Sabit açılı sistemler ile ışınım takip sistemli güneş santrallerinin performans değerlerinin karşılaştırılması

Abstract

Ülkemizde ve hatta dünyada en fazla yaygın olarak kullanılan güneşten enerji üreten santral çeşitleri sabit açılı ve güneşi takip etmeyen sistemlerden oluşmaktadır. Bu santraller kurulurken belirli simülasyonlardan faydalanılarak belli bir açı bulunmakta ya da kurulduğu çatı üzerine mevcut açıya paralel bir şekilde kurulmaktadır. Bu çalışmada gerek güneş takipli sistemin performansı, gerekse simülasyon değerleriyle sabit bir şekilde dizayn edilmiş gerçek saha koşullarında çalışan eşdeğer santrallerin performans ve verimlilik değerlerinin karşılaştırılması sayesinde; fiyat performans oranları net olarak belirlenebilecek ve yapılacak santral tipleri için karar verme daha da kolaylaşacaktır. Güneş takip sistemleri ışınım sensörleri aracılığıyla güneşten alabileceği en verimli pozisyona göre hareket ederken, açık çevrimle çalışan ve meteoroloji verilerine dayanan çok yıllık güneş verileri kullanılarak basit bilgisayar, PLC gibi elemanlar ile ayrıca dizayn edilir. Bu çalışmadaki 1-eksen, 2-eksen ve sabit açılı olmak üzere dizayn edilen üç farklı santral tipi PLC yazılımı ile açık çevrim olarak kontrol edilmiş ve santraller arası üretim farklılıkları 1 yıl boyunca değerlendirilmiştir. Yapmış olduğumuz bu araştırmaya göre, 2-eksen takipli sistemlerin 1-eksenli bir sisteme göre verimlilik oranı yıllık ortalama %23 daha yukarı seviyede olmasıyla birlikte, sabit açılı sisteme kıyasla yıllık yaklaşık %32 daha fazla enerji ürettiği sonucuna varılmıştır.The most widely used solar power plants in our country and even in the world consist of fixed-angle and non-tracking systems. While establishing these plants, there is a certain angle by using certain simulations or they are installed parallel to the existing angle on the roof where they are installed. In this study, we will compare the performance and efficiency values of the equivalent power plants operating in real field conditions that are designed in a fixed manner with the performance of the solar tracking system and simulation values; price performance ratios will be determined clearly and decision will be easier for installing the types of power plants. While solar tracking systems move according to the most efficient position they can get from the sun through radiation sensors, they are designed separately with simple computers and PLCs using multi-year solar data that work with open loop and based on meteorology data. In this study, three different power plant types designed as 1-axis, 2-axis and fixed angle were controlled as open loop with PLC software and production differences between power plants were evaluated for 1 year. According to this research we have done, it has been concluded that 2-axis tracking systems produce approximately 32% more energy annually compared to the fixed angle system, with an annual efficiency rate of 23% higher than a 1-axis system.