Fotovoltaik (PV) Solar Sistem Nedir ? Bileşenleri Nelerdir ?

Fotovoltaik Sistem Teknolojisi

Doğayı artık giderek yaşanılmaz hale getiriyoruz ve bu hatamızı düzeltmemiz için yenilenebilir enerji kaynakları bizim için büyük bir fırsat ve bu kaynaklar arasından da güneş enerjisi günümüzde ön plana çıkıyor. Fotovoltaik (PV) sistemler, güneşten elektrik üretiminde kullanılan en yaygın yöntemdir. Bu sistemler birçok bileşenden oluşur. Hemen hemen herkes bu sistemleri güneş panellerinden ibaret olarak düşünse de bunun yanı sıra akü, invertör ve şarj kontrol cihazı gibi temel bileşenler de bu sistem için çok önemlidir.

Fotovoltaik ; kelime anlamı olarak fotondan elektrik üretimi anlamına gelir. Bu üretim ise fotovoltaik paneller(PV) ile sağlanır.  Günümüzde güneşten elektrik üretiminde kullanılan en yaygın sistemdir.

Fotovoltaik sistemler üretilen elektriğin kullanım şekline göre 3’e ayrılır. Bunlar depolamalı yani off-grid sistemler, on-grid yani şebekeye bağlı ve arazi sulamaları için kullanılan dalgıç ve santifiruj pompaları çalıştıran sistemlerdir. Bu sistemleri sizlere tanıtmadan önce solar sistemlerde kullanılan temel sistem elemanlarını tanıtmak istiyorum.

Fotovoltaik  Sistem Temel Elemanları

1) Güneş Paneli

Solar sistemlerinin en temel parçası olan güneş panelleri güneşten elektriğin üretildiği kısımdır. Güneş paneli bünyesinde barındırdığı yarı iletken silisyum malzemeden yapılmış güneş hücreleri vasıtasıyla güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Farklı kapasitelerde güneş panelleri mevcuttur. Bunlar güneş hücrelerinin alanlarına ve diziliş şekillerine göre çeşitlenir. Piyasada yaygın olarak kullanılan güneş panelleri; 5W,10W,60W,100W,150W,260W ve 275W kapasiteli güneş panelleridir. Güneş panellerinin monokristal,polikristal,thinfilm ve daha birçok çeşidi vardır. Bunları ayrı bir yazıda ele alacağım.

Fotovoltaik Güneş Paneli
Fotovoltaik Güneş Paneli

2) Şarj Kontrol Cihazı

Şarj kontrol cihazı güneş panelinden gelen dc enerjiyi düzenleyerek sabitler ve akülerin şarjı için stabil bir dc elektrik enerjisi oluşturur. Akülerin dc bir kaynaktan şarj edilmesi için şarj akımı ve voltajının regüleli olarak sabit gelmesi gerekmektedir. Güneş panelin ürettiği voltaj ve akım sabit değildir bu yüzden akülerin verimli şarj edilmesi için şarj kontrol cihazına ihtiyaç vardır. Şarj kontrol cihazları ayrıca aküden panellere ters akım akmasını önler. Aküyü aşırı şarjdan korur. Şarj kontrol cihazı akü dolduğu zaman güneş panelinden gelen elektriği keser. İki çeşidi bulunur. Bunlar; PWM ve MPPT şarj kontrol cihazlarıdır.

Şarj Kontrol Cihazı
Şarj Kontrol Cihazı

 

3) Bataryalar

Solar depolamalı yani fotovoltaik off-grid sistemlerde akü kalitesi çok önemlidir. Bataryanın şarj-deşarj verimliliği yüksek, ömrünün ise uzun olması gerekir. Sıcaklığa ve olumsuz çevre koşullarına göre dayanıklı olmalıdır. Bunların teknik detaylarına başka bir yazıda değineceğiz. Solar sistemlerde yaygın olarak kullanılan aküler; jel aküler, özel opzs tip sulu aküler ve derin çevrimli bazı kurşun asit akülerdir.

Jel Akü
Jel Akü

4) İnverterler

İnverterler, DC elektrik enerjisini AC elektrik enerjisine dönüştüren elektronik cihazlardır. Off-Grid fotovoltaik sistemler için kare dalga, modifiye sinüs ve tam sinüs olmak üzere üç çeşidi mevcuttur. Solar sistemlerde modifiye sinüs ve tam sinüs modelleri sıklıkla kullanılır. Bunların hepsinin ayrıntıları ve teknik özelliklerini ayrı bir yazıda belirteceğim. İnverterler tam sinüs modelleri ise MPPT ve PWM olmak üzere iki çeşittir. Solar sistemlerde kullanılan yeni nesil inverterler şarj kontrol cihazını da bünyesinde barındıran akıllı inverterlerdir. Bu tip inverterler kullanıcıya güneş panelinin üretim bilgilerini akü voltaj değerlerini, elektrik kullanımını gösterir. Bu inverterler bünyesinde konvektör(AC-DC dönüştürücü) barındırır bu şekilde şebeke yada jeneratör desteğiyle aküler şarj edilebilir.

Off-grid Inverter
Off-Grid Inverter

On-Grid yani şebekeye bağlı  solar sistemlerde kullanılan inverterler daha farklıdır. Bu inverterler şebeke bağlantıları için özel olarak üretilmişlerdir. Şebeke ile koordineli çalışabilme, panellerde güç düşümü sonucunda şebekeden yüke elektrik aktarımını sağlama gibi özellikleri vardır. Bunların ise tek faz ve üç faz olarak çeşitleri mevcuttur. Bu sistemlerde inverter gücü off-grid sistemlerden farklı olarak panel gücüne paralel olmalıdır. On-Grid inverterlerin uzaktan takip özelliği vardır. Panellerin gün içerisindeki üretimi, günlük elektrik tüketimi ve toplam elektrik üretimi gibi parametreleri kullanıcı uzaktan takip edebilir. Kullanıcı dünyanın neresinde olursa olsun üretimini ve tüketimini takip edebilir.

On-grid inverter
On-Grid inverter

Fotovoltaik (PV) Sistemler

1) Fotovoltaik Off-Grid Sistemler (Depolamalı Sistemler)

Fotovoltaik off-grid sistemler, elektrik şebekesinden ayrı olarak kurulan, güneş paneli ile üretilen elektriği aküler vasıtasıyla depolayıp inverterler ile evimizde kullandığımız elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Off-Grid sistemler temelde 4 ana parçadan oluşmaktadır. Bunlar; güneş paneli, akü grubu,şarj kontrol cihazı ve inverterlerdir.

Off-Grid Sistem Şeması
Fotovoltaik Off-Grid Sistem Şeması

Sistem çalışma prensibi ise; Güneş panelinden üretilen elektrik enerjisi şarj kontrol cihazıyla düzenlenerek akülerde depolanır. Depo edilen bu enerji ise inverterler ile evimizde kullandığımız elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu bir nevi araçlarda şarj dinamosunun arabanın aküsünün şarj etme prensibine benzerdir. Fotovoltaik off-grid sistemlerde akü kalitesi çok önemlidir. Kesinlikle şarj-deşarj verimi yüksek, yüksek sıcaklıklara dayanıklı ve ömrü uzun aküler tercih edilmelidir.

Off-Grid sistemlerin hesaplanması, dizaynı ve daha ayrıntılı bir şekilde anlatımını başka bir yazı da ele alacağım.

2) Fotovoltaik On-Grid Sistemler (Şebeke Bağlantılı Sistemler)

Bu sistemler aslında küçük olsun yada büyük olsun bir santral sistemidir. Çünkü panellerden üretilen elektrik enerjisi tek faz yada üç faz inverterler kullanılarak şebekeye satılır. Fotovoltaik On-Grid sistemler; Güneş panelleri, İnverter, çift yönlü sayaçlar ve datalogger olmak üzere 4 temel elemandan oluşur.

Fotovoltaik On-Grid Sistem Şeması
Fotovoltaik On-Grid Sistem Şeması

Sistem çalışma prensibi; güneş panellerinden üretilen elektrik enerjisi şebeke bağlantılı inverterlere gelerek düzenlenir ve elektrik hattına aktarılabilecek forma dönüştürülür. Güneş panelinden üretilen elektrik doğrudan yüke kullanılır fazlası ise şebekeye aktarılır. Havanın kapalı olduğu yada üretimin düşük olduğu zamanda şebekeden yüke elektrik aktarımı olarak elektrik ihtiyacı karşılanmış olur. Eğer şebekeden kaynaklanan bir sorun olduğu takdirde ise inverter kendini kapatır. Yani şebekede elektrik kesintisi olursa evinizde de elektrik kesilir. Görüldüğü üzere fotovoltaik sistem  birçok farklı disiplini bünyesinde barındıran bir teknolojidir.

Şebeke bağlantılı sistemler ilgili ayrıntılı bir yazıyı sizlerle paylaşacağım daha ayrıntılı ve teknik hesaplamaların olduğu bir yazı olacak.

 

Etiketler

Emre LEBLEBİCİOĞLU

Emre, 1993 yılın ekim ayında Adana'nın Seyhan ilçesinde doğdu. İlk,orta ve lise öğrenimini burada tamamladı. 2011 yılında Karabük Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği bölümünü kazandı. 2012 yılında ise yine aynı üniversite de Mekatronik Mühendisliğinde çift anadala başladı. 2014 yılının ilk döneminde erasmus programı kapsamında Bükreş Politeknik Üniversitesi'nde eğitim aldı. 2015 yılında haziran ayında Enerji Sistemleri Mühendisliğinden, ağustos ayı sonunda ise Mekatronik Mühendisliğinden mezun olmuştur. Mezuniyetten sonra ise 1.5 yıl solar enerji sektöründe faaliyet göstermiştir. Askerlik vazifesini de yedek subay olarak tamamlamıştır.

İlişkili Makaleler

Kimler Neler Demiş?

avatar
  Subscribe  
Bildir

Burayı da inceleyebilirsiniz

Close
error: Content is protected !!
Close