Fotovoltaik Güç Sistemleri (100)

• Sözleşme görüşmeleri • Güvenilir bir enerji üretiminin elde edinimi • Santralin tüm yaşam döngüsünü kapsayan finansal modelin hazırlanması • Proje risk analizinin tamamlanması • Çevresel etki değerlendirilmesi • Proje için finansman sağlanması Enerji üretim tahmini: Geliştirme aşamasında, bankalardan finansman sağlanabilmesi için bir enerji üretim tahminlemesi yapılmalıdır. Bu tahminlemenin bağımsız bir uzman tarafından yapılması veya denetlenmesi önerilir. Bu durum sonuçlara duyulacak olan güveni sağlar ve yatırımın çekiciliğini arttırmaya yardımcı olur. Enerji üretimi tahmini şunları içermelidir: • Üretimin yıldan yıla değişiminin ve üretim tahminine güven seviyesinin değerlendirilmesi • Tozlanma veya kar yağışı gibi kurulum sahasına özgü faktörlerin ve bakım onarım sözleşmesinde fotovoltaiklerin temizlenme rejiminin değerlendirilmesi • Kurulum yerine yakın veya uzak faktörlerin fotovoltaikleri gölgelemesinin tam bir gözden geçirilmesi • Kayıpların detaylı şekilde gözden geçirilmesi • Parametrelerin tasarım toleranslarında olduğunu garantilemek için önerilen tasarımın incelenmesi Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED): Çevresel Etki Değerlendirmesi (ÇED) belirli bir boyutun üzerindeki projeler için gereklidir. Önerilen bir projenin çevre üzerinde olumlu veya olumsuz olası etkisinin değerlendirmesidir. ÇED bir projenin inşaatı ve işletme ömrü boyunca doğal, sosyal ve ekonomik yönlerini göz önünde bulundurur. ÇED, saha ve çevresi ile ilgili mevcut bilgilere dayanarak önerilen gelişimin olası çevresel etkilerini dikkate almalıdır. Saha ve çevresi ile ilgili bilgi hangi spesifik çalışmaların gerekli olduğunu belirleyecektir. ÇED daha sonra potansiyel olarak önemli herhangi bir olumsuz etkiden kaçınma, etkilerini azaltma veya dengeleme yollarını değerlendirmelidir. Çevresel etki çalışmaları ayrıca projenin etkisini belirlemek için gelecekte kullanılabilecek bir temel sağlar. Etkilerin önemine ilişkin yol göstericilik kapsamlı niteliktedir. Ancak genel olarak kabul edilmektedir ki bu önem, bir dizi faktör arasındaki ilişkiyi yansıtır: • Bir etkinin büyüklüğü veya şiddeti (yani, çevrede meydana gelen gerçek değişiklik). • Etkilenen kaynağın önemi veya değeri • İlgili süre • Etkinin tersine çevrilebilirliği • Etkilenen sayısı ve duyarlılığı Bir kaynağın önemi, önemi veya değeri, genellikle aşağıdaki kriterlere göre değerlendirilir: • Arazi kullanımı planlaması içinde arazinin belirlenmiş statüsü • Etkilenen sayısı • Etkilenen faktörün nadirliği ve durumu temelinde değerlendirme • Meydana gelen değişikliğe çevrenin uyum sağlaması ÇED'in deneyimli Çevresel Etki Değerlendiricisi veya benzeri nitelikli bir yetkili tarafından yapılması tavsiye edilir. 43

Sözleşme stratejisi Proje geliştiricisinin değerlendirebileceği iki ana sözleşme stratejisi olabilir: Çoklu sözleşme veya tek sözleşme. Çok sözleşmeli bir yaklaşım, proje yöneticisi için tasarım ve yapım aşamasında önemli ölçüde daha proje yönetimi anlamına gelecektir. Ancak maliyet tek anlaşma durumundan çok daha az olacaktır. Daha yüksek maliyetli tek anlaşma seçeneği geliştiriciden yükleniciye önemli riskleri transfer eder. Bu seçenek tercih edilirse, detaylı tasarım aşaması yüklenici tarafından tamamlanacaktır. Geliştiricilerin ihale dokümantasyonunun doğruluğunu ve sistem ile gerekli bilgilerin tamamının içerdiğini garanti etmesi gerekmektedir. Bu yaklaşımda daha sözleşmeler imzalanmadan önce değişiklik yapmak daha kolay ve daha ekonomik olacaktır. Geliştiricinin çok az deneyimi varsa veya hiç deneyimi yoksa veya projenin bir yönü ile ilgili emin değilse bu alanda deneyimli bir danışmandan tavsiye almaları önerilir. Tek bir tercih edilen sözleşme yaklaşımı yoktur. Alınan yaklaşım, geliştiricinin deneyimine, yeteneklerine ve maliyet duyarlılığına bağlı olacaktır. e) Detaylı tasarım Bu aşamada fotovoltaik santralinin inşasına izin verecek gerekli detaylar ve belgeler hazırlanacaktır. Bu amaçla aşağıdaki belgelerin hazırlanması gerekmektedir: • Detaylı yerleşim tasarımı • Detaylı inşaat tasarımı (binalar, temel, erişim yolları) • Detaylı elektrik tasarımı • Revize edilmiş enerji verimi • İnşaat planları • Proje takvimi • Devreye alma planları Önemli elektrik sistemleri titiz ayrıntılarla tasarlanmalıdır. Bu tasarım, koruma, topraklama ve şebekeye ara bağlantı için gerekli ekipmanı içermelidir. Aşağıdaki tasarımlar ve özellikler hazırlanmalıdır: • Genel tek hat diyagramları • OG ve AG şalt hattı şemaları • Koruma sistemleri • Ara bağlantı sistemleri ve tasarımı • Yardımcı güç gereksinimleri • Kontrol sistemleri İnşaat mühendisliği ile ilgili öğeler inşaata uygun bir seviyeye kadar geliştirilmelidir. Bu nedenle bir dizi temel ve bina tasarımlarının yanı sıra uygulama ve işletmede gerekecek olan yollar ve altyapının inşası gerekecektir. Tasarımlar ulusal standartlara uygun olarak belirlenmelidir. Tüm tasarım projenin gerçekleştirildi bölgedeki rüzgar yüklerine uygun şekilde gerçekleştirilmelidir. f) Detaylı proje raporu Bu rapor, bankalardan veya yatırımcılardan proje için gerekli finansmanı güvence altına almak için kullanılır. Bu rapordaki projeye özel bilgiler tüm ilgili konuların profesyonelce ve açık bir formatta hazırlandığı biçimde olmalıdır. Aşağıda ayrıntıları verilen öğeler raporda yer alması gereken bilgilere örnek olarak verilebilir: 44

• Modüllerin, Eviriciler ve binaların yerini gösteren site düzeni. Gösterge planlar aşağıdakileri içerir: • Montaj çerçevesi ve modül düzeni. • Evirici yerleri ve temeller/muhafazalar. • Güvenlik önlemleri. • Binalar ve diğer altyapılar. • Elektrik hat şeması • Evirici vasıtasıyla yapılan modül bağlantılarının şemaları • Beklenen kablo yolları gösteren tek hat diyagramları • Şebeke bağlantısı ve potansiyel trafo merkezi gereksinimleri • Ana ekipman için malzeme listesi • Enerji üretim analizi • Enerji üretimi öngörüsü ile ilgili varsayılan kayıplar • Finansal model girdileri o Uzun vadeli işletme ve bakım maliyetleri ve beklenmedik durumlar (tasarım ömrünün sonu ve/veya borç döneminin sonuna kadar) o Kullanılabilirlik varsayımları o Modül performansının düşmesi (degredasyon) ile ilgili varsayımlar • Yedek parça stok maliyeti • Elektrik ve hizmetler için bağlantı maliyeti • İzin ve planlama durumunun ayrıntıları • Çevresel etki değerlendirmesi, kısıtlamalar ve etkileri hafifletme planları 2.2. BİR FOTOVOLTAİK (FV) PROJESİ DOSYASI NASIL HAZIRLANIR? Sektörde bir FV projesi dosyası “Paftalar” ve “Belgeler ve Hesaplar” olmak üzere iki ana bölümden oluşur. 2.2.1. Paftalar Bölümü • “Paftalar” kısmında; Santral yerleşim planları, tek hat şeması, topraklama hesabı ve yıldırımdan korunma hesabı ekinin sunulması gerekmektedir. Santral genel yerleşim planlarında 1/5000 ya da 1/25000 aplikasyon haritası üzerinde komşu parsellerin numaraları da belirtilecek şekilde projenin ölçekli çizimi verilmelidir. Yerleşim planında proje yerinin il-ilçe-köy-mahalle-ada-parsel bilgileri sunulmalıdır. Şekil 2’deki gibi sistemin kurulacağı sahanın 6 derece UTM (ED50) koordinatları verilmelidir. Şekil 2. Sistemin kurulacağı sahanın ve sistemin koordinatları 45

• İlgili trafo merkezinden başlanarak, dağıtım şirketi hatları ve dağıtım merkezleri (DM) hat şeklinde gösterilmelidir. Santral genel yerleşim planında (vaziyet planı) kullanılan semboller ve anlamları Şekil 3’te verilmektedir. Şekil 3. Santral genel yerleşim planında kullanılan semboller ve anlamları • Santral genel yerleşim planlarında FV panel yerleşimleri gösterilmelidir. Yerleşim detaylarında ise panel kodlama şeması (Şekil 4) ayrıntılı olarak verilmelidir. Şekil 4. Panel kodlama şeması • Dizilerdeki paneller kodlamalı ve de diziler farklı renkte olacak şekilde gösterilmelidir (Şekil 5). Şekil 5. Dizilerdeki panellerin kodlamalı gösterimi 46

• Santral genel yerleşim planlarında dizi kablo metrajları Şekil 6’da gösterildiği gibi tablo halinde verilmelidir. Şekil 6: FV dizi kablo metrajları • Ayrıca santral yerleşim planlarında marka belirtmeden evirici (Şekil 7) ve FV panel (Şekil 8) boyut ve diğer temel teknik bilgileri sunulmalıdır. Şekil 7. Evirici bilgileri 47

Şekil 8. FV panel bilgileri • FV panel dizilerinin eviriciye bağlantı şeklinin detayı Şekil 9’daki örnekte olduğu gibi genel yerleşim plan paftaları üzerinde verilmelidir. Şekil 9. FV panel dizilerinin eviriciye bağlantı detayı 48

• Santralin genel yerleşim planı paftalarında FV dizilerinin çatıya ya da sehpaya montaj detayları (Şekil 10) da gösterilmelidir. Şekil 10. FV dizilerinin çatıya ya da sehpaya montaj detayı • Panellerin (Şekil 11) ve eviricilerin (Şekil 12) ölçekli çizimlerinin de genel yerleşim plan paftalarında gösterilmesi gerekmektedir. Şekil 11. FV dizilerinin genel yerleşim planı üzerinde gösterimi 49

Şekil 12. Eviricilerin montajının genel yerleşim planı paftaları üzerinde gösterimi • Kablo kanal detayları da Şekil 13’ deki gibi verilmelidir. Şekil 13. Kablo kanal detayları 50

• Proje raporunda verilmesi gereken tek hat şemasında kullanılan sembollerin listesi Şekil 14’teki gibi listelenmektedir. Şekil 14. Tek hat şemasında kullanılan sembollerin listesi • Tek hat şemasında daha önce genel yerleşim planı paftalarında verildiği gibi panel kablolama şeması (Şekil 4), panel ve eviricilerin teknik özellikleri (Şekil 7 ve Şekil 8) ve evirici bağlantı detayları (Şekil 9) bulunmalıdır. • Tek hat şeması paftalarında trafo merkezi ve DM’ler için primer malzeme listesi poz numaralarına dikkat edilerek ayrı ayrı olacak şekilde hazırlanmalıdır (Şekil 15). AC tarafta kullanılan sigortalar dört kutuplu olmalıdır ve kısa devre akımı bilgisi tek hat şemasına eklenmelidir. Santralin irtibatlanacağı OG hattının bağlı olduğu YG/OG TM’ne kadar olan KÖK, DM ve hat karakteristikleri ile birlikte gösterilmesi gerekmektedir. Diğer yandan tek hat paftalarında AG tarafı, sistemin ürettiği enerjiyi ölçecek tek yönlü sayaç da gösterilmelidir. TEDAŞ Genel Müdürlüğü’nün kontrol edeceği kısımlar dışındaki bilgiler bulut içine alınarak sunulmalıdır. 51

Şekil 15. TM ve DM’ler için primer malzeme listesi • Arayüz koruma rölesinin (Açtırma ünitesi) fonksiyonları ve de bağlantı detayları (Şekil 16) da tek hat şeması paftaları üzerinde belirtilmelidir. Şekil 16. Arayüz koruma rölesinin (açtırma ünitesi) fonksiyonları ve bağlantı detayları 52

• Saha dağıtım panosu tek hat şeması üzerinde Şekil 17’de verilen örneğe benzer şekilde gösterilmelidir. Şekil 17. Saha dağıtım panosu • Ana pano şeması Şekil 18’deki gibi gösterilmelidir. Şekil 18. Ana pano şeması 53

• Paftalar kısmında, panel ve taşıyıcı akşamların topraklama ayrıntıları topraklama hesabı eki olarak Şekil 19’da verilen örneğe benzer şekilde verilmelidir. Şekil 19. Panel-Konstrüksiyon Topraklama Detayı • Topraklama iletkenleri ve elektrotlarının bağlantı detayları pafta üzerinde gösterilmelidir (Şekil 20). Şekil 20. Topraklama iletkeni bağlantı detayı 54

• Ayrıca tüm topraklama iletkenleri, eş potansiyel barada birleştirilerek paftada Şekil 21’deki gibi gösterilmelidir. Şekil 21. Eş potansiyel bara detayı • Şekil 22’deki gibi kablo tavaları arası topraklama detayı paftalar üzerinde gösterilmelidir. Şekil 22. Kablo tavaları arası topraklama detayı 55

• Arazi kurulumlarında santral sahası tel çit ile çevrilmelidir. Tel çitin mutlaka eş potansiyel topraklama barasına irtibatlandırılması gerekmektedir. Şekil 23’deki gibi pafta üzerinde gösterilmelidir. Şekil 23. Tel çit topraklama detayı • Eğer panel dizilerinin arasında mesafe varsa topraklama bağlantılarına ait detay resmi Şekil 24’teki örneğe benzer şekilde pafta üzerinde verilmelidir. 56

Şekil 24. Panel dizilerinin topraklama bağlantısı detayı • Topraklama elemanlarının (topraklama kazığı (Şekil 25), topraklama iletkenleri (Şekil 26) montaj şekilleri de paftalar üzerinde gösterilmelidir. Şekil 25. Topraklama kazık detayı 57

Şekil 26. Topraklama kablo-iletken bağlantı detayı • Evirici topraklama detayı Şekil 27’deki örneğe benzer şekilde gösterilmelidir. a) Gövde koruma topraklama detayı b) ACTT-1,2,3 panoları topraklama barası detayı Şekil 27. Evirici topraklama detayı 58

• Paftalarda topraklama hesabı eki kısmında topraklama kanal detayı (Şekil 28) da gösterilmelidir. Şekil 28. Topraklama kanal detayı 2.2.2. Belgeler Bölümü Proje raporunun belgeler kısmında bulunması gerekli dokumanlar aşağıda açıklanmıştır: 1. Sistem temel bilgi formu • Yatırımı yapacak olan gerçek ya da tüzel kişilerin ünvanları, adresleri, iletişim bilgileri, • Tesis adı, • Kurulması planlanan sistemin gücü, evirici adedi, panel gücü, adedi, teknolojisi, uygulama yeri ve şekli (çatı, arazi, vb.) • Sistemin köşe koordinatları, • Sistemin bağlanacağı nokta vb. 2. Yetki yazısı ve ekleri Tesis sahibi ve/veya temsilcisi için imza sirküleri sureti, yetkilendirilen mühendis için yetki yazısı, diploma sureti vb. 3. Sistem bağlantı görüşü İlgili dağıtım müdürlüğü tarafından bağlantı antlaşmasına çağrı mektubuna verilen bağlantı şartlarını aktaran görüş yazısı 4. Çevre İl Müdürlüklerinden alınan ÇED kapsam dışıdır yazısı 5. Uygunluk belgeleri • Santralde kullanılacak panel, evirici, kablo vb. ana ürünlerin uygunluk belgeleri • Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü’nden alınan uygunluk belgesi • İlgili belediyelerden alınan imar uygunluk yazısı 59

6. Santral Üniteleri Performans Eğrileri: Santralin yıllık, aylık, günlük bazda üretim değerlerinin aktarıldığı performans eğrileri 7. Kısa Devre Hesapları üç faz, iki faz ve faz-toprak arızalarına göre istenmekte olup, • 154 kV TM’den başlayarak; dağıtım hatları, DM’ler tesisin kurulacağı noktaya kadar YG+AG hesapları, • Eğer sistem var olan bir trafo merkezinden şebekeye bağlanacak ise sadece AG, yeni bir trafo merkezi yapılarak şebekeye bağlanacaksa YG+AG hesapları sunulmalıdır, 8. Röle Koordinasyonu ve Selektivite Kontrolü Role set değerlerine ilişkin santralin bağlantı noktasında koruma sistemlerinin ayarları yönetmeliklerde verilen sınır değerlere uygun olmalı ve de bu değerlerin test raporlarıyla doğrulanması gerekmektedir. AG ve OG seviyesinden bağlanan santraller için koruma ayarı sınır değerleri bilgileri raporda sunulmalıdır. 9. G/AG İletken Kablo Seçim Hesabı • Gerilim düşümü, güç kaybı, yüzde gerilim düşümü ve yüzde güç kaybı ayrı ayrı gösterilmelidir, • Hesaplarda kullanılan formüller, bu formüllerde kullanılan simgeler, birimler ve değerler açıkça belirtilmelidir. 10. Topraklama Hesabı ve Yıldırımdan Korunma Hesabı Kullanılan toprak özgül direncinin ölçüm raporu hazırlanarak, topraklama özgül direnci için referans alınan değerin kaynağının belirtilmesi gerekmektedir. 11. Panel-Evirici Uygunluk Hesabı Panel-evirici seçimi hesaplarında maksimum- minimum dizi ve MPPT akım, gerilim değerleri kontrol edilerek ve uygunluk belirtilmelidir. 12. Teknik (Açıklama) Raporu Proje ile ilgili Şekil 29’dakine benzer detaylı bir açıklama raporu belgeler dosyasında olmalıdır. 13. Güncel birim fiyatlara göre hazırlanan Keşif Özeti 14. Sistem tasarımcısının adı, soyadı, adres ve iletişim vb. bilgileri belgeler dosyasına konulmalıdır. 15. Statik Hesaplar Araziye ya da çatıya yapılması düşünülen FV santralin, kar, buz, rüzgar vs. yükleri etkisi altında statik hesapları yapılmalı ve sonuçları sunulmalıdır. Bu statik hesaba göre temel planı, kazı planı, taşıyıcı aksama ait projeler, ankraj detay projeleri hazırlanarak inşaat mühendisi tarafından imzalanmalı ve sonrasında bu projelerim ilgili kurumca onayının alınması gerekmektedir. 16. Kataloglar Projede kullanılacak panel, evirici, DC/AC kablo, pano, koruma elemanları vb. ait kataloglardaki ilgili teknik bölümler işaretlenip, proje dosyasının ekler bölümünde sunulmalıdır. 17. İçindekiler listesi Hazırlanacak olan proje dosyasının ilk sayfasında, dosya içerisinde hangi belgelerin sunulduğu ve hangi sırada verildiğini gösteren içindekiler listesi verilmelidir. 18. Dilekçe TEDAŞ Genel Müdürlüğü web sayfasında örneği verilen, TEDAŞ Genel Müdürlüğü’nün ilgili Müdürlüğü’ne hitaben bir dilekçe yazılmalıdır. 60

Şekil 29. Açıklama raporu örneği 61

KONU 3 BİR FV SANTRAL PROJESİNİN PVSYST YAZILIMI İLE TASARIM VE ANALİZİ 3.1. PVSYST YAZILIMI NEDİR? PVsyst, mimarlar, mühendisler ve araştırmacılar tarafından kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Bir FV projesi geliştirmek için kullanılan prosedürleri ve modelleri açıklayan kullanıcı dostu ayrıntılı bir yardım menüsü içerir. PVsyst ile birçok farklı kaynaktan kişisel verilerin yanı sıra hava durumu verileri de içe aktarılabilir. PVsyst; sistem tasarımı, sistem boyutlandırma, gölgelenme durumu, simülasyon ve sonuçlar, şebeke depolama, meteonorm, bileşenler, yaşlandırma (ageing), iki taraflı (bifacial), kümeleme (batch) ve ekonomik değerlendirme alt modüllerine sahiptir. 3.2. PVSYST YAZILIMI İLE TASARIM NASIL YAPILIR? Bu kısımda şebeke bağlantılı ve enerji depolamalı bir FV sistemin, PVsyst programı ile gerçekleştirilme aşamaları aşağıda kısaca anlatılmıştır. • PVsyst yazılımı sistem tasarımı modülünde önce istenen güç veya kullanılabilir alan belirtilir. Coğrafi konuma ait verilerin girişi aşağıdaki sırayla (Şekil 30) girilerek yapılmaktadır. Şekil 30. Coğrafi konuma ait verilerin girişi • Geographical sites menüsü listesinden istenilen il çift tıklanılarak seçildiğinde açılan haritadan da istenilen konum, Şekil 31’deki gibi belirlendikten sonra Import’a basılarak coğrafi konum bilgisi girilir. Şekil 31. Coğrafi konum bilgisinin seçim ekranı • Daha sonra butonuna basılarak FV sistemin yönlendirilmesi yapılır. Sistemin kurulacağı ile ait coğrafi konum girilir ve azimut değeri sıfır oluncaya kadar enlem değeri değiştirilir (Şekil 32). 62

Şekil 32. FV panel açısı ve azimut açısı giriş penceresi • Sonrasında dahili veri tabanından Evirici ve FV paneller seçilir (PVsyst programında, sistem tasarlanırken planlanan güç veya FV modüllerin yerleştirileceği mevcut alan üzerinden hesaplama yapılabilir). butonuna tıklanır. Açılan pencereden Şekil 33’te görüldüğü gibi uygun evirici (inverter) seçimi yapılır. Şekil 33. Evirici seçim penceresi Butonuna tıklanır. Açılan pencereden Şekil 34’de görüldüğü gibi uygun FV panel seçimi yapılır. Şekil 19. FV panel seçim penceresi • PVsyst ön simülasyon gerçekleştirilmesine izin veren bir dizi/sistem konfigürasyonu önerir. Yazılım, renk kodlu bir uyarı/hata mesaj sistemi içerir. Tasarımla ilgili bir uyumsuzluk, sorun, uyarı varsa uygun 63

çerçeve içerisinde uyarılar verir. Sistem boyutlandırma modülünde sistemin boyutlandırılması için tüm kısıtlamalar toplanılır. o Bir serideki modül sayısı için: Şekil 34, MPPT aralığı, voltaj, güç ve eviricinin akım limitleri ile birlikte FV dizisinin I/V eğrisini gösterir. o Evirici boyutlandırması için: Şekil 34’te ikinci grafik, dizi ve Evirici nominal gücüyle birlikte dizi gücünün yıllık dağılımını gösterir. . Şekil 20. PVsyst sistem boyutlandırma ekranı 64

3.3. PVSYST YAZILIMI İLE ANALİZ NASIL YAPILIR? • PVsyst simülasyon sonuç raporlarında öncelikle yönlendirme ve yükselti bilgilerini de içeren genel parametreler (Şekil 35), kolektör alanının özellikleri (Şekil 36) verilmektedir. Şekil 21. PVsyst simülasyon raporu-Genel parametreler Şekil 22. PVsyst simülasyon raporu-Kolektör alanının özellikleri 65

• Eviricinin optimum boyutlandırılması, yıl boyunca kabul edilebilir aşırı yük kaybına dayanmaktadır. Genellikle güç oranının (Evirici nominal AC gücüne göre dizi nominal gücü) 1,25 faktörü ile aşırı boyutlandırılmasına yol açar. İyi bir sistem boyutlandırmasından sonra, çevresel ve yakın gölgeleme koşullarının tanımı için tam bir 3D düzenleyici kullanarak uzak ve yakın gölgelemeler gibi farklı kayıplar tanımlanabilir. Kablolama kayıplarının (ve modül kalitesi gibi diğer kayıpların), modüller arasındaki uyumsuzluğun, kirlenmenin, mekanik montaja göre termal davranışın, sistem kullanılamamasının vb. değerlendirilmesi için özel araçlar da sağlanmaktadır. Yapılan dizi kayıpları, DC kablolama kaybı ve sistem kayıpları kabulleri Şekil 37’deki gibi raporlanır. Şekil 23. Dizi kayıpları, DC kablolama kaybı ve sistem kayıpları kabulleri • Simülasyon sonuçlarında güneş yörüngesine göre yönlendirme sonuç diyagramları da sunulmaktadır. FV paneller, maksimum güneş ışınımı elde etmek için Şekil 79'daki güneş yoluna göre en iyi yönlendirme için optimize edilmiş ve Şekil 38’de gösterildiği gibi Azimut açısının 0° olması gerektiği sonucu elde edilmiştir. 66

Şekil 38. Güneş yörüngesi (yükseklik/azimuth diyagramı) • Simülasyon ve sonuçlar kısmında verilen raporda toplam enerji üretimi, MWh/y, (Şekil 39), performans oranı, PR [%], (Şekil 40), Normalize üretim, kWh/kWp, (Şekil 41), ana enerjiler ve kazançları/kayıpları (Şekil 42) sunulmaktadır. Şekil 39. Toplam enerji üretimi 67

Şekil 40. Performans oranı Şekil 41. Normalize üretim ve kayıplar 68

Şekil 42. PVsyst ana enerjiler ve kazançları/kayıpları 69

• İstenilmesi durumunda kolektöre yansıyan global ışınıma karşılık, şebekeye enjekte edilen enerjinin gösterildiği günlük giriş/çıkış diyagramı (Şekil 43) ve sistem çıkış gücü dağılımı (Şekil 44) gibi bilgiler de raporlanmaktadır. Şekil 43. Günlük giriş/çıkış diyagramı Şekil 44. Sistem çıkış gücü dağılımı 70

3.4. PVSYST YAZILIMI ŞEBEKE DEPOLAMA MODÜLÜNÜN YETENEKLERİ NELERDİR? Şebeke depolama modülünde, PVsyst'te 3 strateji geliştirilmiştir: • FV sistem sahibinin öz tüketimini artırmak için depolama. • Şebekeye enjekte edilen olası güç sınırlı olduğunda, en üst düzeyde üretim sağlamak için bir depolama. • Şebekenin zayıf olduğu ve çoğu zaman kullanılamadığı durumlarda, kullanıcının elektrik beslemesinin sürekliliği için bir depolama. Her durumda enerji akışları farklıdır ve farklı simülasyon sonuçlarına yol açar. Örnek olarak, öz tüketimli bir FV sisteminde yer alan enerjiler Şekil 45’de gösterilmektedir. Şekil 45. PVsyst şebeke depolama modülü ekranı 3.5. PVSYST YAZILIMINDA DİĞER ANALİZ MODÜLLERİNİN YETENEKLERİ NELERDİR? a) Yaşlandırma modülü: Yaşlandırma modülünde aynı meteoroloji verileri ile farklı işletim yılları için uzun yıllarda sistemin davranışı ve verim değişimi irdelenmektedir. 71

b) Ekonomik değerlendirme modülü: • Sistem maliyeti değerlendirmesi kapsamında aşağıda belirtilen hesaplamalar yapılabilmektedir: o CAPEX (kurulum maliyeti) o OPEX (işletme maliyetleri) o Kendi sistemine göre özelleştirilmiş maliyetler tanımlayabilme • Fiyatlandırma stratejisi kapsamında aşağıda belirtilen hesaplamalar yapılabilmektedir: o Ayrıntılı tarife garantisi tanımı: sabit, değişken veya özelleştirilmiş, saatlik veya mevsimsel değişiklikler o Satış politikası: bağlantı vergisi, yıllık tarife değişikliği, tarife garantisinin süresi o Öz tüketim ekonomisi için parametreler • Gelişmiş finansal analiz kapsamında aşağıda belirtilen hesaplamalar yapılabilmektedir: o Yatırım fonları dağıtımı: öz kaynaklar, krediler veya sübvansiyonlar o NPV (Net Bugünkü Değer) ve LCOE (Düzeylendirilmiş Enerji Maliyeti) hesaplaması o Enflasyon, iskonto oranı ve detaylı amortisman yönetimi • Karlılık analizi kapsamında ise aşağıda belirtilen hesaplamalar yapılabilmektedir: o Yıllık bakiye o Geri ödeme süresi o Yatırım getirisi oranı. 72

MODÜL 4 FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİ MONTAJI 73

Konu Konu Başlıkları Sayfa Kodu No Konu 1 Sensör Çeşitleri ve Sensörlerin Montajı 76 1.1 Sensör Çeşitleri Nelerdir? 76 1.2 Ölçüm Elemanlarını Direk Üzerine Sabitleme Nasıl Yapılır? 76 1.2.1 Güneşlenme Süresi Ölçer (Sunshine Duration Sensor) Montajı Nasıl 77 Yapılır? 1.2.2 78 Diğer Sensörlerin Montajı Nasıl Yapılmalıdır? 1.2.3 78 Veri Kaydedici Ünitesi (Data/Smart Logger) Montajı Nasıl 1.2.4 Yapılmalıdır? 79 1.2.5 Topraklama ve Yıldırım Koruma Sistemi Montajı Nasıl Yapılmalıdır? 80 1.2.6 Güneş Ölçüm Elemanı Kablo Bağlantısı Nasıl Yapılmalıdır? 80 1.2.7 Piranometre Kablo Bağlantısı Nasıl Yapılmalıdır? 81 1.2.8 Güneşlenme Süresi Sensörü Kablo Bağlantısı Nasıl Yapılmalıdır? 81 1.2.9 Nem Sensörü Bağlantısı Nasıl Yapılmalıdır? 82 Veri Toplama Ünitesi (Datalogger) Kablo Bağlantısı Nasıl Yapılmalıdır? 74

KONU 1 SENSÖR ÇEŞİTLERİ VE SENSÖRLERİN MONTAJI 1.1. SENSÖR ÇEŞİTLERİ NELERDİR? Güneş Enerjisi santrallerinde fizibilite çalışmalarının yapılması veya sistem performansının izlenmesi amacıyla meteoroloji istasyonları veya sensörleri kurulmaktadır. Sensör çeşitleri aşağıda yer almaktadır. • Piranometre • Anemometre • Bağıl nem sensörü • Sıcaklık sensörü (Panel veya ortam sıcaklığı) 1.2. ÖLÇÜM ELEMANLARINI DİREK ÜZERİNE SABİTLEME NASIL YAPILIR? Güneş ölçüm istasyonu, güneş enerjisine dayalı üretim tesisinin kurulacağı santral sahası alanında yer almalıdır. Güneş elektrik üretim tesisin kurulacağı alandaki güneş ölçüm istasyonunda TS ISO 9060 veya ISO 9060 standardına uygun ve kalibrasyon sertifikalı piranometre kullanılarak dakikalık bazda kayıt edilen, yeryüzünün yatay düzlemindeki bir metrekaresine gelen toplam güneş radyasyonu ölçülür. Ölçüm istasyonunda sıcaklık sensörü, bağıl nem sensörü, rüzgâr hızı sensörü ile ölçüm veri kayıt cihazı (data/smart logger) kullanılır. Güneş ölçüm istasyonunda aşağıdaki meteorolojik değişkenler ve algılayıcının (sensör) adı aşağıda verilmiştir. Tablo 1. Sensör çeşitleri Güneşlenme ölçüm istasyonu çevresindeki engellerin yüksekliğinin en az 10 katı uzaklıkta veya gün doğumu ve batımı sırasında yatayla en az 5°lik açı ile güneş ışınlarını alabilecek şekilde kurulur. Şekil 1. Piranometre direği montaj koşulları 75

Piranometre ölçüm direği üzerine montajı esnasında aşağıdaki kurallara göre yapılır. • Güneş radyasyonu ölçer (piranometre) yatay düzlemde olmalı ve cihazın üzerindeki su terazisi ile kontrol edilmelidir. • Cihaz kuzey-güney istikametinde güneye konuşlandırılır. • Nem alıcı kimyasal kontrolü yapılmalıdır. • Güneş radyasyonu ölçer (piranometre) ISO 9060 ve WMO Guide-8’de tanımlı “First Class-Good Quality” veya daha iyi özelliklere sahip bir sensör olarak seçilmeli ve güncel (öngörülen ölçüm periyodunu kapsayan) kalibrasyon sertifikasına sahip olmalıdır. • Veri toplama ünitesinde çalışan programda piranometrenin hassasiyet (sensitivity) katsayısının kontrolü yapılmalıdır. Aşağıda Şekil 2’de piranometrenin ölçüm direği üzerindeki montajı görülmektedir. Montaj şeklinin üretici firmalara göre değişiklik arz edeceğini unutmamak gerekir. Şekil 2. Piranometre 1.2.1 GÜNEŞLENME SÜRESİ ÖLÇER (SUNSHINE DURATION SENSOR) MONTAJI NASIL YAPILIR? Güneşlenme süresi ölçer montajı esnasında aşağıdaki hususlar göz önüne alınmalıdır; • Güneşlenme süresi ölçer enlem derecesine göre, yatayla ±5° doğrulukla açı yapacak ve kuzeye bakacak şekilde kurulmalıdır. • Nem alıcı kimyasal özelliğini yitirmemiş olmalıdır. • Güneşlenme süresi ölçer, güncel (öngörülen ölçüm periyodunu kapsayan) kalibrasyon sertifikasına sahip olmalıdır. Şekil 3. Güneşlenme süresi ölçer 76

1.2.2. DİĞER SENSÖRLERİNMONTAJI NASIL YAPILMALIDIR? • Hava sıcaklığı ve nemölçer uygun havalandırma özelliğine sahip, güneş radyasyonundan doğrudan etkilenmeyecek ve hava sirkülasyonunu sağlayacak siper içerisinde olmalı ve direk üzerine kurulmalıdır. • Rüzgâr ölçüm direği yüksekliği 10 m olabilir • 10 m yüksekliğinde direk kullanılacaksa direk üzerine gece – gündüz sensörlü, kırmızı ışık yayan, LED aydınlatmalı ikaz lambası kurulabilir. • Rüzgâr hız ve yön ölçerler direğin en üst noktasına 10 m yüksekliğe, en az 1 m’lik • Sensör kolu üzerine kurulabilir. • Rüzgâr yön ölçerin kuzey ayarı pusula ile kontrol edilmelidir. • Rüzgar hız, hava sıcaklık ve nemölçer, güncel (öngörülen ölçüm periyodunu kapsayan) kalibrasyon sertifikasına sahip olmalıdır. Şekil 4. Nem sensörü, rüzgar yönü sensörü, anemometre 1.2.3. VERİ KAYDEDİCİ ÜNİTESİ (DATA/SMART LOGGER) MONTAJI NASIL YAPILMALIDIR? • Veri toplama ünitesi (datalogger), koruma üniteleri, iletişim cihazları ile enerji besleme üniteleri IP66 koruma sınıfına sahip bir kutu içerisine konulur. Kutu çevresel etkilerden etkilenmeyecek şekilde uygun yüksekliğe kurulmalıdır. • Veri toplama ünitesi (datalogger), sensörlerden gelen elektriksel sinyalleri meteorolojik parametrelere çeviren bir programın çalıştığı elektriksel ölçüm ve kayıt cihazıdır. Ölçüm istasyonunun kurulumuna yapan tüm sensörler için elektriksel sinyallerin meteorolojik parametrelere çevrilme katsayı, düzeltme vb. değerleri veri toplama ünitesinin programında göstermesi gerekmektedir. • Veri toplama ünitesi, sensörlerden ölçülen ve hesaplanan verileri en az 1 (bir) yıl saklama özelliğine, iletişim elemanları ve bakım amaçlı bağlantılar için iletişim portları ile sensörlerden ve yıldırımdan gelebilecek darbeler için koruyucu devrelere sahip olmalıdır. 77

1.2.4. TOPRAKLAMA VE YILDIRIM KORUMA SİSTEMİ MONTAJI NASIL YAPILMALIDIR? Ölçüm istasyonunun yıldırımdan ve ani voltaj dalgalanmalarından korunması için etkin bir yıldırımdan korunma ve topraklama sistemi kurulabilir. Önerilen yıldırımdan korunma ve topraklama sistemi aşağıda tanımlanmıştır. • 10 m yüksekliğinde direk kullanılması durumunda direğin en üst seviyesindeki rüzgar sensörlerinden en az 50 cm yukarı çıkacak ve sensörleri 60° açıyla koruyabilecek uzunlukta (1 – 1,5 m) som bakır yıldırım yakalama çubuğu kullanılabilir. • Bu yakalama ucu, direğe mekanik olarak sabitlenmiş iniş iletkeni ile yere çakılacak en az iki adet topraklama çubuğuna bağlanması ve topraklama direnci en fazla 10Ω olacak şekilde topraklama yapılabilir. • Tüm topraklamalar aynı noktaya bağlanılarak eş potansiyel sağlanabilir. • Topraklama iniş iletkeni boğum veya sarkık görüntü yaratmayacak şekilde direğe mekanik olarak 2 m aralıkla sabitlenebilir. Şekil 5. Örnek meteoroloji istasyonu 78

1.2.5. GÜNEŞ ÖLÇÜM ELEMANI KABLO BAĞLANTISI NASIL YAPILMALIDIR? Tüm sensör ve enerji kabloları, cihaz emniyeti, görsel iyileştirme, direk üzerinde yük ve titreşim oluşturmaması için düzgün bir şekilde 1 m aralıkla direğe ve kollara klipsle bağlanmalıdır. Veri toplama ünitesinde sensör, enerji ve iletişim sistemi bağlantıları dayanıklı ve anlaşılır şekilde etiketlenmelidir. Aşağıda ölçüm elemanlarına ait kablolar direk üzerindeki klipslerle düzgün bağlantısı görülmektedir. Şekil 6. Güneş Ölçüm Elemanı Kablo Bağlantısı 1.2.6. PİRANOMETRE KABLO BAĞLANTISI NASIL YAPILMALIDIR? Piranometrenin kablo bağlantısı cihazın modeline ve üretici firmaya göre değişiklik gösterebilmektedir. Aşağıda örnek bir piranometrenin kablo bağlantısı gösterilmiştir. Ürünle birlikte gelen montaj kitapçığı cihazın tipine göre nasıl montaj edileceği hakkında genellikle detaylı bilgiler içermektedir. Bu bilgilerden yaralanarak montaj kolaylıkla yapılabilir. Şekil 7. Piranometre kablo bağlantısı 79

1.2.7. GÜNEŞLENME SÜRESİ SENSÖRÜ KABLO BAĞLANTISI NASIL YAPILMALIDIR? Bu tür sensörlerin kablo bağlantıları atmosferik koşullara dayanıklı ve su geçirmez özellikte olmaktadır. Genellikle soket şeklinde kolay sökülüp takılabilen kablo bağlantısına sahiptirler. + 70 ve – 40℃’deki sıcaklık aralıklarına dayanıklı elemanlardır. Üzerlerinde kurutma kartuşu ve kartuşun değişim zamanını gösteren nem göstergesi mevcuttur. Şekil 8. Güneşlenme süresi sensörü kablo bağlantısı 1.2.8. NEM SENSÖRÜ BAĞLANTISI NASIL YAPILMALIDIR? Nem sensörü ölçüm direğine montaj edildikten sonraki aşama kablo bağlantı aşamasına gelinir. Genelde bu sensörlerin kablo cihaz girişine soket ile yapılmaktadır. Öncelikle sensöre kablo ucundaki soket ile bağlantı yapılarak soket vidası iyice sıkıştırılır. Daha sonra kablo yaklaşık 2,5 cm kadar fazlalık bırakılarak konstrüksiyon üzerine klipslerle tutturulur. Klipsleme işleme kablonun ucu veri toplama ünitesine ulaşana kadar devam ettirilir. Kablolama işlemi bitince kablo ucu etiketlenerek veri toplama ünitesine bağlantısı yapılacak halde bırakılır. Şekil 9’da nem sensörü örnek bağlantısı görülmektedir. Şekil 9. Nem sensörü kablo bağlantısı 80

1.2.9. VERİ TOPLAMA ÜNİTESİ (DATALOGGER) KABLO BAĞLANTISI NASIL YAPILMALIDIR? Veri toplama üniteleri düşük güçlü önemli ölçüm uygulamaları için tasarlanan hassas yapıdaki cihazlardır. Merkezi işlem birimi (CPU), analog ve dijital giriş, analog ve dijital çıkış ve hafıza birimi içerisindeki kullanıcı tanımlı bir işletim sistemi programı ile birlikte kontrol edilmektedir. Program sayesinde veri kontrolü, veri alma, düzenleme ve gerçek zamanlı izleme imkânı sunmaktadır. Güvenilir veri toplama için üniteye uygun sensörler ve haberleşme cihazları bağlanması gerekmektedir. Sensörlerin yaptığı ölçümler uygun elektriksel büyüklüklere dönüştürülerek ünite içerisinde işlenir. Bu cihazlara ulaştırılacak elektriksel sinyaller hassas ve düşük güçlü olduğu için kablolama işleminin itina ile yapılması çok önemlidir. Kablo bağlantıları için ünitede her tip sensör için ayrı giriş klemensi mevcuttur. Klemens bağlantıları veri toplama ünitesinin bağlantı kılavuzunda belirtilmiştir. Klemensler ünitenin muhafaza içerisinde yer almaktadır. Kabloların uçları kablo pabucu takılarak ilgili klemense bağlantısı hassasiyetle gerçekleştirilir. Daha önce sensörlerin veri toplama ünitesine gelen kablo uçlarına takılan etiketlere dikkat edilerek bağlantılar gerçekleştirilir. Aşağıda veri toplama ünitesi panosu görülmektedir. Aşağıda veri toplam ünitesinin temel prensip şeması verilmiştir. Şekil 10. Veri kaydedici (Datalogger) 81

Şekil 11. Meteoroloji istasyonu veri kaydediciye verilerin aktarılması 82

MODÜL 5 FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMİ ELEKTRİKSEL BİLEŞENLERİNİN MONTAJI 83

Konu Konu Başlıkları Sayfa Kodu No Konu 1 Elektriksel Bileşen Hesaplamaları 86 1.1 Güneş Panelleri İçin Akü Hesabi Nasıl Yapılır? 86 1.2 Kablo Hesabı Nasıl Yapılır? (Kablo Hesabı Tablosu) 87 1.3 Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Güneş Sistemlerinde Enerji Depolama İçin 88 Uygulama 1.3.1 89 Sistem Yapılandırması 1.3.2 89 1.3.3 Şebekeden Bağımsız Çalışma Özelliği İçin Düzenlemeler 90 1.3.4 Akü: Ana Aşırı Akım Koruması 90 1.3.5 Akü İzolasyonu 91 1.3.6 FV Dizisi/Dizesi Aşırı Akım Koruması 91 DC Kabloları Ve Bileşen Değerleri 84

KONU 1 ELEKTRİKSEL BİLEŞEN HESAPLAMALARI 1.1. GÜNEŞ PANELLERİ İÇİN AKÜ HESABI NASIL YAPILIR? Akünün zaman içerisinde boşalarak beslediği elektrik miktarına kapasite denir ve amper/saat (A/h) olarak belirlenir. Kapasite, plakaların yüzey alanlarına, sayılarına ve kullanılan separatörlerin geçirgenliklerine bağlıdır. Bir akünün belirtilen gerilimde l saat devamlı olarak verebileceği akım miktarına akü kapasitesi denir. Akü kapasitesi, akü üzerinde amper saat (A/h) olarak belirtilir. Akü üzerinde markası dışında 12V 60 A/h 255 gibi ifadeler vardır. Bunların anlamı; 12 V: Akü gerilimi (voltajı) 60 A/h : Akü kapasitesi 255 A: Emniyetli olarak aküden alınabilecek maksimum akım miktarıdır. Bir akünün etiketinde örneğin 12 V 100A/h ibaresini okuyabiliriz. Teorik olarak bu akü 100 saat bir voltaj kaybına uğramadan yani 12 V gerilimle, 1 A akım üretecektir. 10 A akıma ihtiyaç olduğunda akümüz bunu 10 saat süreyle karşılayabilecektir. Ancak pratikte bu böyle gerçekleşmez. Özellikle yüksek akımlarda akünün iç direnci artar ve verebileceği akım azalır. İyi durumdaki bir akünün iki kutbu arasında ölçülecek voltaj 12,8 volttur. Aküden akım çekimi gerilim 11,6 volt değerine düştüğünde kesilmelidir. Bundan sonra akünün kalıcı hasar görmesi olasıdır. Akülerin ömürlerini uzun tutmak için kapasitesi %50’nin altında iken şarj edilmelidir. Verimleri %90 civarındadır. Güneş olmasa bile peş peşe güneşsiz geçecek günlerde ihtiyacını karşılayacak kadar akü kapasitesi gereklidir. Üç gün veya daha uzun süreyle arka arkaya güneş olmaması çoğu bölgemizde nispeten çok nadir olduğundan 3. güne de yetecek kadar fazla akü almak faydasına göre pahalı bir yatırımdır. Bunun yerine şebeke elektriğinin olduğu yerde 2 gün, olmadığı yerde 3 günlük ihtiyacını depolayacak kadar akü kullanımı uygun olacaktır. Bu da günlük tüketimi 5 kW olan bir ev için 10 kW’ı karşılayacak akü kapasitesi demektir. 12 V 1200 A/h’lik akü grubu 12 volt*1200 Amper-Saat =14.400 Watt depolayabilir. Akülerde depolananın tamamını hatta %70’inden fazlasını kullanmak akünün yapısını kısa zamanda bozmaktadır. Bu yüzden 12 V 1200 A/h bir akü grubu tasarlanan sistem için ideal olacaktır. Kapasitesi belli akü hücreleri birbirine bağlanarak daha yüksek kapasiteli bir akü grubu elde edilebilir. 12 V 1200 A/h’lik bir akü grubunun 6 adet 12 V 200 A/h’lik akülerin paralel bağlanarak oluşturulması mümkündür. Paralel bağlama sözcüğüyle ifade edilen bu işlemde hücrelerin (+) kutupları birbirine, (-) kutupları da birbirine bağlanır. Yapılan iş aslında hücrelerin aynı cins plakalarını haricî olarak birbirine bağlamaktır. Bu nedenle elde edilen akü grubunun toplam kapasitesi, hücre kapasitesinin hücre adedi ile çarpımı kadar olacaktır. Buna karşın akü grubunun gerilimi bir hücrenin gerilimi değerindedir. Örnek: Günlük elektrik tüketimi 10 kW olan bir ev için güneş panel sistemi kurulacaktır. Güneş panel sisteminin kurulacağı ev şebeke elektriğinin olduğu yerdedir. Bu sistem için kullanılması gerekli olan akü sayısı ve kapasitesini hesaplayınız? Çözüm: Güneş olmasa bile peş peşe güneşsiz geçecek günlerde ihtiyacını karşılayacak kadar akü kapasitesi gereklidir. Şebeke elektriğinin olduğu yerde 2 gün, olmadığı yerde 3 günlük ihtiyacını depolayacak kadar akü kullanımı uygun olacaktır. 2 günlük ihtiyacı depolayacak akünün gücü 2x P= 2 x 10000W (10kW) = 20000 W (20kW) P=IxV 20000=Ix12 I=20000/12=1666,66A Akülerde depolananın tamamını hatta %70’inden fazlasını kullanmak akünün yapısını kısa zamanda bozmaktadır. Bu yüzden hesaplanmış 1666,66 A’lık akü akımını %30 daha artırmak gerekmektedir. 85

I.30/100=1666,66x30/100=499,99A (Akünün yapısı bozulmasın diye kullanılmayacak %30’luk kısım) Son olarak akümüzün kapasitesi=1666,66A+499,99A=2166,65A=2200A’lık olmalı. 12 V 2200 A/h’lik tek bir akü bu güneş panel sistemi için yeterli olacaktır. 12 V 2200A/h’lik tek bir akü yerine 8 adet 12V 275A/h’lik akülerin paralel bağlanarak oluşturulması mümkündür 1.2. KABLO HESABI NASIL YAPILIR? (KABLO HESABI TABLOSU) 86

1.3. ŞEBEKEYE BAĞLI FOTOVOLTAIK GÜNEŞ SİSTEMLERİNDE ENERJİ DEPOLAMA İÇİN UYGULAMA Şebekeye bağlı bir FV sistemine bir akünün dahil edilmesinin üç ana sebebi vardır: • Günün ilerleyen saatlerinde kullanılması/şebekeye aktarılabilmesi için elektriği depolamak: Bu, genellikle sistem sahiplerinin kendi tüketim değerlerini artırmalarına izin vermek için yapılır – fazlalık olduğu zamanlarda elektrik, günün ilerleyen saatlerinde kullanılmak üzere depolanır. Besleme tarifelerinin daha yüksek olduğu zamanlarda, şebekeye enerji aktarılmasını kolaylaştırmak için de yapılabilir. • Şebekeye aktarılan elektrik miktarını sınırlamak için: Bazı sahalara, şebekeye aktarılabilecek elektrik miktarında sınırlandırma yapılabilir. Sisteme depolama eklemek, ara sıra ortaya çıkan ve aktarım sınır değerini aşan tepe değerlerin aküye yönlendirilmesine olanak sağlar ve dolayısıyla daha büyük bir sistemin kurulmasına izin verir. • Şebeke arızası durumlarında bir yedekleme sistemi sağlamak: İlk iki durum için depolama, genellikle sadece birkaç saat için gereklidir ve FV dizisinden gelen fazla enerjinin depolanmasıyla sınırlıdır, dolayısıyla akü boyutu oldukça küçük tutulabilir. Bununla birlikte, elektrik kesintileri sırasında yedekleme sağlamak üzere tasarlanmış sistemler, daha uzun depolama sürelerine, uzun süreli çalışmaya ve güç sağlamaları beklenen yüklerin gerekliliklerine uygunluk sağlamaları gerekeceğinden, önemli ölçüde daha büyük akü grupları gerektirecektir. Şekil 1. Şebekeye bağlı akü destekli FV sistemin tipik düzenlemesi Evirici-şarj cihazının derecelendirilmesi için de benzer bir husus geçerlidir. Elektrik kesintisi sırasında elektrik sağlaması gereken bir sistem, çalıştırması beklenen yüklerin boyutu nedeniyle, artırılmış bir derecelendirmeye ihtiyaç duyabilir. Aküler, ek işlevsellik sağlamasına rağmen şebekeye bağlı FV sistemine 87

bir akünün eklenmesi dikkatli bir değerlendirme gerektirir. Tüm sistemlerde enerjinin bir kısmının kaybolması doğal olduğundan, yapılacak bir değerlendirmedeki anahtar etken, akü sisteminin verimliliğidir. Ayrıca, akülerin tipik olarak sistemin ömrü içinde en az bir kez değiştirilmesi gerekeceğinden, çoğu akünün ömrünün, mali hususlara dahil edilmesi gerekecektir. 1.3.1. SİSTEM YAPILANDIRMASI Şebekeye bağlı akü depolama sistemleri, paketlenme ve kurulma şekillerinde önemli ölçüde farklılık gösterir. Bazı sistemler, sahada birbirine bağlanan bir dizi münferit bileşenden oluşur. Diğer bazı sistemler ise FV dizisine ve şebekeye bağlanmak için hazır halde, kablolaması önceden yapılmış tek bir ünite halinde gelir. Bir sistemin önceden paketlenmiş veya yerinde kurulumu yapılmış olup olmadığına bakılmaksızın, sistemi hangi yapı taşlarının oluşturduğunu ve bunların nasıl birbirine bağlandığını bilmek önemlidir, çünkü bu, bir sistemin kurulma, işletme ve performans şekli üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bir aküyü, şebekeye bağlı bir FV sistemine entegre etmenin iki temel yolu vardır: sistemin DC tarafında veya AC tarafında. Bu, aşağıdaki Şekil 2’de gösterilmektedir. Şemalarda da gösterildiği gibi, bunun, FV sisteminin çıktısının üretim sayacı tarafından nasıl kaydedildiği üzerinde önemli bir etkisi olabilir. Şekil 2. DC (sol) ve AC (sağ) kuplajlı tasarım örnekleri 88

1.3.2 ŞEBEKEDEN BAĞIMSIZ ÇALIŞMA ÖZELLİĞİ İÇİN DÜZENLEMELER Elektrik kesintisi sırasında güce ihtiyaç duyulduğu zaman, sistemi şebekeden ayırmak ve izole etmek için bir yol, sisteme dahil edilmelidir. Bu kolaylığı sağlayabilecek bir tasarım Şekil 3’te gösterilmektedir. Şekil 3. İzolasyon rölesi kullanılmış şebekeye bağlı sistem örneği Ancak bu durumun, evirici derecelendirmesinin tüm olası yükleri çalıştırmak için yeterli olması gerekliliğinden dolayı, yaygın bir yaklaşım olmadığı unutulmamalıdır. Şebekeden bağımsız çalışmanın gerekli olduğu durumlarda, bir sonraki şemada gösterildiği gibi, yükleri gerekli ve gerekli olmayan kısımlara ayırmak daha yaygındır. Şekil 4. Bölünmüş sistem tasarım örneği 89

Sistem yüklerini gerekli ve gerekli olmayan kısımlara bölmek, daha küçük bir evirici ve daha küçük akü kapasitesine izin verir. Eviricinin, yalnızca, elektrik kesintisi sırasında çalışması gereken yükleri kaldıracak şekilde boyutlandırılması gerekir. Daha düşük güç tüketimi nedeniyle akü kapasitesi de azaltılabilir. Çoğu sistem, bir elektrik kesintisinin ardından aküyü hızlı bir şekilde yeniden şarj etmek için şebekeyi kullanma olanağına da sahiptir (FV dizisinden daha yavaş bir yeniden şarj beklemek yerine). 1.3.3. AKÜ: ANA AŞIRI AKIM KORUMASI Akünün pozitif çıkış terminaline aşırı akım koruyucu bir cihaz takılmalıdır. Bu cihaz: (a) DC işletmesi için derecelendirilmiş olmalıdır, (b) Gerilim değeri anma akü geriliminin en az 1,25 katı olmalıdır. (c) Akünün anma kısa devre akımından daha yüksek bir kesme kabiliyetine sahip olmalıdır. Aşırı akım koruma cihazı, akü terminali ile koruyucu cihaz arasındaki kablo mümkün olduğu kadar kısa tutulacak şekilde kurulmalıdır. Koruyucu cihazın yerini belirlerken, aküden çıkan her türlü gazın dikkate alınması gerekir. 1.3.4 AKÜ İZOLASYONU Akünün çıkış terminallerine bir ayırıcı takılmalıdır. Bu cihaz: (a) Hem pozitif hem de negatif kabloları kesmelidir (b) DC işletmesi için derecelendirilmelidir, (c) Gerilim değeri, anma akü geriliminin en az 1,25 katı olmalıdır (d) Akünün anma kısa devre akımından daha yüksek bir kesme kabiliyetine sahip olmalıdır. İzolatör, akü terminalleri ile ayırıcı arasındaki kablo mümkün olduğu kadar kısa tutulacak şekilde kurulmalıdır. Akü ana aşırı akım koruma cihazı, bir izolasyon cihazı olarak derecelendirilmesi ve yukarıda listelenen akü ayırıcısının gerekliliklerini karşılaması koşuluyla, izolasyon cihazı olarak da değerlendirilebilir. 1.3.5. FV DİZİSİ/DİZESİ AŞIRI AKIM KORUMASI Bir akü, büyük arıza akımları yaratma kapasitesine sahip olduğundan, şebekeye bağlı bir FV sistemine akü eklenmesi, sistemin olası arıza akımlarını önemli ölçüde değiştirir. FV sisteminin d.a. tarafına bir akü bağlandığında; FV dizi, alt dizi veya dize aşırı akım koruması tasarım ve özellikleri, hem FV dizisinden hem de aküden gelen olası arıza akımlarını dikkate almalıdır. DC tarafına bir akü eklemek, DC sistem tasarımı ve DC tarafındaki aşırı akım koruma özelliklerini değiştirecektir. FV sisteminin DC tarafına bir akü bağlandığında ve arıza akımlarının aküden sistemin DC tarafına akma olasılığı olduğu yerlerde FV modüllerini korumak için dize aşırı akım koruma cihazları kullanılmalıdır: Basit bir sistemde, ana akü aşırı akım koruma cihazı, aküden gelen arıza akımlarını kesen tek cihaz olabilir. Bununla birlikte, daha karmaşık sistemlerde, akü ile söz konusu devre arasına ek koruyucu cihazlar takılabilir. Bu gibi durumlarda, yukarıdaki hususlar değerlendirilirken, en düşük kesme değerine sahip cihaz kullanılır. 1.3.6 DC KABLOLARI VE BİLEŞEN DEĞERLERİ FV sisteminin DC tarafına bir akü bağlandığında ve arıza akımlarının aküden sistemin DC tarafına akma olasılığı olduğu durumlarda, bu devrenin tüm kısımları (kablolar, konektörler, ayırıcılar vb.) IB'den veya 90

kaynağa yakın diğer bir cihazdan daha büyük bir akım değerine sahip olmalıdır. IB = ana akü aşırı akım koruma cihazının derecesi. Önceki bölümde detaylandırıldığı gibi, basit bir sistemde ana akü aşırı akım koruma cihazı, aküden akan arıza akımlarını kesen tek cihaz olabilir. Bununla birlikte, daha karmaşık sistemlerde, akü ve söz konusu devre arasına ek aşırı akım koruyucu cihazlar takılabilir. Bu gibi durumlarda, hesaplamalarda, en düşük kesme değerine sahip cihaz kullanılır. FV sisteminin DC tarafına bir akü bağlandığında, bu devrenin tüm kısımları (kablolar, konektörler, ayırıcılar vb.), anma pil geriliminin en az 1,25 katı veya maksimum dizi açık devre gerilimi değerinde bir derecelendirmeye sahip olmalıdır. 91

MODÜL 6 FOTOVOLTAİK GÜÇ SİSTEMLERİNİN BAKIM VE ONARIMI 92