgilerinde standart test şartları (IT =1000 W/m2, Tnom =25oC) altında ve
nominal şartlarda olan (IT, nom =800 W/m2, Tnom =20oC) maksimum güç, kısa
62
devre akımı ve açık devre gerilimi gibi özelliklere bağlıdır (Hansen, 2001).
Fotovoltaik panel sisteminin gücünü hesaplamak için;
Pmax = APV IT ηmax (3.52)
Performans oranı (PR) ya da kalite faktörü, coğrafi konuma ve PV sistemine.
(Örneğin PR = 0.75, bir Crystalline Silicon PV sistemi için) bağlıdır.
Çıkış gücü şu formülle hesaplanabilir;
E = Ppv = APV IT ηPV PR (3.53)
E
APV= IT ηPV PR (3.54)
E
PSTC= PR
IT
ISTC (3.55)
63
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA
Çalışmamızda temel enerji ihtiyacı olarak belirlenen veriler Çizelge 4.1 ile
oluşturulan ve Irak’ta ortalama bir evde bulunan cihazlar gösterilmektedir.
Çizelge 4.1. Günlük kullanılan ev aletleri ve enerji ihtiyaçları
Cihazlar Adet W AC
Yük gücü (W)
h/gün Çalışma Süresi-
h/yıl Wh/yıl kWh/
yıl kWh/
ay kWh/ gün
Klima 1 1200 1200 4 720 864000 864 72 2,36
Lambalar 8 40 320 6 1825 584000 584 48,66 1,6
Vantilatörler 2 100 200 10 1800 360000 360 30 0,98
Tv ve uydu sistem. 1 100 100 8 2880 288000 288 24 0,78
Bilgisayar 1 120 120 6 2160 259200 259,2 21,6 0,71
Ütü 1 960 960 0,16 57,6 55296 55,29 4,60 0,15
Buzdolabı 1 200 200 20 7200 1440000 1440 120 3,94
Elektrik süpürge 1 700 700 0,25 90 63000 63 5,25 0,17
Çamaşır makinesi 1 1200 1200 0,75 270 324000 324 27 0,88
Vb örnek şarj cihazı 1 100 100 2 720 72000 72 6 0,19
Elektrikli soba 1 800 800 4 480 384000 384 32 1,05
Toplam 5900 4693496 4693,49 391,12 12,85
Hazırlanan bu Çizelge her cihaz için bağımsız çalışma süreleri üzerinden
hazırlanmıştır. Enerji ihtiyacının karşılanması, planlanan sistemin beklenen üretim
potansiyeli Çizelge 4.1 referans alınarak değerlendirilmiştir.
4.1. Güneş Enerji Ölçüm Sonuçları
Formül (3.1) oluşturulan deklinasyon taboloarı, elde edilen veriler ışığında
oluşturulan deklinsayon açısı Şekil 4.1 ve 4.2’de gösterilmiştir. Irak’ta ışınım
değerlerinin yaz aylarında yüksek olduğu görülmektedir. Yaz aylarında ışınım
değerlerinin yüksek oluşu, yaz zamanı sıcaktan ötürü kapatılan enerji üretim
64
santralleriden ötürü enerji ihtiyacının maksimum olduğu aylara gelmesi, tasarlanan
sistemin bu bölgede başarıyla uygulanmasını mümkün kılmaktadır.
Şekil 4.1. Bir yıl boyunca Irak için deklinasyon açısının değişimi
Şekil 4.2. Bir yıl boyınca Irak için deklinasyon açısının değişim grafiği
Elde edilen deklinasyon açısı, Formül (3.5) ile oluşturulan zenit açısı ve solar
radysayon değerleri Şekil 4.3 ve 4.4’de gösterilmiştir.
0 50 100 150 200 250 300 350-30
-20
-10
0
10
20
30
Gün sayısı, n
Deklin
asyon a
çıs
ı, d
21 Mart
21 Haziran
21 Eylül
21 Aralık
65
Şekil 4.3. Zenit açısı ve solar radyasyon değerleri
Şekil 4.4. Zenit açısı ve solar radyasyon grafiği
Basra, Bağdat ve Kerkük için geliş açısına göre 5 er derecelik açı değişimleri ile 0
dan 90 a kadar 5 derecelik değişimlerle denenmiş, çözüm Formül (3.3) e göre
oluşturulan verilerle elde edilen optimum β açısı en verimli olan açı olarak
bulunmuştur. Buluan eğim açısı Basra, Bağdat ve Kerkük için Şekil 4.5’de sırası ile
gösterilmiştir. β açısı güneye gidildikçe azalmakta, kuzeye gidildikçe ise artmaktadır.
-1 -0.5 0 0.5 1-1
0
1
2
3
4
5
6
Zenit açısı
Sol
ar r
adya
syon
,(M
J/m
^2h)
4-yayılı güneş ışınımı3-direkt güneş ışınımı
1-Atmosfer dışında güneş ışınımı
2-Atmosfer içinde güneş ışınımı1
2
3
4
66
(a)
(b)
(c)
Şekil 4.5. Toplam ışınım enerjisinin eğim açısına (β) göre değişimi [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Gün
eş e
nerji
si ,(k
Wh/
m2 )
Basra’da eğim açısı (β=15o)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Gün
eşen
erjis
i ,(k
Wh/
m2 )
Bağdat'ta eğim açısı (β=20o)
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Gün
eş e
nerji
si ,(k
Wh/
m2 )
Kerkük'te eğim açısı (β=30o)
67
PVsyst programı ile Basra, Bağdat ve Kerkük için enlem ve boylam açısına göre
hazırlanan güneş yolları kartı azimut açılarının kuzey 180°, doğu 270°, güney 0° ve
batı 90° olduğu kabulüyle, güneş ışınlarının geldiği açının derecesini gösterir tarzda
sunulmaktadır. Güneş doğuş ve batış saatlerini bildiğimiz bir gün için, güneşin
gökyüzünde kaç derecelik bir yay takip ettiğini kolayca söyleyebiliriz ve Şekil 4.6’de
sırası ile gösterilmiştir.
(a)
(b)
Bağdat için günaş yolları
Basra için günaş yolları
68
(c)
Şekil 4.6. Güneş yolları azimut açısı kartı [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
Formül (3.21) den Basra, Bağdat ve Kerkük için hesaplanan güneşlenme süreleri
Şekil 4.7’de gösterilmiştir. 3 şehir için güneşlenme süresi en uzun ayın haziran ayı
olduğu bulunmuştur.
(a)
050
100150200250300350400450500
güne
şlenm
e sü
resi
(h)
Aylar
Kerkük için günaş yolları
69
(b)
(c)
Şekil 4.7. Aylık toplam güneşlenme süreleri [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
Seçtiğimiz 3 şehir arasında güneşlenme süresi güneyden kuzeye doğru gidildikçe
azalmaktadır. En yüksek güneşlenme süresi Basra daha sonra Bağdat ve en az
güneşlenme süresi Kerkük’tedir.
Formül (3.19, 3.20 ve 3.21) ya göre güneş doğumu, güneş batımı ve güneş
uzunlukları Şekil 4.8 de Grafiklerde görüldüğü üzere güneş radyasyonu deklinasyon
açısı değişiminden dolayı yaz mevsiminde güneydeki yüzeylerde minimum, yatay
tavanlardaki ise maksimum olmaktadır. Kış mevsiminde ise yüzeylere gelen
radyasyon miktarı kuzeyde minimum, güneyde maksimumdur. Doğu ve batıya bakan
yüzeylere gelen güneş radyasyon miktarları birbirine yakın olup, kuzey ile yatay
050
100150200250300350400450500
güne
şlenm
e sü
resi
(h)
Aylar
050
100150200250300350400450500
güne
şlenm
e sü
resi
(h)
Aylar
70
tavan yönleri arasında gerçekleşmektedir. Bu değişimler güneş ile dünya arasındaki
pozisyon (deklinasyon açısı) ile açıklanabilir. Güneşin yeryüzüne göre pozisyon
değişimi. Buna göre yaz aylarında yatay tavana gelen radyasyon miktarı en çok
Kerkük ilinde olmaktadır.
(a)
(b)
0 50 100 150 200 250 300 3500
5
10
15
20
25
Gün sayısı, n
Saa
t, (
h)
Batış saatiBatış saati
Doğuş saatiDoğuş saatiGüneşlenme süresiGüneşlenme süresi
Basra
0 50 100 150 200 250 300 3500
5
10
15
20
25
Gün sayısı, n
Saa
t,(h
)
Batış saati
Doğuş saati
Güneşlenme saati
Bağdat
71
(c)
Şekil 4.8. Güneş doğumu, batımı ve güneş uzunlukları grafiği [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
Basra, Bağdat ve Kerkük için Formül (3.8, 3.9, 3.25 ve 3.26) e göre hazırlanan
saatlik toplam güneş ışınım şiddeti, Şekil 4.9’de verilmiştir. En yüksek güneş ışınımı
atmosfer dışında en yüksek olup atmosfer içinde difüzyonla yayılarak yeryüzüne
ulaşır. Güneş ışınımı atmosferin dışından sonra atmosferin içinde ikinci büyüklükte
olur ve en küçük değere direkt olarak yere ulaşan ışonım değerinde olur.
(a)
0 50 100 150 200 250 300 3500
5
10
15
20
25
Gün sayısı, n
Saa
t, (h
)
Kerkük
Batış saatiBatış saati
Doğuş.saatiGüneşlenme saatiGüneşlenme saati
0 2000 4000 6000 80000
1
2
Saat,(h)
Güne
şle
nm
e ş
iddeti,
(MJ/m
^2.h
)
Extraterrestrial (Io)Global (I)
Yayılı radiation (Id)Direkt radiation (Ib)
1-2-3-4-
1
2
3
4
Basra
72
(b)
(c)
Şekil 4.9. Saatlik toplam güneş ışınım şiddeti grafiği [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
Irak’ın aylara göre hazırlanan S/So değerleri Çizelge 3.6 verilmiştir Şekil 4.10 ve
4.11 de gösterilmiştir.
0 2000 4000 6000 80000
0.5
1
1.5
2
2.5
Saat,(h)
Gün
eşl
enm
e ş
idde
ti ,(
MJ/
m^2
h)
Extraterrestrial (Io)Global,(I)
Direkt radiation (Ib)Yay ılı radiation (Id)
1
2
3
4
1-2-3-4-
Bağdat
0 2000 4000 6000 80000
1
2
Saat,(h)
Gün
eşle
nme
şidd
eti,(
MJ/
m^2
.h) Extraterrestrial (Io)
Global (I)
Yayılı radiation (Id)Direkt radiation (Ib)
1-2-3-4-
1
2
3
4
Kerkük
73
Şekil 4.10 Aylara göre üç şehir için S/So oran değerleri
Şekil 4.11. Aylara göre üç şehir için S/So oran grafiği
Burada KT berraklık indeksi, Kd yayılım berraklık indeksidir
Eşitlik (3.9, 3.22, 3.23 ve 3.24) üzerinden elde edilen KT ve Kd değerleri Şekil 4.12,
ve 4.13’de verilmiştir. KRdR yayılım berraklık indeksi’nin 3 şehir için de her zaman KRT R
berraklık indeksiden küçük olduğu gözlemlenmiştir.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Aylar
Izaf
i gün
eşle
nme
süre
si,S
/S0
BagdatBagdatBasraBasraKerkükKerkük
74
Şekil 4.12. Basra, Bagdat ve Kerkük için günlere göre KT ve Kd değerleri
Şekil 4.13. Basra, Bagdat ve Kerkük için günlere göre KT ve Kd değerleri grafiği
Verilerde de görüldüğü gibi güneş enerjisi ile elektrik üretim sistemleri burada çok
verimli ve etkili çalışabilecektir. Yıl içinde uzun güneşlenme süresi ve yüksek enerji
potansiyelleri Irak’ta güneş enerjisi üretimi konusunda çok avantajlı bir konuma
getirmektedir. Aylık ortalama teorik güneş enerjisi potansiyelleri belirlenen üç il için
Formül (3.30)’e göre oluşturulan sonuçlar Şekil 4.14’de gösterilmiştir. Bağdat ve
Kerkük için en verimli ay ağustos ayı olup Basra için ise en verimli ayın temmuz ayı
olduğu görülmektedir.
0 50 100 150 200 250 300 3500
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Gün sayısı,n
k T v
e K
d
BasraBağdadKerkük
KT Kd
75
(a)
(b)
(c)
Şekil 4.14. Aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli [(a) Basra, (b) Bağdat, (c) Kerkük]
0
50
100
150
200
250
300
350
Gün
eş e
nerji
si,(k
W/m
2 )
Aylar, Basra için
OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZiRAN
TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL EKİM KASIM ARALIK
0
50
100
150
200
250
300
Gün
eş e
nerji
si,(k
W/m
2 )
Aylar, Bağdat içinOCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN
TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL EKİM KASIM ARALIK
0
50
100
150
200
250
300
Gün
eş e
nerji
si,(k
W/m
2 )
Aylar, Kerkük için OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYSI HAZİRAN
TEMMUZ AĞUTOS EYLÜL EKİM KASIM ARALIK
76
Basra, Bagdat ve Kerkük için olan formülere göre veriler ışığında oluşturulan yıllık
güneşlenme süresi, optimum β açısı ve güneş ışınımı enerjisi potansiyelleri
Aylara göre toplam güneş enerji şiddeti Formul (3.30) ve güneş radyasyonu aylara
göre 4.15 da gösterilmiştir. Hesaplamalarda güneye gidildikçe verimin arttığı
görülmüştür.
Şekil 4.15. Aylık ortalama güneş enerjisi potansiyeli grafiği
Aylık ortalama güneş enerjisi Çizelgelarında görüldüğü gibi Irak için en verimli
dönem yaz ayları denilebilir. Yaz aylarında gün süresinin uzunluğu ve enerji
potansiyelinin yüksek oluşu sıcaklık dolayısı ile hararet yapan ve kapatılan enerji
üretim tesislerinin yokluğunu aratmayacak bir potansiyele sahiptir. Neredeyse ihtiyaç
duyulan enerjinin sadece % 50'sini karşılayan Irak için güneş enerjisi üretimi veriler
ışığında çok uygun ve kullanışlı gözükmektedir. Enerji sistemleri incelenirken en
önemli unsur güneştir. Güneşten alınan verilerin doğru okunması, sistemi de
yapılandırırken doğru boyutlandırılmasını sağlar. Yapılan hesaplar ve incelemeler
ışığında oluşturulacak olan güneş enerjisi üretim sistemi, bu bölümden itibaren üç
bölümde oluşturulan ve anlatılan teorik işlemler ile boyutlandırılacak.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12100
150
200
250
300
350
Aylar
Günes
enerjis
i,(kW
h/m
^2 a
y)
BagdatBagdat
KerkükKerkük
BasraBasra
77
4.2. Solar Sistemin Boyutlandırılması
FV güneş elektriği üretim tesisi kurulumunda en önemli kriter, karşılanması istenen
yük talebidir. Özellikle bataryalı, şebeke desteği olmadan çalışması planlanan bir
tesiste emniyet payı yüksek tutulmak kaydıyla yük talebinin belirlenmesi gerekir.
Şebeke bağlantılı bir tesiste, şebeke yedek güç üreteci gibi davranabildiğinden dolayı
karşılanamayan bir yük söz konusu olamaz. Her durumda yükün FV güç üreteci
vasıtasıyla karşılanmasının temini için hesaplanan muhtemel elektrik yük talebinin %
25 artırıldıktan sonra, tasarım ve boyutlandırılmaya geçilmelidir. Irak için FV güç
üretim sistemine esas teşkil edecek zamansal elektrik yük talebi verisi, yıl boyu
günlük, haftalık, aylık ve yıllık toplamlar halinde Çizelge 4.2.’de verilmiştir.
Çizelge 4.2. Zaman bağlı olarak elektrik enerjisi ihtiyacı
Cihazlar kWh/yıl kWh/ay kWh/haft kWh/gün Wh/gün
Toplam 4693,49 391,12 97,78 12,85 12858,89
Çizelge 4.1 ve 3. Bölümde geçen formüller ışığında;
PV panel boyutlandırılması
• Formül (3.32) ye göre güneş paneli dizisinden günlük enerji gereksinimi beklenen
günlük enerji 12,85 kWh/day kadardır.
• Formül (3.33) e göre elde edilmesi beklenen tepe enerjisi 3286,80 Wp =
3,28 kWp dir.
• Formül (3.34) a göre toplam akım ise 91,73 A (amper) dir.
• Formül (3.35) a göre paralel modül sayısı 10 adet dir.
• Formül (3.36) e göre seri modül sayısı ise 1 adet.
• Son olarak da toplam modül sayısı Formül (3.37) ye göre 10 olur.
Sonuç olarak ise PV sistemi 10 paralel panelden oluşur Şekil 4.16. Hesaplar sonucu
seçilen güneş panelinin dizilimi gösterilmiştir. Seçilen güneş paneli Ek-1 de
gösterilmiştir.
78
Şekil 4.16. Güneş panellerinin bağlantı dizilimi
Bataryanın boyutlandırılması
• Bulutlu günler ya da güneşsiz günler 3 gün.
• Çizelge 4.1 de ortalama günlük toplam enerji kullanımı 12858,89 Wh/gün
• Gerekli enerji depolama miktarı 12858.89*3=38576,67 Wh.
• Formül (3.38) e göre enerji güvenliği için çıkan sonuç ise 51435,56 Wh.
• Formül (3.39) e göre ihityaç duyulan batarya kapasitesi 4286,29 Ah.
• Formül (3.40) ya göre ihtiyaç duyulan bataryaların sayısı 12,006 dan 2 batarya.
• Formül (3.41) ye göre seri batarya sayısı 2,98 adet.
• Formül (3.42) e göre paralel batarya sayısı 4,03 adet.
• Formül (3.43) ye 12 adet bataryanın dağılımı ise 4 tanesi paralel ve 3 tanesi de seri
bataryadır.
• Formül (3.45) e göre kullanan sistemlerde depolama kapasitesi 0,333.
Hesaplar sonucu seçilen bataryaların dizilimi Şekil 4.17’da gösterilmiştir gibi
istenilen akım değerini elde etmek için paralel bağlantı, istenilen gerilim değerini
elde etmek için ise seri bağlantı yapılmalıdır. Seçilen bataryanın Ek-2 de
gösterilmiştir.
+ -
79
Şekil 4.17. Batarya guruplarını paralel bağlantısı
Voltaj kontrol sisteminin (regülatör) boyutlandırılması
• Formül (3.45) a göre ihtiyaç duyulan amper 138 A
• Formül (3.46) a göre ihtiyaç duyulan regülatör sayısı da 2 adettir.
Seçilen regülatörün Özellikleri EK- 3 de gösterilmiştir
İnverter boyutlandırması
• Formül (3.47) e göre Basra için gerekli güç , Egrid =5157,45 kW
• Formül (3.47) e göre Bağdat için gerekli güç, Egrid = 5029,17 kW
• Formül (3.47) e göre Kerkük için gerekli güç, Egrid = 4657,62 kW
Seçilen inverter Özellikleri EK.4 de gösterilmiştir
4.2.1. FV sistemi
Yukarıda hesapları yapılan tüm değerler ortalama bir evin ihtiyacı olarak belirlenen
12,85 kWh/gün enerji ihtiyacını karşılayacak şekilde hesaplanmıştır. Hesaplamalar
sonucu elde edilen sistemin bileşemleri:
80
1. PV Panel :10 Adet
2. Bataryalar :12 Adet
3. Regülatör : 2 Adet
4. İnverterler : 1 Adet
Basra en az PV panel adedi çünkü güneşlenme süresinin uzunluğundan ve güneş
enerji potansiyelinin (güneş enerji şiddeti) yüksek oluşundan ötürü PV panel adedi,
Basra için 8 adet Bağdat için 9 adet çıkarken ve Kerkük 10 adet çıkmaktadır Şekil
4.18’de .PV Tasarım bir bina için.
Şekil 4.18. PV sisteminin tasarım şeması
4.3. Elektriğin Tüketim Enerjisine Dönüşümü
Güneş enerjisi, gerek çevreci olması gerekse ucuz işletme maliyeti sebebi ile tercih
edilen elektrik üretme yöntemlerinden biri haline gelmiştir. Hemen hemen her alanda
kullanılabilen bu sistem yenilikçi bina uygulamaları ile oldukça popülerleşmiştir.
Aynı zamanda güneş enerjisi standart değil yıl içerisinde hatta gün içerisinde bile
farklı performanslarda çalışan bir sistemdir. Enerji kaynağı olan güneşin konumu
aynı zamanda enerji verimini belirleyen temel bir unsurdur. Aynı zamanda güneşin
konumu sadece enerji üretimini değil tüketimi de belireyen bir unsurdur. Çizelge
81
4.3’de görüldüğü gibi değişen güneş açıları ile beraber mevsimler de değişmekte ve
ihtiyaç duyulan enerji artık azalmakta ya da enerji kullanılan cihazlarda da
değişmektedir.
Çizelge 4.3. Mevsimlere göre cihazların enerji tüketimi.
Cihazlar Yaz ayı enerji tüketim
Kış ayı enerji tüketim
Bahar ayı enerji tüketim
Klıma 72 0 0 Lamba 48,66 48,66 48,66
Vantilatör 30 0 0 Tv ve uydu sist. 24 24 24
Bilgisayar 21,6 21,6 21,6 Ütü 4,608 4,608 4,608
Buzdolabı 120 120 120 Elektrik süpürge 5,25 5,25 5,25
Çamaşır makinesi 27 27 27 Vb örnek şarj cihazı 6 6 6
Elektrik soba 0 32 0
Toplam 359,12*6= 2154,74 kWh/ay
240,45*4=
961,83 kWh/ay
208,45*2=
416,91 kWh/ay
Irak'ta mevsimler aylara göre Mayıs, Haziran, Temmuz, Ağustos, Eylül, Ekim.
2154,74 kWh/ay, bahar ayları Nisan, Kasım. 416,91 kWh/ay ve kış ayları Aralık,
Ocak, Şubat, Mart. 961,83 kWh/ay.
Şekil 4.19. Mevsimlere göre bır yıllık elektrik enerji tüketim grafiği
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12200
250
300
350
400
Aylar
Enerji t
üketim
cih
azla
r, (
kW
h/a
y) Enerji yük
82
4.4. Güneş Enerjisinin Elektrik Enerjisine Dönüşümü (Üretim Miktarı Hesaplamaları)
Çalışmamızda hesaplanan güneş açıları üzerinden ve sistem bileşenleri ile elde
edilmesi beklenen enerji miktarı bu başlık altında incelenmiştir. 3 şehir için β açısı
üzerinden hesaplanan yıllık ortalama enerji üretimi Çizelge 4.4’de gösterilmiştir.
Çizelge 4.4. Irak’ın üç şehir için toplam yıllık güneş enerjisi, optimum eğim açısı araştırmaları ve güneşlenme süresi yıllık toplam elektrik üretimi.
kWh/m2
yıl Kcal/cm2
yıl Derece h/yıl kWh/yıl
BÖLGE
Toplam Yıllık güneş
enerjisi
Toplam yıllık güneş
enerjisi
Optimum eğim açısı
Güneşlenme süresi
Toplam yıllık
elektrik üretimi
Basra 2915 255,7 β=15 4420 5316,96
Bağdat 2274 199,5 β=20 4417 5184,72
Kerkük 2106 184,78 β=30 4380 4801,68
Irak’ın 3 şehir için toplam aylar göre güneşlenme süresi, güneş enerjisi ve elektrik
üretim EK-5. ile Formül (3.53) ile elde edilen aylara göre elektrik üretim miktari
Şekil 4.20’da gösterilmiştir.
Şekil 4.20. Aylara göre elektrik üretim miktarları grafiği
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12200
400
600
800
Aylar
Ele
ktri
k ü
retim
i,( k
Wh
/ay) BagdatBagdat
KerkükKerkük
BasraBasra
83
Şekil 4.21. Lambalarda enerji kullanım değerleri
Şekil 4.22. Lambalarda enerji kullanım grafiği
50 100 150 200 250 300 350500
1000
1500
2000
2500
Gün sayısı,n
Lam
ba y
ük,(
Wh)
lamba yüklamba yük
84
Şekil 4.23. Lambalarda çalışma süreleri (h)
Şekil 4.24. Lambaların çalışma süreleri
4.5. PVGIS
Çalışmanın bu kısmına kadar sistem bileşenleri için gerekli ihtiyaçların teorik
hesaplaması yapılmıştır. Bu bölümde ise çalışmanın sistem bileşenleri ile çevrimiçi
ulaşılan PVGIS programı ile metrekareye düşen elektrik üretim kapasitesi ile
performansı hesaplanacaktır. Gerekli parametrelerin girildiği sistemde aşama aşama
olarak:
• Lokasyon bilgileri
0 50 100 150 200 250 300 3502
4
6
8
Gün sayısı,n
Lam
bal
arın
çal
ışm
a sü
rele
ri (h
) Toplam lamba çalışma süresiToplam lamba çalışma süresi
85
• Pv panel özelliği
• Maksimum güç
• Sistemin toplam kaybı
• Montaj biçimi
• Eğim
• Azimut açısı
Yukardaki değerler girilerek sistemin metre kareye düşen enerji üretim kapasitesi
hesaplanacaktır. Parametrelerin siteme girildiği PVGIS programı Basra için Şekil
4.25 de gösterilmiştir.
Şekil 4.25. Basra için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi
Parametreler:
• PVGIS tahmini elektrik üretim miktari
• Lokasyon: 30°31'27" Kuzey, 47°45'27" Doğu
• Rakım: 1 m a.s.l
• Kullanılan solar radyasyon veritabanı: PVGIS-CMSAF
• PV sistemin nominal gücü: 3,2 kW (crystalline silicon)
• Radyasyon ve ışımaya göre tahmini kayıplar: % 15,7
• Açısal yansıma sebebi ile tahmini kayıplar: % 2,8
86
• Diğer kayıplar (kablo, inverter vs.): % 20
• Combine edilen PV system kayıpları: % 34,4
Şekil 4.25’deki parametreler ile elde edilen sonuçlar Basra için Çizelge 4.5’de gösterilmiştir.
Çizelge 4.5. Basra için solar enerji sisteminin performans analizi
Sabitlenen Sistem: Eğim; 15o, Oryantasyon; 0o Aylar Ed Em Hd Hm Ocak 9,85 306 4,28 133 Şubat 12,10 338 5,37 150 Mart 13,90 431 6,43 199 Nisan 13,70 410 6,52 196 Mayıs 15,00 466 7,43 230
Haziran 16,00 479 8,08 242 Temmuz 15,50 480 7,88 244 Temmuz 15,20 473 7,73 240
Eylül 14,90 448 7,39 222 Ekim 12,80 397 6,12 190 Kasım 9,96 299 4,49 135 Aralık 9,53 295 4,16 129
Yıllık ortalama 13,2 402 6,33 192 Yıllık toplam 4820 2310
Şekil 4.26. Basra için aylara göre enerji verimliliği grafiği
87
Şekil 4.27. Basra için aylara göre düzlem ışınımı grafiği
“
Şekil 4.28. Basra için aylara göre azimut açısı grafiği
Yukardaki değerler girilerek sistemin metre kareye düşen enerji üretim kapasitesi
hesaplanacaktır. Parametrelerin siteme girildiği PVGIS programı Bağdat için Şekil
4.29’de gösterilmiştir.
88
Şekil 4.29. Bağdat için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi
Parametreler:
• PVGIS tahmini elektrik üretim miktari
• Lokasyon: 33°32'42" Kuzey, 44°24'57" Doğu
• Rakım: 36 m a.s.l
• Kullanılan solar radyasyon veritabanı: PVGIS-CMSAF
• PV sistemin nominal gücü: 3,2 kW (crystalline silicon)
• Radyasyon ve ışımaya göre tahmini kayıplar: % 15,0
• Açısal yansıma sebebi ile tahmini kayıplar: % 2,7
• Diğer kayıplar (kablo, inverter vs.): % 20
• Kombine edilen PV system kayıpları: % 33,9
Şekil 4.29’deki parametreler ile elde edilen sonuçlar Bağdat için Çizelge 4.6’de gösterilmiştir.
89
Çizelge 4.6. Bağdat için solar enerji sisteminin performans analizi
Sabitlenen Sistem: Eğim; 20o , Oryantasyon; 0o
Aylar Ed Em Hd Hm
Ocak 9,57 297 4,11 127
Şubat 11,70 327 5,14 144
Mart 13,60 421 6,21 192
Nisan 13,60 409 6,47 194
Mayıs 14,80 459 7,24 224
Haziran 15,60 468 7,80 234
Temmuz 15,30 475 7,76 241
Temmuz 15,10 470 7,66 237
Eylül 14,70 442 7,27 218
Ekim 12,30 381 5,83 181
Kasım 10,50 316 4,71 141
Aralık 9,51 295 4,12 128
Yıllık ortalama 13,0 396 6,20 189
Yıllık toplam 4760 2260
Şekil 4.30. Bağdat için aylara göre enerji verimliliği grafiği
90
Şekil 4.31. Bağdat için aylara göre düzlem ışınımı grafiği
Şekil 4.32. Bağdat için aylara göre azimut açısı grafiği
Yukardaki değerler girilerek sistemin metre kareye düşen enerji üretim kapasitesi
hesaplanacaktır. Parametrelerin siteme girildiği PVGIS programı Kerkük için Şekil
4.33’de gösterilmiştir.
91
Şekil 4.33. Kerkük için konum ve sistem bilgilerinin girilmesi
Parametreler:
• PVGIS tahmini elektrik üretim miktari
• Lokasyon: 35°43'53" kuzey, 44°25'37" doğu
• Rakım: 539 m a.s.l
• Kullanılan solar radyasyon veritabanı: PVGIS-CMSAF
• PV sistemin nominal gücü: 3,2 kW (crystalline silicon)
• Radyasyon ve ışımaya göre tahmini kayıplar: % 13,5
• Açısal yansıma sebebi ile tahmini kayıplar: % 2,6
• Diğer kayıplar (kablo, inverter vs.): % 20
• Kombine edilen PV system kayıpları: % 32,6
Şekil 4.33’deki parametreler ile elde edilen sonuçlar Kerkük için Çizelge 4.7’de gösterilmiştir.
92
Çizelge 4.7. Kerkük için solar enerji sisteminin performans analizi
Sabitlenen Sistem: Eğim; 30o , Oryantasyon; 0o Aylar Ed Em Hd Hm Ocak 9,10 282 3,89 121 Şubat 10,80 303 4,73 132 Mart 13,30 411 5,99 186 Nisan 13,40 401 6,21 186 Mayıs 14,60 451 6,97 216
Haziran 15,60 467 7,65 229 Temmuz 15,10 467 7,51 233 Temmuz 15,40 478 7,68 238
Eylül 15,00 449 7,29 219 Ekim 12,50 387 5,85 181 Kasım 10,70 322 4,75 143 Aralık 9,17 284 3,96 123
Yıllık ortalama 12,9 392 6,05 184 Yıllık toplam 4700 2210
Şekil 4.34. Kerkük için aylara göre enerji verimliliği grafiği
93
Şekil 4.35. Kerkük için aylara göre düzlem ışınımı grafiği
Şekil 4.36. Kerkük için aylara göre azimut açısı grafiği
4.6. Maliyet Analizi
İşletim fazında yakıt tüketimi olmadığı için, PV sistemlerinde enerji maliyetleri
yoktur. PV sistem düzenli bir bakım istememesine rağmen, PV modüllerinin iki
haftada bir temizlenmesi PV modüllerinin üzerinde bulunan tozların veya kirli
tortuların oluşmasını engelleyecektir. Elde ettiğimiz sistem için güncel değerler
94
üzerinden sadece ilk kurulum maliyetini ele alacağız. Uzun dönem amortisman
hesaplamalarına girilmeyecektir. Zira Irak'ta faturalandırma sisteminin düzensizliği,
elektrik faturalarının çok düşük rakamlarda çıkması bu hesaplamalarda afaki süreler
ve rakamlar çıkaracaktır. Şebekede bağımlı bir evin için tasarımı yapılan PV
sisteminin ilk kurulum maliyet değerleri güncel olarak verilen değerler kullanılarak
sırasıyla Çizelge 4.8, 4.9 verilmiştir.
Çizelge 4.8. Tipik bir evsel FV sistemindeki donanımın toplam maliyetteki payı ve Basra için ömrü.
NO Ekipman Fiyat,$ Fiyat,% Ekonomik ömür
1 Fv modül (315W) ve desteği 8*315= 2520 28% 10
2 Akü (357Ah) 12*250=3000 33% 3
3 Kablolama, anahtarlama 35 0,4% 5
4 Regülatör 2*499=998 11% 5
5 Harçlar ve vergiler 40 0,44% 0
6 İnvertörler (Eviriciler) 2405 26,7% 10
7 Toplam 8998 100%
Çizelge 4.9. Tipik bir evsel FV sistemindeki donanımın toplam maliyetteki payı ve Bağdat ve Kerkük için ömrü.
NO Ekipman Fiyat,$ Fiyat,% Ekonomik ömür
1 Fv modül (315W) ve desteği 10*315= 3150 32,7% 10
2 Akü (357Ah) 12*250=3000 31,1% 3
3 Kablolama, anahtarlama 35 0,3% 5
4 Regülatör 2*499=998 10,3% 5
5 Harçlar ve vergiler 40 0,41% 0
6 İnvertörler (Eviriciler) 2405 24,9% 10
7 Toplam 9628 100%
95
Maliyetlerin dağılım sıralaması Şekil 4.37 ve Şekil 4.38 de verilmiştir. Varsayılan
sistem için arazi maliyetine girilmemiştir. Çünkü çalışmada varsayılan sistem Irakta
yaygın olan bina üzeri “damlara” kurulması öngörülmektedir. Buda ekstra arazi
maliyetini ortadan kaldırmaktadır.
Şekil 4.37. Şebekeden bağımlı PV sisteminin yatırım maliyetinin dağılımı Basra.
Şekil 4.38. Şebekeden bağımlı PV sisteminin yatırım maliyetinin dağılımı Bağdat ve Kerkük.
güneş pv mödülleri
Akü
Kablolama, anahtarlama
Regülatör
Harçlar ve vergiler
Eviriciler
BASRA İÇİN
güneş pv mödülleri
Akü
Kablolama, anahtarlama
Regülatör
Harçlar ve vergiler
Eviriciler
BAĞDAT VE KERKÜK İÇİN
96
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER
5.1. SONUÇLAR
Bu çalışma kapsamında, amaçlandığı üzere Irak'ta belirlenen 3 şehrin teorik, saha ve
teknik güneş enerjisi potansiyeli belirlenmiş, günlük ve aylık detayda yıllık elektrik
tüketim veri seti oluşturulmuş ve elektrik tüketimini fotovoltaik yapıda simüle
edilmiş, fotovoltaik güç elektriği sistemleriyle karşılanma durumu
değerlendirilmiştir. Seçtiğiniz 3 şehir için teorik güneşlenme süresi bir yılda Basra
için toplam 4420 saat/yıl, Bağdat için toplam 4417 saat/yıl ve Kerkük için toplam
4380 saat/yıl’dır. En uzun güneşlenme süresi 3 şehir için haziran ayı iken, en kısa
güneşlenme süresi ocak ayında yaşanmaktadır.
FV panellerin optimum açısının Basra için 15, Bağdat 20 ve Kerkük 30 derece ile
sabit tutulduğu bir sistem için teknik güneş enerjisi potansiyeli Basra için en düşük
Aralık ayında 295 kWh, Bağdat için en düşük aralık ayında 295 kWh ve Kerkük için
en düşük ocak ayında 292 kWh hesaplanmıştır. Basra için en yüksek Temmuz ayında
480 kWh, Bağdat için en yüksek temmuz ayında 475 kWh ve Kerkük için en yüksek
ağustos ayında 478 kWh hesaplanmıştır. Yıllık toplamı Basra için 4820 kWh Bağdat
için 4760 kWh ve Kerkük için 4700 bulunmuştur. Bu değer optimum panel açısı 30
derece olmak kaydıyla Birmingham/İngiltere için 1000 kWh/m2/yıl ve
Atina/Yunanistan için 1500 kWh/m2/yıl’dır (Spanos ve Duckers 2004).
Çalışmamızda amortisman hesabı yapılmamıştır. Kurulan sistemin kendini amorti
edebilmesi için amortisman değerlerini bilmek gerekir. Amortismanda özenli bir
kısmı oluşturan aylı enerji tüketim faturaları Irak sınırları içerisinde çok düşük
meblağlardadır. Özellikle politik boşluklardan ötürü tam oalrak oturmamış enerji
fiyatlandırması ve vergi politikalarının oturmaması amortisman hesaplamalarını
çıkarırken büyük bir sorun oluşturacaktır. Bu nedenler ışığnda kurulan sistem için
sadece ilk kurulum maliyeti alınmıştır.
Performans oranları şebeke bağlantılı FV sistemde % 83-89 oranında çıkarak, Miwa
ve Matsuno’nun (2008) Japonya’daki çalışmalarında kristal silisyum FV panellerle,
kış mevsimi hariç, ulaştıkları % 90 performans oranını tam bir yıl ortalamasında
97
yakalamıştır. Hem şebeke bağlantılı hem de bağımsız FV sistem için kWp başına
yıllık elektrik üretimi 2000 kWh’ın üzerimde çıkarak Infantes vd.’nın (2006)
İspanya’da elde ettikleri 1207 kWh/kWp/yıl’lık değerin çok üzerinde çıkmıştır.
Hali hazırla elektik üretme potansiyeline sahip olan jeneratörler enerji üretim
tesislerinin tam performan ile çalışması konusunda çalışmalar yapan ırak hükümeti
için özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının teşviki yakın zamandazor
görülmektedir. Bu üzden ırakta kurulan bu sitem Irak GSMH’sı bakımında ciddi
rakamlar ifade etmektedir. Bununla birlikte özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarıın
teşviki ırak çin enerji konusunda bir çıkış kapısı olabilir. Irak’da enerji ihtiyacının
büyük çoğunluğu doğalgaz ve petrol ürünleri kaynaklı üretim tesislerinden
sağlanmaktadır. Özellikle Irak’ın son zamanlarda tahrip olan enerji üretim tesisleri ve
enerji nakil hatları ülke genelinde ciddi enerji kaybına ve ihtiyaçlarına sebep
olmuştur. Güneşlenme süresi ve güneş enerjisi bakımından çok verimli bir konumda
olan Irak için güneş enerjisi muazazam bir potansiyele sahiptir. Çevreye zarar
vermeyen bu tekneloji aynı zamanda doğal gaz ve petrol ürünleri kaynaklı çevre
kirliliğini önleyeceği gibi bireysel girişim içinde uygun ve avantajlı bir sistemdir.
Çevre bilincinin, ortak bir dünya bilincine dönüşmekte olduğu günümüzde, çevresel
etkileri göz önünde bulundurarak enerji politikaları izlemek ülkenin geleceği içinde
faydalı bir karar olacaktır. Gerek enerji sıkıntısı, gerekse çevre kaygısıyla
yenilenebilir enerji kaynaklarına bir an önce gereken önem verilerek geç kalınmadan,
devlet ve özel sektör bazında yatırımlara girilmesi gerekmektedir. Alternatif enerji
kaynaklarının caydırıcı olabilecek özellikleri, ilk yatırım maliyetlerinin yüksek
oluşudur; ancak, karşılaştırma yapılırken dikkat edilecek değerler, çevre ve uzun
vadede çözülen enerji sıkıntısı olmalıdır. Irak’ta, yenilenebilir kaynaklar açısından
iyi bir potansiyel bulunmaktadır. Son birkaç yıla kadar, bu konu, daha çok
üniversitelerin araştırma konusu olarak kalmışken, günümüzde, giderek yaygınlık
kazanmaktadır. Tüm dünyada olduğu gibi, Irakta da çevre bilincinin kazanılmaya
başlanması ve yaşanmakta olan enerji darboğazı nedeniyle, alternatif enerji
kaynakları daha bilinçli kullanılmaya başlanabilir; ancak, pek çok konuda olduğu
gibi, alternatif enerji kaynakları konusunda da, gerekli düzenlemelerin yapılmasında
gecikilmiştir. Irak için bir fırsat kapısı olan yenilenebilir enerji üzerinden önemle
durulması gereken bir konudur. Gelişmekte olan ekonomi ve dünya standartlarına
98
ulaşmayı hedefleyen Irak için bu potansiyelin değerlendirilmesi gerekmektedir. Şu
anki ekonomik durum her bireysel kullanıcı için mümkün olmayabilir ama gerek
devlet teşviki gerekse özel sektörde kullanımlara başlanması ve yaygınlaşması hem
ülke genelinde refahın yükselmesine katkıda bulunacak hemde zaman içerisinde bu
teknolojinin üretilip piyasada yer alarak ucuzlamasına ve kullanım alanlarının
gelişmesine sebep olacaktır. Kurulan sistem sadece evler için değil daha geniş
kapsamlı girişimler için büyük boyutlarda uygulanarak kullanılabilir. Sistemin
kullanılması aynı zamanda teknolojik ilerleme konusunda bir adım olacaktır.
Sistemin kullanılmaya başlanması ve yaygınlaşması ile sektör olarak güneş enerji
sistemlerinin gelişmesini sağlayarak aynı zamanda istihdam alanları açacaktır ve yine
aynı şekilde sistemin kullanımı akademik olarak yeni teknoloji araştırmalarında ön
yaka olacaktır.
5.2. ÖNERİLER
• Güneş ışıması başta olmak üzere bölgede meteorolojik ölçümlere devam edilmesi,
• İnşa edilecek yeni binaların gün enerjisinden doğal aydınlatma, ortam ısıtma, sıcak
su ve elektrik üretimi amaçlı yararlanabilecek şekilde tasarlanması,
• Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair
Yönetmelik gereği enerji yönetiminin kurulması ve enerji yöneticisinin atanması,
• Enerji tasarruf etüdü çalışması yapılarak, tüketim izleme, kayıp belirleme, atık
kaynakların tespiti, tasarruf potansiyelinin tahmin edilmesi ve enerji tasarruf
olanaklarının ayrıntılı çıkarılması,
• Kısa, orta ve uzun vade için elektrik yük tahmin analizlerinin yapılması,
• Bu çalışmayla üretilen FV sistem simülasyonları da dikkate alınarak Irak’da devlet
teşviki ile elektrik tüketiminin en azından bir kısmının FV güneş elektriği ile
karşılanması,
• Çalışmada elde edilen bilgiler ışığında Irak’ın güneş enerjisi yönünden yararlanma
olanaklarının da belirlenmesi,
Sonuç olarak güneş enerji potansiyeli yüksek olan Irak'ta bu sistemin kurulması hem
milli ekonomi ve refaha katkıda bulunup hemde teknolojinin gelişmesinde bir adım
olacaktır. Çalışmamaızda elde edilen veriler ve sistem yapılandırılması her ne kadar
örnek çalışmalar referans alınarak yapılsa da tamamen Irak’a özgü olan bölgesel
verilerle oluşturulmuştur.
99
KAYNAKLAR
Abdul-Wahid, S. N., Mahdi, A., Godu, H., 2010. Calculation and Applications of Net Solar Radiation in Iraq, Kufa University, College of Education, Department of Physics. Kufa University journal, 122-152. Iraq Aksoy, M. H. 2011 Güneş Ve Rüzgâr Enerjisi İle Çalışan Su Pompalama Sisteminin
Deneysel İncelenmesi, Selçuk Üniversitesi, Fen bilimleri enstitüsü, Yüksek lisans Tezi, Konya.
Aktacir, M.A., 2009. Güneş Enerjisi ile Elektirik Enerjisi Üretimi, Harran
Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Şanlıurfa. Alaa M. Abdullah Alasady, 2011, Solar energy the suitable energy alternative for
Iraq beyond oil, 2011 International Conference on Petroleum and Sustainable Development IPCBEE vol. 26 (2011) IACSIT Press, Singapore.
Ali raheem tuaimah, Estimation of daily diffuse solar radiation for different Iarqi
cities. Al –Mustansiyah University (2012). Ali,mahday and Hassan abas. Calculation and applications of net solar radiation in
Iraq, kufa universtiy, department of physics (2009). Ameen, S.K., 2016. Derece-Saat Yöntemi Kullanarak Irak’taki Binalarda Optimum
Yalıtım Kalınlıklarının Belirlenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta.
Al-Karaghouli A., Kazmerski L.L., 2010. Optimization and life-cycle cost of health
clinic PV system for a rural area in Southern Iraq using HOMER software, Solar Energy, 84(4):710-714.
Anonim 1: http://www.eurosolar.org.tr (Erişim 08.10.2014). Anonim 2: https://www.ekonomi.gov.tr/ (Erişim 03.25.2014). Anonim 3: http://www.dananernews.com (Erişim 11.05.2014). Anonim 4: https://www.google.com.tr/maps/ (Erişim 02.11.2014). Anonim 5: http://enerjienstitusu.com/2015/11/05/et-solarin-turkiyedeki-ilk-gunes-
santrali-proje-kurulumu-antalyada-gerceklesti/ Anonim 6: https://tr.wikipedia.org/wiki/Irak Anonymous, 2011d, www.photon-magazine.com (Erişim tarihi 3.12.2015). Anonymous, 2011e, http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps3/pvest.php (Erişim tarihi
12.02.2015).
100
Başaran, K. (2013). Bulanık Mantık Kontrollü Otonom ve Şebeke Bağlantılı Rüzgar-Güneş Hibrid Güç Sisteminin Optimizasyonu ve Adnan Menderes Üniversitesi Kampüs Alanında Uygulanması, Doktora Tezi, Güneş Enerjisi Anabilim Dalı, İzmir, 131 s.
Başaran, K., Börekçi, S. (2013). 150 kW Şebeke Bağlantılı Çatı Kurulumlu
Fotovoltaik Sistem Fizibilitesi, 2. Güneş Sempozyumu, Antalya. Beckman WA, Bugler JW, Cooper PI, Duffie JA, Dunkle RV, Glaser PE et al, 1978.
Units and symbols in solar energy, Solar Energy 1979; 21(1):65–8.
BNEF (2012). The Future of Energy, 2012 Result Book, Bloomberg New Energy Finance, New York, 40p.
Cezim, C. 2013. Fotovoltaik Sistemler ve Uygulamaları, TMMOB Elektrik
Mühendisleri Odası, Eğitim Seminer Etkinlikleri. Çalıkoğlu, S., Özdemir, E., Uçar, M., 2010. Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Elektrik
Üretim Sistemlerinin Güç Kalitesine Etkileri, Kocaeli Üniversitesi, Baılmamış Makale, Kocaeli.
Desteknoloji, (2001). Yenilenebilir Enerji Kaynakları, DESTEKnoloji, (Sonbahar-
2001). Dimroth F., Baur C., Bett A.W., Mausel M., Strobal G., 2005. “3-6 Junction
Photovoltaic Cells For Space And Terrestrail Concentrator Applications”, 31st IEEE Photovoltaic Specialist Conference, Orlando, Florida, 525-529, USA
Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi,2009. Dünya’da Ve Türkiye’de Güneş
Enerjisi, Ekc Form Ofset, 0011/2009(Haziran), Ankara. Elektrik İşleri Etüt İdaresi, 2007. “Türkiye’de Güneş Enerjisi”
http://www.eie.gov.tr/turkce/gunes/tgunes.html (Erişim tarihi 12.08.2014) Engin, M., 2010. Bornova için Güneş-Rüzgar Hibrid Enerji Üretim Sistemi Tasarımı,
CBÜ Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 2(13):11-20. Enslin, J. H. R., Wolf, M. S., Snyman, D. B., Swiegers, W., 1997. “Integrated
Photovoltaic Maximum Power Point Tracking Converter”, IEEE Transactions On Industrial Electronics, 44(6): 769-773 (1997).
Eropean Photovoltaic Industry Assocation, 2013. Global Market Outlook for
Photovoltaics until 2013. G. M. Masters, 2013. Renewable and efficient electric power systems: John Wiley &
Sons. Gilbert M. Master, 2004, Renewable and efficient electric power systems, Stanford
University.
101
Güneş Dergisi(Solarex Magazine), Eylül 2012 http://www.normenerji.com.tr/menuis/Gunes-Dergisi-Eylul-2012-Turkce_27092012173213418077856.pdf (Erişim tarihi 05.12.2014)
Günkaya, E., 2001. Güneş Enerjisinden Yararlanarak Elektrik Üretimi, Süleyman
Demirel Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Basılmamış Bitirme Tezi, Isparta.
Hansen, A.D., Sorensen, P., Hansen, L.H. and Bindner, H., Models for a Stand-
Alone PV System, Danka Services International A/S, pp.9-10, 2001. Hohm, D.P., Ropp, M.E., “Comparative Study ofMaximum Power Point Tracking
Algorithms”,Progress in Photovoltaics: Research andApplications, John Wiley and Sons, Ltd, pp.47-62, 2001.
John. J,st, California closses in on smart solar ınverter Rules, Greentech solar. Karamanav, M., 2007. Güneş Enerjisi ve Güneş Pilleri, Sakarya Üniversitesi Fen
Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi. Kıncay, O., Bekiroğlu, N., Yumurtacı, Z., 2008. Güneş Pilleri (Fotovoltaik piller),
Ders notları, Yıldız Teknik Üniversitesi. http://www.yildiz.edu.tr/~okincay/den.html (Erişim tarihi 14.11.2015)
Kıyançiçek E, Kulaksız A., 2010, RF haberleşmesi ile bilgisayar destekli PV sistem
analizi, VII. UlusalTemiz Enerji Sempozyumu, Bursa. Kıyançiçek E. 2010, RF Haberleşmesi ile bilgisayar destekli PV sistem analizi,
Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Müh.Mim.Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü, Konya.
Kıyançiçek, E., 2013. Fotovoltaik Sistemlerin Boyutlarıdırılması İçin Pvs Paket
Programıın Gerçekleştirilmesi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi.
Luque, A. and Hegedus, S. 2002. Handbook of Photovoltaic Science and
Engineering. John Wiley & Sons Ltd., 1179 s., Madrid. Mayer, D., Wald, L., Poissant, Y. and Pelland, S. 2008. Performance prediction of
gridconnected photovoltaic systems using remote sensing. IEA PVPS Task 2, Report IEA-PVPS T2-07, 47 s., Paris.
MEB, 2011., Elektrik-Elektronik Teknolojisi, Enerji Üretimi 522EE0124, Ankara. Messenger, R., Goswami, D. Y., Upadhyaya, H.M., Razykov, T.M., Tiwari, A.N.,
Winston, R. and McConnell, R. 2007. Photovoltaics Fundamentals. Messenger, R., Ventre J., Photovoltaic System Engineering Chapter-3, CRC Press
LLC, pp.41- 45, 2000.
102
Miwa, S. and Matsuno, N. 2008. Wakkanai mega-solar project 1-year result. 23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference, Valencia.
Mulligan, B., 2006. Cost Reduction of Silicon Photovoltaics, 2th Annual IEEE
Nanotech Symposium, San Jose, California, 2:1-44, USA. Mulligan, W. P., Rose, D. H., Cudzinovic, M. J., Ceuster, D. M. D., McIntosh, K. R.,
Smith, D. D., Swanson, R. M., 2004. Manufacture Of Solar Cells With 21% Efficiency, 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 462-465, France.
Myers, D.R. and Emery, K.E. 2002. Terrestrial solar spectral modeling tools and
applications for photovoltaic devices. 29th IEEE PV Specialists Conference, (NREL/CP-520-31407), Louisiana.
NASA SP-8055, 1971. National Aeronautics and Space Administration, May, ‘‘Solar
Electromagnetic Radiation.’’ Öz, S., 2013, Güneş Pili Sistemleri, Yasal ve Teknik Sorunlar, EİE İdaresi Genel
Müdürlüğü. Özçelik, S., 2010. FOTOVOLTAİK (PV) TEKNOLOJİLERİ, Gazi Üniversitesi
Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, Ankara. Özdemir, Ş., 2007. Fotovoltaik Sistemler için Mikrodenetleyicili En Yüksek Güç
Noktasını İzleyen Bir Konvertörün Gerçekleştirilmesi, Gazi Üniversitesi, Ankara.
Patel, M.R., Wind and Solar Power Systems, CRC Press, 350 s.,U.S.A, 1999. Patrick Doyle, Khalidah Jafar, 2010, Iraq Has an Opportunity to Become a Solar
Leader, Iraqi Solar, Winter 2009–2010, Iraq Posadillo R., Luque R., 2008, A sizing method for stand-alone PV installations with
variable demand, Renewable Energy 33 (2008) 1049–1055. PVSYST, 2010. Web sitesi. http://www.pvsyst.com/5.2/index.php. (Erişim tarihi
11.1.2015) R. Posadillo and R. López Luque, Approaches for developing a sizing method for
stand-alone PV systems with variable demand, Renewable Energy, Vol. 33, No.5, 2008, pp. 1037-1048
S. I. Sulaiman, T. K. A. Rahman, I. Musirin, S. Shaari, and K. Sopian, An intelligent
method for sizing optimization in gridconnected photovoltaic system, Solar energy, Vol. 86, No.7, 2012, pp. 2067-2082.
Soto, W.D. 2004. Improvement and validation of a model for photovoltaic array
performance. Master of Science. Solar Energy Laboratory University of Wisconsin, 235 s., Madison.
103
Şen, Z. 2007. Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques: Atmosphere, Environment, Climate Change and Renewable Energy. Springer-Verlag London Limited, 280 s., İstanbul.
Şimşek, B., 2009, “Dağıtım Gerilimi Seviyesinden Bağlı Santrallerin Ülkemizdeki
Genel Durumu”, PV Platformu Alt Çalışma Grubu Toplantısı, 10 Temmuz 2009, Muğla.
Tanrıöven, M., 2011. Fotovoltaik Güneş Enerji Sistemleri (Pv), Bölüm 2., Ders
Notları, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul (http://www.yildiz.edu.tr/~tanriov/ RG6. pdf, (Erişim Tarihi 21.2.2015 )
Technology and application. Handbook of Energy Efficiency and Renewable Energy,
23, 1510 s., Taylor & Francis Group. The German Aerospace Center (DLR), Iraq Ministry of Electricity Üstündağ, A. (2003). Güneş Enerjisi Uygulama Alanları, Lisans Tamamlama Tezi,
Gazi Üniversitesi Makine Eğitimi Bölümü, Ankara. www.youthforhab.org.trtryayinlarenerjigunespillerigunes%20pili%20verimlilikleri.h
tml (Erişim 22.5.2015) Duffie, J.A., Beckman, W.A., 1980. Solar Engineering Of Thermal Processes. A
Wiley-Interscience Publication, 919s. Wisconsin.
Tuaimah, A., 2012. Estimation of Daily Diffuse Solar Radiation for Different Iraqi
Cities. Atmospheric science Department, College of science, AL-Mustansiryah
University. Al- Mustansiriyah J. Sci. Vol. 23, No 7 Iraq (Arabca).
Yiğit, A. ve Atmaca, İ., Güneş Enerjisi, Alfa- Aktüel Yayınları, Bursa, 2010.
http://www.wholesalesolar.com/brands/sma (Erişim 25.1.2016)
CSOI, 2012. Central Statistical Organization, Ministry Of Planning, Ripuplic of
Iraq. http://www.cosit.gov.iq/ar/. Erişim tarihi (11.5.2014)
DMi, 2014. Iraqi Meteolorogical Organization And Seismology. Baghdad, Iraq.
http://meteoseism.gov.iq/index.php. Erişim tarihi (25.12.2014)
CBI, 2015. Central Bank Of Iraq, Ministry Of Finance. http://www.cbi.iq/. Erişim
tarihi 10.05.2015
104
EKLER
105
Ek.1. Güneş enerjisi elektrik dönüşüm sistemlerinin özellikleri a. PV Güneş pili
106
107
b. Batarya
108
109
c. Regülatör
110
d. Inverter
111
112
Ek.2. Güneşlenme süresi, toplam güneş enerjisi, toplam elektrik enerjisi tabloları a. Basra için
h/ay W/m2 kW/m2ay Kcal/cm2ay kWh/yıl
Aylar Güneşlenme Süresi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Elektrik Enerjisi
Ocak 305,97 214532 214,53 18,81 391,30
Şubat 318,36 220912 220,91 19,37 402,93
Mart 366,15 822910 229,1 20,09 417,87
Nisan 382,69 123581 235,81 20,68 430,11
Mayıs 405,18 525559 255,59 22,42 466,19
Haziran 432,11 3 80053 300,53 26,36 548,16
Temmuz 446,95 3 90568 305,68 26,81 557,56
Ağustos 426,35 526913 269,13 23,60 490,89
Eylül 364,71 923635 236,35 20,73 431,10
Ekim 347,64 022812 228,12 20,01 416,09
Kasim 312,95 421841 218,41 19,15 398,36
Aralık 311,86 820133 201,33 17,66 367,22
Ortalama 374,09 124295 ,63 242,95 39,34 443,15
Toplam 4420,99 2915480 2915,48 255,74 5317,83
147,32 94080 94,08 8,3 14,5
h/gün Wh/m2gün
kWh/m2gün
Kcal/cm2gün
kWh/gün
113
b. Bağdat için
h/ay W/m2 kWh/m2y Kcal/cm2ay kWh/yıl
Aylar Güneşlenme Süresi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Elektrik Enerjisi
Ocak 302,46 1 01725 117,25 10,28 267,33
Şubat 312,20 1 12414 124,14 10,88 283,03
Mart 353,36 1 85834 158,34 13,88 361,01
Nisan 385,33 217453 174,53 15,309 397,92
Mayıs 425,56 120158 201,58 17,68 459,60
Haziran 453,29 2 92076 220,76 19,36 503,33
Temmuz 432,79 2 32750 227,5 19,95 518,7
Ağustos 409,06 2 17021 270,21 23,70 616,07
Eylül 365,26 24 0756 247,56 21,715 564,43
Ekim 344,80 210220 210,22 18,44 479,30
Kasim 328,25 178112 178,11 15,62 406,09
Aralık 304,71 144135 144,13 12,64 328,61
Ortalama 368,09 189528 189,528 16,62 797,76
Toplam 4417,25 3302274 2274,33 199,50 5185,47
142,47 73360 73,36 6,43 14,2
h/gün Wh/m2gün
kWh/m2gün
Kcal/cm2gün
kWh/gün
114
c. Kerkük için
h/ay Wh/m2 kW/m2ay Kcal/cm2ay kWh/yıl
Aylar Güneşlenme Süresi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Güneş
Enerjisi
Toplam Elektrik Enerjisi
Ocak 299,62 1 11293 112,93 9,90 257,48
Şubat 306,86 120260 120,26 10,54 274,19
Mart 364,92 136385 136,38 11,96 310,94
Nisan 387,47 154598 154,59 13,56 352,46
Mayıs 430,14 210148 210,14 18,43 479,11
Haziran 430,68 222612 222,61 19,52 507,55
Temmuz 438,02 231742 231,74 20,32 528,36
Ağutos 412,20 242745 242,74 21,29 553,44
Eylül 365,70 216395 216,39 18,98 493,36
Ekim 342,51 208769 208,76 18,31 475,97
Kasim 302,93 122692 122,69 10,76 279,73
Aralık 298,89 127291 127,29 11,165 290,22
Ortalama 370,94 175543 175,543 15,39 400,23
Toplam 4380 2106521 2106,52 184,78 4802,86
141,21 67950 67,95 5,96 13,15
h/gün Wh/m2gün kWh/m2gün Kcal/cm2gün kWh/gün
115
ÖZGEÇMİŞ Adı Soyadı : QAYS ADNAN ALI Doğum Yeri ve Yılı : Irak - Musul, 1981. Medeni Hali : Evli Yabancı Dili : İngilizce ve Arapca E-posta : [email protected] Eğitim Durumu Lise : AL-Waleed lisesi, 1999. Lisans : Kerkük Teknik Üniversitesi, Enerji ve Yakıt Mühendisliği Bölümü, 2003 Mesleki Deneyim Seimens Power Generator 2005-2006 Kerkük Teknik Üniversitesi 2006-…….. (halen). Yayınları İsmail Hakkı AKÇAY, Hussein Burhan Aldin ASGHAR, Habib GÜRBÜZ, QAYS ADNAN ALI, 2016. Analysis of bus air conditioning system by finite elements method (ANSYS). Internation Journal Of Automotive Enginerring And Technologies, (IJAET), (Article İn Review).
116
