Şebekeden Bağımsız (Off Grid) Solar Sistem Tasarımı

Şebekeden Bağımsız (Off Grid) Solar Sistem Tasarımı

Sizlere bu yazıda şebekeden bağımsız off-grid solar sistemlerin çalışma prensibinden başlayarak en doğru sistem dizaynını nasıl yapacağınızı anlatmaya çalıştım. Anlattığım sistem dizaynı sizleri teknik detaylara boğmayacak şekilde sade ve anlaşılabilir bir dilde derlenmiştir. İlk başta sistem elemanlarını hesaplarken dikkate almanız gereken parametreleri belirttim. Ardından da bir örnek ile bunları nasıl uygulayacağınızı gösterdim.

Şebekeden bağımsız off grid solar sistemler; elektrik şebekesinden bağımsız olarak fotovoltaik (PV) panellerde üretilen elektrik, şarj kontrol cihazlarında düzenlenerek akülerde depolanır. Akülerde depolanan DC (Doğru Akım) enerjisi inverterler ile AC  (Alternatif Akım) haline getirilerek kullanımımıza sunulur. Off-grid sistemler 4 temel elemandan oluşur. Bunlar; Güneş paneli, şarj kontrol cihazı, batarya ve inverterlerdir. Bu sistem elemanlarından genel olarak diğer yazıda bahsetmiştim Zaten bu elemanların çalışma mantığını bildiğinizi varsayarak sizlere sistem dizaynını anlatıyorum. O yüzden bunların çalışma prensiplerini bilmiyorsanız Fotovoltaik (PV) Sistem Nedir ? adlı yazıyı okumalısınız.

Şebekeden Bağımsız Off-Grid Sistem Şeması
Şebekeden Bağımsız Off-Grid Sistem Şeması

1) Güneş Paneli Dizaynı

Güneş paneli kapasitesi hesaplanması aşağıda belirtilen parametrelere göre değişiklik gösterir.

  • Günlük toplam enerji tüketimi
  • Solar sistemin kurulacağı bölgede kış aylarına göre ortalama günlük güneşlenme süresi
  • Batarya grubunun çıkış voltajı
  • Kullanılacak inverter gücü ve çalışma voltajı

Bu parametreler güneş panelinin gücünü ve adedini belirlemede önemlidir. Bu da şebekeden bağımsız solar sistem tasarımı için önemlidir.

Şebekeden Bağımsız Off-Grid Sistem
Şebekeden Bağımsız Off-Grid Sistem

 

2) Şarj Kontrol Cihazı Dizaynı

Şebekeden bağımsız şarj kontrol cihazları önceki yazıda da belirttiğim gibi panelden gelen elektriği düzenleyip akülerin kontrollü şarjı için kullanılır. Ayrıca panelleri ters akımdan, aküleri ise aşırı şarjdan korur. Şarj kontrol cihazı kapasitesini belirlemede aşağıdaki parametreler önemlidir.

  • Güneş panel grubunun toplam voltaj ve akım değeri,
  • Batarya grubunun toplam voltaj değeri

Bu parametreler şarj kontrol cihazının kapasitesini belirlemekte kullanılır.

3) Batarya Grubu Dizaynı

Batarya, şebekeden bağımsız sistemlerin kalbidir ve kalitesi sistem için çok önemlidir. Ayrıca kapasitesinin de çok iyi belirlenmesi gerekmektedir. Bataryalar kesinlikle uzun ömürlü, yüksek sıcaklığa dayanıklı, yüksek çevrim verimliliğine sahip ve gaz sızıntısı minimum olmalıdır. Batarya adedi ve kapasitesinin belirlenmesinde aşağıdaki parametreler önemlidir.

  • Günlük enerji tüketiminin ortalama bulutlu gün sayısına bağlı olarak en az 2 katı seçilmelidir. Sıcaklıktan meydana gelen verim kaybı, akü verimliliği ve dc/ac dönüşüm kayıpları da hesaba katılarak kapasite belirlenmelidir.
  • Seçilen inverterin çalışma voltajı da batarya adedinin net olarak belirlenmesinde önemlidir.
  • Bulutluluk faktörü dikkate alınmalıdır. Karadeniz bölgesi gibi yerlerde batarya kapasitesi bulutluluk derecesine göre arttırılmalıdır.

Uzun ömürlü bir şebekeden bağımsız sistem batarya grubunun iyi bir şekilde tasarlanmasına ve kaliteli aküler kullanılmasına bağlıdır.

Şebekeden Bağımsız Sistem Batarya Grubu
Şebekeden Bağımsız Sistem Batarya Grubu

4) Şebekeden Bağımsız İnverter Seçimi

Şebekeden bağımsız off grid inverter seçimi aynı anda kullanılacak cihazların toplam olarak anlık çektiği güce göre belirlenir. Anlık çekilen gücün 1.5 katına sahip inverter kullanılmalıdır. Şebekeden bağımsız inverter seçiminde tam sinüs veya modifiye inverter seçimi de önemlidir. Büyük buzdolabı,çamaşır makinesi, su motoru gibi cihazlarda tam sinüs modelleri kullanmanız cihazlarınız için daha sağlıklı olacaktır. Akıllı tip inverterlerin bünyesinde şarj kontrol cihazı bulunur. Bu şarj kontrol cihazlarının kapasiteleri 12V/24V 50A veya 48V/50A’dir.

Not: Şebekeden bağımsız inverter hesabı yaparken motorlu cihazların demiraj akımları (motorlu cihazların ilk çalışma sırasında çektiği yüksek akımlardır) göz önünde bulundurulmalıdır. Bu yüzden kullanıcı zorunlu değilse tüm motorlu cihazları aynı  anda kullanmamalıdır.  Eğer aynı anda kullanmak istiyorsa demiraj akımlar göz önüne alınarak inverter seçimi yapılmalıdır. Örneğin 1 hp (0,75kW) su motorunun anlık güç çekimi başlangıçta etiket değerinin 3-3.5 katına çıkar. Bu faktör şebekeden bağımsız sistem tasarımında göz önünde bulundurulmalıdır.

Şebekeden Bağımsız Sistem İnverteri
Şebekeden Bağımsız Sistem İnverteri

Örnek Şebekeden Bağımsız Solar Sistem Tasarımı 

Adana şartlarında bir evin günlük enerji tüketimi verilmiştir. Kışları günlük güneşlenme süresi ise 5 saattir. Burada müşteri belirtilen cihazların hepsini aynı anda çalıştırmayacak ve güneşin olmadığı günlerde yüksek güç çeken motorlu cihazları kullanmayacaktır.

Not: Toplam tüketimin 2 ile çarpılıp batarya gücünün belirlenmesi maliyeti çok arttırdığı için çoğu müşteri bunu tercih etmez. O yüzden biz bulutlu gün sayısını hesaba katmayacağız. Akülerinde serin bir yerde muhafaza edildiğini varsayıyoruz.

CihazlarAnlık

veya

24 Saatlik Güç Değeri

Günlük Çalışma SüresiGünlük Toplam Enerji Tüketimi
LED TV+Uydu Alıcısı150W/h12h/gün1800W/gün
A+ Standart Buzdolabı1200W/24h24h/gün1200W/gün
A+ Çamaşır Makinesi1200W/h2h/gün2400W/gün
A+ Bulaşık Makinesi1200W/h1h/gün1200W/gün
2hp Dalgıç Motor1500W/h2h/gün3000W/gün
Su ısıtıcısı1000W/h3h/gün3000W/gün
Aydınlatma (10Adet 12W LED Lamba)120W/h12h/gün1440W/gün

Toplam:        14040 W/gün

   15 kW/gün olarak seçelim

Panel Kapasitesi: 15kW/5h=3kW/h  yani panel kapasitesi saatte 3 kW  üretecek şekildedir.

260W güneş panelinin seçildiğini düşünürsek;

Panel Adedi: 3000W/260W= yaklaşık olarak 12 adet 260W güneş paneli kullanılmalıdır.

Şarj Kontrol Kapasitesi: Güneş panelleri 6’şardan iki sıra şeklinde bağlanacağı tam güçte için toplam panel çıkışı 60V/50A olacaktır. Yani 48V/50A şarj kontrol cihazı sistem için uygundur. Bu da zaten 4000VA yada 5000VA inverterlerinin bünyesinde mevcuttur.

Batarya Kapasitesi: Günlük enerji tüketimi 15kW olduğundan bu değerde çevrim verimliliğine bölünmelidir.

15 kW / 0.8 = 18,75 kW kurulması gerek akü gücü

Batarya adedi: Bu sistem için 12V 200Ah Kore üretimi jel akü seçelim.

Akü gücü=12*200=2400Wh

Batarya Adedi: 18,75 kWh/2,4kWh=7,81  8 adet 12V 200Ah akü kullanılmalıdır.

İnverter Kapasitesi: Bu kapasite belirlenirken müşterimizin tüm cihazları aynı anda kullanmayacağı da göz önüne alınmalıdır. Biz TV+Uydu Alıcısı, Buzdolabı, Çamaşır Makinesi, su ısıtıcısı ve aydınlatmanın aynı anda çalıştığını düşünelim. Tüm bu cihazların aynı anda çalıştırılması 2900W anlık güç tüketimi oluşturur. Bu değer ise 1.5 ile çarpılarak inverter kapasitesi bulunur.

2900*1.5= 4350W bulunur yani 4000W/5000VA’lik inverter bu sistem için uygundur.

Şebekeden Bağımsız Sistem Solar Sistem Maliyeti

ÜrünAdetAdet FiyatıToplam Fiyat
260W Güneş Paneli12650 TL7800 TL
12V 200Ah yüksek verimli jel akü81400 TL11200 TL
4000W/5000VA Tam Sinüs Akıllı İnverter + 48V 50A Şarj Kontrol Cihazı12250 TL2250 TL
İskele, kablo konnektör2000TL
Montaj ve Nakliye7000 TL

Toplam: 30.000 TL

Böyle bir sistem piyasada anahtar teslim 25.000 TL ile 30.000 TL arası işçilik ve ürün kalitesine göre değişmektedir. Şunu da unutmayalım ki şebekeden bağımsız off grid solar sistemlerde montaj ve işçilikte en az sistem tasarımı ve ürün kalitesi kadar önemlidir. Alanında yetişmiş teknisyen ve mühendisler tarafından yapılmalıdır.

Sonraki yazı: Şebeke Bağlantılı Solar Sistem Tasarımı

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