Merak-Ettikleriniz_Solarpovver

ER
VV
SO
LA
R
PO
Güneş Elektriği Sistemleri,
Modelleme, Kurulum ve Analiz
www.solarpovver.com
1
Sorularınız için : [email protected]
VV
ER
Güneş Pili Sistemlerinin Tasarımı, Boyutlandırma ve Maliyet
Hesaplamaları
•Sistem tipleri: ۷ebekeye bağlı ve ayrık sistemler
PO
•Güneş pili ve sistem bile ۷enlerinin seçim kriterleri
LA
R
•Taşıyıcı yapılar (sabit, tek ve çift eksenli izleyiciler, yıllık enerji kazanımları,
rüzgar ve kar yükleri, vs)
SO
•Sistem ve bile۷enlerinin boyutlandırması, kurulum ve i۷letim maliyetlerinin
hesaplaması, örnekler
•Yaşlanma ve yıpranma sorunları ve ömürler
•Çevre sorunları
www.solarpovver.com
2
Sorularınız için : [email protected]
ER
VV
PO
SO
LA
R
?
Charles Fritts
(1818-?)
İlk güneş pili: 1884, %1 verim
Alexandre-Edmond Becquerel
(1820 - 1891)
Fotovoltaik Etkinin Keşfi : 1839
www.solarpovver.com
3
Sorularınız için : [email protected]
Güneş Pillerinin Fiyat ve Maliyetlerindeki Değişim
SO
LA
R
PO
VV
ER
1958: ~$1,000 / Watt
1970s: ~$100 / Watt
1980s: ~$10 / Watt
1990s: ~$3-6 / Watt
2000-2004:
~$1.8-2.5/ Watt (cost)
~$3.50-4.75/ Watt (price)
2005 2009
$1.50 $1.00 / Watt (cost)
www.solarpovver.com
4
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Sistem bileşenleri
ER
•PV modüller (kristal yada ince film tabanlı teknolojiler)
VV
•Modüle Taşıyıcıları (sabit, tek yada çift eksenli izleyicili)
•arj kontrol cihazı (şebekeden ayrık sistemlerde)
PO
•Aküler (şebekeden ayrık sistemler ve bazı şebekeye bağlı sistemler)
•Evirici (İnvertör) (AC uygulamalarda)
LA
R
•DC ve AC kesiciler ve sonlandırıcılar
•Bağlantı kutuları, kablolar
SO
•Monitöring (izleme) sistemleri
www.solarpovver.com
5
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
www.solarpovver.com
6
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Ulaşılan maksimum
verimler
Güneş Pilleri
Tek kristal (Mono/single crystalline)
Çoklu kristal (Poly/multi crystalline)
VV
İnce film (Thin film)
ER
Kristal Silikon (Crystalline silicon)
Mono-c: %25
Poly-c: %20
a-Si:
% 12
c-Si , (x-Si): kristal silikon (1.1 eV band gap)
c-Si:
% 13
CIGS/CIS: Cupper-Indium-Gallium-Selenide
CdTe:
%18
CdTe/CdS: Cadmium Telluride, Cadmium Sulfur
CIGS:
%19.9
Çok jonksiyonlu (multijunction, tandem): a-Si/c-Si
MJ:
%42.8
DSSc/DSC/DYSC: Duyarlı Boya (Dye-sensitized )
DSSc:
%8.2
Organik/polimer
OP:
%6.5
SO
LA
R
PO
a-Si: amorf silikon (1.7 eV band gap)
www.solarpovver.com
7
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
VV
ER
Standart Test Koşulları
1 sun – 1000 watts/m2 = 1kW/m2
25 oC Sıcaklık
AM 1.5 (Air Mass Ratio)
SO
LA
R
PO
Önemli Büyüklükler:
I-V curves
Açık devre gerilim: VOC,
Kısa devre akımı: ISC,
Anma gücü (rated power): Pm,
Maksimum güçteki gerilim ve akım değerleri
Sıcaklık katsayıları
Farklı ı۷ınım yoğunluğu değerleri için güç ve V-I grafikleri
Modül ölçüleri
www.solarpovver.com
8
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
SO
1.56 m x 0.8 m
Modül Alanı: Am = 1.25 m2
LA
R
PO
VV
ER
Mono/single Crystalline
www.solarpovver.com
9
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Mono/single Crystalline
Örnek seçilen modül: SunPower 230
o
25 0C sıcaklığındaki güç: Pm = 230 W @ 25 C
VV
Pm
230 W
=
= %18.4
Pds × A 1000 W × 1.25 m 2
m2
[
PO
Standart Verim: η STC =
Pm
230 W
=
= 184 W/m 2
2
Am 1.25 m
ER
25 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: Pm , d =
]
LA
R
T
STC
45 0C sıcaklığındaki güç: Pm = Pm 1 + (T − 25)α p = 230[1 + (45 − 25)(−0.0038)] = 212 W
T
m, d
SO
45 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: P
45
0C
PmT
212 W
2
=
=
=
170
W/m
Am 1.25 m 2
PmT
212 W
=
= %17
sıcaklığındaki verim: ηT = s
W
Pd × A 1000
× 1.25 m 2
2
m
www.solarpovver.com
10
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
SO
LA
R
PO
VV
ER
Poly-Crystalline
2 m x 0.95 m
Modül Alanı: Am = 1.9 m2
www.solarpovver.com
11
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Poly-Crystalline
Örnek seçilen modül: SunTech STP270
o
25 0C sıcaklığındaki güç: Pm = 270 W @ 25 C
Pm
270 W
=
= %14
Pds × A 1000 W ×1.9 m 2
m2
VV
η STC =
[
PO
Standart Verim:
Pm 270 W
2
=
=
142
W/m
Am 1.9 m 2
ER
25 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: Pm , d =
]
LA
R
T
STC
45 0C sıcaklığındaki güç: Pm = Pm 1 + (T − 25)α p = 270[1 + (45 − 25)(−0.0047)] = 245W
T
m, d
SO
45 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: P
45
0C
PmT 245W
2
=
=
=
129
W/m
Am 1.9 m 2
PmT
245W
=
= %12.9
sıcaklığındaki verim: ηT = s
W
Pd × A 1000
× 1.9 m 2
2
m
www.solarpovver.com
12
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
SO
LA
R
PO
VV
ER
Çok jonksiyonlu (multijunction, tandem): a-Si/c-Si
1.7 m x 1 m
Modül Alanı: Am=1.7 m2
200 W/m2 ı۷ında 1000 W/m2 ı۷ınım ko۷uluna göre
verimdeki azalma %12 dir (25 oC ve AM 1.5)
www.solarpovver.com
13
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Çok jonksiyonlu (multijunction, tandem): a-Si/c-Si
Örnek seçilen modül: Sontor SN2-145
Pm, d =
PO
[
]
PmT = PmSTC 1 + (T − 25)α p = 145[1 + (45 − 25)(−0.004)] = 133W
SO
45 0C sıcaklığındaki güç:
Pm
145W
=
= %8.5
s
W
Pd × A 1000
× 1.7 m 2
2
m
R
η STC =
LA
Standart Verim:
Pm 145W
=
= 85 W/m 2
2
Am 1.7 m
VV
25 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu:
ER
o
25 0C sıcaklığındaki güç: Pm = 145W @ 25 C
45 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu:
T
m, d
P
PmT 133W
=
=
= 78 W/m 2
2
Am 1.7 m
T
P
133W
m
=
= %7.8
45 0C sıcaklığındaki verim: ηT = s
Pd × A 1000 W × 1.7 m 2
m2
www.solarpovver.com
14
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
SO
LA
R
PO
VV
ER
CdTe ince film
1.2 m x 0.6 m
Modül Alanı: Am=0.72 m2
www.solarpovver.com
15
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
CdTe ince film Örnek seçilen modül: Calyxo CX-65
o
25 0C sıcaklığındaki güç: Pm = 65W @ 25 C
Pm
65W
=
= %9
Pds × A 1000 W × 0.72 m 2
m2
VV
η STC =
PO
Standart Verim:
Pm
65W
2
=
=
90
W/m
Am 0.72 m 2
[
]
R
PmT = PmSTC 1 + (T − 25)α p = 65[1 + ( 45 − 25)(−0.0025)] = 62 W
LA
45 0C sıcaklığındaki güç:
ER
25 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: Pm , d =
T
m, d
SO
45 0C sıcaklığındaki güç yoğunluğu: P
PmT
62 W
=
=
= 86 W/m 2
2
Am 0.72 m
T
P
62 W
m
0
η
=
=
= %8.6
45 C sıcaklığındaki verim: T
s
W
Pd × A 1000
× 0.72 m 2
2
m
www.solarpovver.com
16
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
İnce film üretici firmalardan bazıları
•Sontor/Q-Cell (a-Si)
•Calyxo/Q-Cell (CdTe)
•Solibro/Q-Cell (CIGS)
•United Solar Ovonic
•Sharp
•Kaneka
•Mitsubishi heavy industries
•Fuji electric systems
•Innovalight
•Ersol solar energy
•ENN Solar Group (China)
•Xunlight corporation
•Sungen international limited
Anahtar teslim üretim tesisi kuran bazı firmalar
•OptiSolar
•Applied Materials
•VHF technologies
•Anwell Technologies Limited
•Oerlikon Solar
•Ulvac
•HindHigh Vac
www.solarpovver.com
17
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Organic PV
Dye Sensitized PV
www.solarpovver.com
18
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
www.solarpovver.com
19
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
İnce Film Fotovoltaiklerin Temel Avantajları
VV
ER
• Ucuz (100 kat az Si ve üretim kolay)
• Gücün sıcaklık bağımlılığı daha az
• Verimin solar radyasyon yoğunluğuna
bağımlılığı daha az
• Üretim ve uygulama (BIPV) kolaylığı
PO
Temel Dezavantajı
• Dü۷ük verim: güç ba۷ına daha fazla yer
LA
R
Mono/Poli kristal Fotovoltaiklerin Temel Dezavantajları
SO
• Pahalı
• Gücün sıcaklık bağımlılığı daha fazla
• Verimin solar radyasyon yoğunluğuna bağımlılığı daha
fazla
• Üretim ve uygulama (BIPV) kolaylığı
Temel Avantajı
• Yüksek verim: güç ba۷ına daha az yer
www.solarpovver.com
20
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
PV teknolojisinin seçiminde temel kriter
Mono/poli kristal PV
Yer sorunu yoksa
İnce film PV
VV
ER
Yer sorunu varsa
PO
Bir PV modülün yıllık üretebileceği enerjinin hesabı
1) Uygulamanın yapılacağı bölgedeki yıllık güne۷ ı۷ınımı yoğunluğu değerini bul
SO
LA
R
•GEPA (Elektrik İ۷leri Etüt İdaresi, www.eie.gov.tr)
•Meteoroloji istasyonu verisi (Devlet Meteoroloji İ۷leri Genel Müdürlüğü,
www.meteor.gov.tr)
•Pyronometer ile yerine yıllık ölçüm
2) Kullanılacak PV modülün 45 oC için verimini hesapla
3) Yıllık enerji üretimi
E m = E dsη Am
www.solarpovver.com
21
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
SO
LA
R
PO
VV
ER
GEPA: Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası (www.eie.gov.tr)
www.solarpovver.com
22
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
www.solarpovver.com
23
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Mono
Verim %18.4@ 25 oC
Verim %17@ 45 oC
ER
100 m 2 alandan YııllıkEnerji Üretimi :
kWh
× 100m 2 × 0.17 = 23000 kWh
2
m yıı
R
PO
VV
1400
LA
100 m 2 alandan YııllıkEnerji Üretimi :
kWh
1400 2 × 100m 2 × 0.13 = 18200 kWh
m yıı
SO
CdTe
Verim %9@ 25 oC
Verim %8.6@ 45 oC
Poli
Verim %14@ 25 oC
Verim %13@ 45 oC
100 m 2 alandan YııllıkEnerji Üretimi :
1400
kWh
× 100m 2 × 0.086 = 12040 kWh
2
m yıı
www.solarpovver.com
24
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
•100 m²’ lik bir dairede yaşayan 4 ki۷ilik bir ailenin aylık ortalama elektrik
tüketimi 250 kWeh’ tir.
ER
•Yıllık enerji ihtiyacı: 12x250=3000 kWe h/yıl
VV
•Yakla۷ık 3 kW’lık kurulu güce sahip bir sistem bu evin aylık elektriğini
kar۷ılayabilmektedir.
www.solarpovver.com
LA
Pm =
SO
kWh
E = 1400 2
m yıı
kW
Pds = 1 2
m
E ds
h
=
1400
yıı
Pds
s
d
R
PO
s
P
E
E m = η E ds Am = s m E ds Am = Pm ds ⇒
Pd Am
Pd

 =
E۷değer güç faktörü= 
=

25
Em
3000
=
= 2 .2 kW
s
s
1400
E d Pd
1400
1
=
8760 6 .25
1800
1
=
8760 4 .85
İstanbul
Antalya
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Kayıplar
Kayıp oranı
Off-Gride
SO
LA
R
Gerekli kurulu güç
= 0 .9 × 0 .95 × 0 .95 = 0 .81
2 .2 kW
Pm =
= 2 .7 kW
0 .81
PO
On-Gride
VV
ER
•Paneller için sıcaklık düzeltmesi nedeniyle: 0.9
•Akü ۷arj verimi:0.90 (ömür boyu ortalama)
•Akü de۷arj verimi: 0.90 (ömür boyu ortalama)
•İnvertör Verimi: 0.95
•Kablo kayıpları vb. Durumlar için: 0.95
Kayıp oranı
Gerekli kurulu güç
www.solarpovver.com
= 0 .9 × 0 .9 × 0 .9 × 0 .95 × 0 .95 = 0 .65
2 .2 kW
Pm =
= 3 .3 kW
0 .65
26
Sorularınız için : [email protected]
Güneş pili sistem bileşenleri, seçim ve boyutlandırma
Sistem Tasarımında İzlenecek Yol
SO
LA
R
PO
VV
ER
•Kullanıcının yıllık ihtiyacının belirlenmesi (varsa tüketimi
azaltıcı önlemleri önerilemesi)
•Uygulama bölgesi için güne۷ ı۷ınımının belirlenmesi
•PV Modüllerin seçimi
•DC-AC Invertörün seçimi
•Maksimum Güç İzleme Penceresinin PV lerle uyumunun
kontrolü
•Maksimum DC gerilim ve akımının PV lerle uyumu
•Modül grubunun Voc ve Isc değerlerinin invertörün değerleriyle
uyumunun kontrolü
•Akü olacaksa, otonomi süresi ve akü ۷arj-de۷arj verimleri
gözönüne alınarak kapasitenin belirlenmesi
•Akü olması durumunda ۷arj kontrol cihazının belirlenmesi
•Maksimum Güç İzleme Penceresinin PV lerle uyumunun
kontrolü
www.solarpovver.com
27
Sorularınız için : [email protected]
ER
PV Sistem Tipleri
SO
LA
R
PO
VV
Grid Interactive
Grid Interactive with Battery Back-Up
Stand Alone
Stand Alone with Battery Back-Up
www.solarpovver.com
28
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Gride Interactive PV
www.solarpovver.com
29
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Gride Interactive with Battery
www.solarpovver.com
30
Sorularınız için : [email protected]
ER
Stand-Alone System
SO
LA
R
PO
VV
•Cathodic Protection
•Air circulation
•etc.
www.solarpovver.com
31
Sorularınız için : [email protected]
•Rural Electrification
•Communications
•Lighting
•Millitary
•Etc.
SO
LA
R
PO
VV
ER
Stand Alone with Battery Back-Up
www.solarpovver.com
32
Sorularınız için : [email protected]
ER
VV
PO
R
LA
Paralel Bağlama
SO
Seri Bağlama
www.solarpovver.com
33
Sorularınız için : [email protected]
ER
VV
PO
R
LA
SO
Seri ve paralel birlikte
www.solarpovver.com
34
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Bir PV Sisteminde aynı modüller kullanılmalı.
Aksi durumlarda ciddi güç düşümleri olabilir
www.solarpovver.com
35
Sorularınız için : [email protected]
ER
VV
PO
R
LA
SO
www.solarpovver.com
36
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Aküsüz sistemlerde invertör seçerken verim dışında
gözönüne alınması gereken parametreler:
1. MPPT etkinliği (yarı bulutlu havada MPPT yeteneği)
2. Yüksek sıcaklıkta çıkış gücü
3. Ürün güvenirliliği
4. DC gerilim penceresi ve çalışmaya başlanma noktası
www.solarpovver.com
37
Sorularınız için : [email protected]
ER
VOLTAGE INPUT FOR
BATTERYLESS GRID-TIED INVERTERS
VV
1. Series string voltage needs to
fit the inverter’s input
window
SO
LA
R
PO
2. Voltage in a series string
varies with temperature
www.solarpovver.com
3. If PV array voltage is lower
than inverter’s window no
energy production
4. If PV voltage exceeds
inverter’s window could
damage unit or void warranty
38
Sorularınız için : [email protected]
VV
ER
AVAILABLE GRID-TIED INVERTERS
SMA
R
PO
Source:
POWER ONE
Source:
www.power-one.com XANTREX
www.sma-america.com
Source: www.xantrex.com
KACO
FRONIUS
Source:
www.fronius.com
www.solarpovver.com
SO
LA
Source:
www.kacosolar.com
PV POWERED
Source:
www.pvpowered.com
SOLECTRIA
Source: www.solren.com
39
Sorularınız için : [email protected]
R
LA
Source: www.outbackpower.com
OUTBACK
SO
SMA
Source: www.smaamerica.com
PO
VV
ER
AVAILABLE GRID-TIED (WITH BATTERIES) INVERTERS
www.solarpovver.com
XANTREX
BEACON
Source: www.xantrex.comSource: www.beaconpower.com
40
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Topraklama
www.solarpovver.com
41
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Tüm donanımlar topraklanmalı
www.solarpovver.com
42
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Gerçek topraklama yapılmalı
www.solarpovver.com
43
Sorularınız için : [email protected]
Taşıyıcı yapılar
İzleme Ekseni Sayısına göre İzleyiciler
VV
ER
Sabit
Tek eksenli izleyici
Düşey
Yatay (Türkiye için yıllık enerjide %25 iyileşme, aynı zamanda daha az yer
ihtiyacı)
PO
Çift eksenli izleyici (Türkiye için yıllık enerjide %30 iyile۷me, daha az yer ihtiyacı)
Global
Sabit
(30o)
5.2
Tek eksenli Tek eksenli
E/W
N/S
SO
Radiation
(kWh/m2d)
LA
R
Madrid’deki bir PV dizisine gelen günlük enerji yoğunluğunun
yıllık ortalama değerleri
Çift
eksenli
5.61
6.24
7.08
%8
%20
36
Direkt
3.48
4.46
5.15
Difüzif
2.13
1.78
1.93
Yüzde artış
www.solarpovver.com
44
Sorularınız için : [email protected]
VV
ER
Taşıyıcı yapılar
(Yükseklik açısını izliyor)
SO
LA
R
PO
Yatay eksenli
Sabit eksenli
www.solarpovver.com
Düşey eksenli (Azimuth açısını izliyor)
45
Sorularınız için : [email protected]
Taşıyıcı yapılar
Sürücü mekanizmalar
İzleme mekanizması
Aktif
Doğrudan elektrik motorlu tahrik
Hidrolik motorlu tahrik
Pasif
Isınan havayla tahrik
Foto algılayıcı: kapalı havalar gibi
ER
difüzif radyasyon ko۷ullarında sorunlu
PO
VV
Astronomik/kronolojik
•Korozyona dayanıklı malzemeden yapılmalı
(deniz kenarındaki bölgeler, panel yıkama vs.)
R
•Basit mekanizmalı olmalı: Bakımı ve arıza olasılığı az olması için
LA
•Az enerji tüketimi olmalı
SO
İzleyici mekanizmalı taşıyıcıların olumsuz tarafları
İlk yatırım maliyeti artırır (çift eksenli 350 $/m2 PV ‘nin yaklaşık %20 si) İ۷letme maliyetini artırır (bakım ve onarım giderleri, enerji tüketimleri) Sistem güvenilirliğini azaltır (arıza olasılığını artırır)
Uygulamayı sınırlar: Örneğin bina uygulamalarında
www.solarpovver.com
46
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Sabit panellerin yerle olan uygun açıları
www.solarpovver.com
47
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Türkiye için sabit panellerin yerle olan uygun açıları
Yaz konumu: 41-23=18
36-23=13
Türkiyenin enlem aralığı: 41-36
Kı۷ konumu: 41+23=64
36+23=59
Dünya ekseninin açısı: 23
www.solarpovver.com
İstanbul için yıllık ortalama: 30
48
Sorularınız için : [email protected]
Taşıyıcı yapılar
Rüzgar Yükü
2
Vair2 SF
PV : Pascal = N m 2
ER
PV =
ρ air
ρ air : kg/m 3 , ρ air ≅ 1.2 kg/m 3
VV
Rüzgar basıncı:
V (km/h)
PV (Pa)
5
18
15
10
36
60
15
54
135
20
72
240
24
30
108
540
55
40
144
960
98
50
180
1500
153
SF: Shape factor
R
V (m/s)
www.solarpovver.com
Pv
(kg/m2)
LA
SF=1
PO
Vair : m/s
SO
1.5
Ülkemizdeki maksimum fırtına hızı:
≈110 km/h
6
14
Yaratabileceği basınç: 540 Pa
PV panellerin dayanımı: 2400 Pa
245 kg/m2
Dayanabileceği rüzgar hızı: 228 km/h
49
Sorularınız için : [email protected]
Taşıyıcı yapılar
Kar Yükü
VV
R
f snow = ρ snow × 9 .81 ≅ 300 − 2000 N m 3
LA
Karın özgül ağırlığı:
PO
ρ snow = 30 − 200 kg m 3
ER
Kar yoğunluğu: %3 - %20 x su yoğunluğu
Kar yükü (Pa)
Kar yükü (kg/m2)
0.1
30-200
3-20
0.5
150-1000
15-100
1
300-2000
30-200
www.solarpovver.com
SO
Kar yüksekliği (m)
50
PV panellerin dayanımı:
2400 Pa
245 kg/m2
Taşıyabileceği kar yükü:
8 - 1.2 m
Sorularınız için : [email protected]
Taşıyıcı yapılar
VV
ER
İzleyici sistemli taşıyıcı uygulayan bazı firmalar
Germany
SO
LA
R
PO
USA
SunPower, USA
www.solarpovver.com
Titan Tracker, Spain
51
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
40 MW, Waldpolenz Energy Park, Germany
23 MW, Jumilla Solar Power Plant, Spain
21 MW, Calavéron Solar PV,
Spain
20 MW, Solarpark Beneixama,
Spain
20 MW, SinAn Power Plant,
Korea
14 MW, Nellis Solar Power Plant, USA
11 MW, Serpa Solar Power Plant, Portugal
26 MW, Fuente Álamo Power Plant, Spain
ER
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
www.solarpovver.com
52
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
Bolanden, Germany / Dec2009
Nominal Power
40 MWp
ER
Location / Startup Date
36.36 W/m²
Global Radiation
1121 kWh/m²-year
VV
Power per meter square
CdS/CdTe Thin-film
Number of modules
550,000 modules
Support System
Fixed
Electricity Production
40,000 MWh/year
Energy/ peak power
1000 MWh/MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.11
CO2 Reduction
625 t/MW-year
Manufacturing and installation
cost
4.88 $/W
Operating and Maintenance
cost
0.05 $/W-year
Feed-in Tariffs
0.33-0.38 €/kWh (49,40-56,51 ¢/kWh)
SO
LA
Waldpolenz Energy Park
R
PO
Type of modules
www.solarpovver.com
53
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
La Hoya de Vicentes,
Spain/2007
Nominal Power
23 MWp
VV
ER
Location / Startup Date
23 W/m²
Global Radiation
1750 kWh/m²-year
Type of modules
Multi-
Number of modules
120,000 modules
Support System
single-axis
Electricity Production
30,000 MWh/year
Energy/ peak power
1300 MWh/MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.15
CO2 Reduction
1826 t/MW-year
Manufacturing and
installation cost
9.39 $/W
Operating and Maintenance
cost
0.09 $/W-year
Feed-in Tariffs
0.44 €/kWh (64.73 ¢/kWh)
Jumilla
(Murcia)
www.solarpovver.com
SO
LA
R
PO
Power per meter square
54
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
Calavéron, Spain / 2008
Nominal Power
21 MWp
ER
Location / Startup Date
21.2 W/m²
Global Radiation
1750 kWh / m²-year
Type of modules
Multi-
Number of modules
96,000 modules
Support System
dual-axis
Solarpark
Calavéron
www.solarpovver.com
SO
LA
R
PO
VV
Power per meter square
55
Electricity Production
40,000 M Wh / year
Energy/ peak power
1886 MWh / MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.22
CO2 Reduction
1839 t / MW-year
Manufacturing and installation
cost
N/A
Operating and Maintenance cost
N/A
Feed-in Tariffs
0.44 €/kWh (64.73 ¢/kWh)
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
Nominal Power
20 MWp
Power per meter square
40 W/m²
Global Radiation
1934 kWh/m²-year
VV
ER
Location / Startup Date
Province Alicante,
Spain/2007
Multi-
Number of modules
100,000 modules
www.solarpovver.com
SO
Solarpark
Beneixama
LA
R
PO
Type of modules
Support System
single-axis
Electricity Production
30,000 MWh/year
Energy/ peak power
1500 MWh/MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.19
CO2 Reduction
1500 t/MW-year
Manufacturing and installation
cost
N/A
Operating and Maintenance cost
N/A
Feed-in Tariffs
0.44 €/kWh (64.73 ¢/kWh)
56
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
Nominal Power
20 MWp
ER
Location / Startup Date
Jeollanam-do, South
Korea/2008
33 W/m²
Global Radiation
1314 kWh / m²-year
Type of modules
N/A
PO
VV
Power per meter square
108,864 modules
Support System
single-axis
SO
LA
R
Number of modules
SinAn Power Plant
www.solarpovver.com
Electricity Production
33,000 MWh / year
Energy/ peak power
1650 MWh / MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.19
CO2 Reduction
1200 t / MW-year
Manufacturing and installation
cost
7 $/W
Operating and Maintenance cost
0.07 $/W-year
Feed-in Tariffs
677.38 KRW/kWh (0.4 €/kWh, 51
¢/kWh)
57
Sorularınız için : [email protected]
ER
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
Nevada, USA / 2007
Nominal Power
14 MWp
VV
Location / Startup Date
24.56 W/m²
Global Radiation
1800 kWh / m²-year
PO
Power per meter square
Mono-
Number of modules
70.000 modules
Support System
single-axis
Electricity Production
25,000 MWh / year
Energy/ peak power
1785 MWh / MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.2
CO2 Reduction
1785 t / MW-year
Manufacturing and installation
cost
7.143 $/W
Operating and Maintenance
cost
0.07 $/W
Feed-in Tariffs
40 ¢/kWh (0.31 €/kWh)
SO
LA
R
Type of modules
Nellis Solar Power Plant
www.solarpovver.com
58
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
ER
Location / Startup Date
11 MWp
Power per meter square
18.3 W/m²
Global Radiation
1900 kWh / m²-year
Type of modules
N/A
Number of modules
52,000 modules
Support System
single-axis
Electricity Production
23,000 MWh / year
Energy/ peak power
2.090 MWh / MWp-year
Cont. power equ. Factor
0.24
CO2 Reduction
2727 t / MW-year
Manufacturing and installation
cost
N/A
Operating and Maintenance
cost
N/A
Feed-in Tariffs
0.32 €/kWh (41 ¢/kWh)
VV
Nominal Power
PO
R
LA
SO
Serpa Solar Power Plant
www.solarpovver.com
59
Alentejo, Portugal /
2007
Sorularınız için : [email protected]
Some Examples of MW-scale PV Power Plants in the World
A Brief Comparison of the MW-scale PV Power Plants in the World
Waldpolenz
Germany
Jumilla
Spain
Calavéron
Spain
Beneixam
a
Spain
SinAn
Korea
Nellis
USA
Serpa
Portugal
Nominal Power (MWp)
40
23
21
20
20
14
11
26
Startup Date
Dec 2009
Nov 2007
May 2008
Sep 2007
Jan 2007
Sep 2008
Power per meter square (W/m2)
36
23
21
40
33
25
18
42
Global Radiation (kWh/m²-year)
1121
1750
1750
1934
1314
1800
1900
1750
Type of Modules
Thin-film
(CdTe)
Multi-c
N/A
Multi-c
N/A
Mono-c
N/A
Mono&Multi
-c
Support System
fixed
dual-
N/A
single-
single-
single-
N/A
Electricity Production (MWh/year)
40,000
30,000
47,400
30,000
33,000
25,000
23,000
44,000
Energy per Peak Power (MWh/MWpyear)
1,000
1,300
2,052
1,500
1,650
1,785
2,090
1,692
Continuous Equivalent Power Factor
(MWx 8760h/MWh)
8.76
6.74
4.27
5.84
5.31
4.91
4.20
5.18
CO2 Reduction (t/W-year)
0.63
1.83
2.16
1.50
1.20
1.79
2.73
0.58
Manufacturing and Installation Cost
($/W)
4.88
9.39
N/A
N/A
7.00
7.14
6.80
10.96
Operating and Maintenance Cost
($/W-year)
0.05
0.09
N/A
N/A
0.07
0.07
0.07
0.11
Feed-in Tariff (¢/kWh)
49.4 - 56.5
64.7
70.0
64.7
62
40.0
41.0
64.7
VV
PO
R
single-
LA
SO
ER
Name of Power Plant
May
20
08
Dec
20
07
Fuente
Álamo
Spain
Güneş Elektriği Sistemleri, Modelleme, Kurulum ve Analiz Kursu, 10-11 Nisan 2009, Istanbul Teknik Universitesi, SDKM, Maslak, Istanbul. Güneş Pili Sistemlerinin Tasarımı,
Boyutlandırma ve Maliyet Hesaplamaları, Prof. Dr. Altuğ Şişman, İTÜ Enerji Enstitüsü
www.solarpovver.com
60
Sorularınız için : [email protected]
Yer Seçiminde Gözönüne Alınması Gereken Kriterler
Parameters
Expectation
Solar global radiation
>1400 kWh/m²-year
ER
Meteorological properties
temperature due to low latitute degree
warm
wind speed
low
low
humidity, smoke, fogs, haze, airborne dust
Power distribution networks access
PO
Distance of Transportation
VV
vapor pressure
Proximity to transmission
Land price
low
low distance
low distance
low
incline
low
South
LA
geographical direction
R
Topographical and Geological Properties
ground structure for the construction
suitable
SO
Intensity of natural disasters occurrence
Earthquake risk
low
Torrent risk
low
Soil erosion risk
low
Population and human labor
Aggregation of people
adequte
Industrial facilities
adequte
Availability of the water
Necessary for the facilities and the workforce demands
www.solarpovver.com
61
low distance
Sorularınız için : [email protected]
Low Solar Radiation
LA
R
PO
VV
ER
(Low Energy Production)
High Elevation and Mountains
(Undulating Land and Blanket of Snow)
SO
Proper Area
www.solarpovver.com
62
Sorularınız için : [email protected]
SO
LA
R
PO
VV
ER
Yaşlanma ve yıpranma sorunları ve ömürler
www.solarpovver.com
63
Sorularınız için : [email protected]
Fotovoltaiklerin Dayanımları, Yaşlanmaları ve Ömürleri
ER
Genel olarak garanti süreleri: 20-25 yıl
Silikon hücrelerin ideal ko۷ullarda neredeyse sonsuz ömürleri vardır.
VV
Ancak pratikte modüllerin çıkı۷ gücü zamanla azalır.
R
PO
Güç kaybının genel olarak 10. yılın sonunda maksimum %10 ve 20. yılın sonunda
ise maksimum %20 olması beklenir.
LA
Lamine edilmi۷ kristal modüller 30 yıl ömür göz önüne alınarak üretilirler.
SO
Bu güç kaybının 3 temel nedeni vardır:
1. Nem: Modül içersine sızan nemin iletkenlerde yarattığı korozyon,
2. UV Işınları: UV ı۷ınlarının zamanla modül dı۷ yüzeyi ile hücre arasında yer
alan malzemenin optik geçirgenliğini olumsuz yönde etkilemesi,
3. Isıl çevrimler: Isıl gerilme çevrimleri sonucu hücre ve optik mazlemede
mikro çatlaklar olu۷ması, kontaklardaki metal atomlarının yarı-iletken yapısa
göç ederek yarı-iletkenin özelliklerini bozması, vb.
www.solarpovver.com
64
Sorularınız için : [email protected]
Yaşlanma ve yıpranma sorunları ve ömürler
ER
Yaşlanma
• Zamana yayılı: iletkenlerde korozyon ve optik yapıların özelliklerinde
zamanla kötüle۷mesi sonucunda
• Ani: Modüle içerisndeki bir hücrede olu۷an kırılma, çatlama, kontak
kopması vs gibi arıza sonucunda
VV
Modüledeki hücrelerde oluşan yaşlanma ve yıpranmalar
PO
•İçeri sızan su buharı nedeniyle kontaklarda ve iletken yapılarda korozyona
bağlı iç direnç artı۷ı: Modül koruyucusunun (ki çoğu zaman EVA: Ethylene Vinyl Acetate) ve
LA
R
arka tabakanın (ki genelde Polyvinyl Fluoride Films) zamanla i۷levlerini yitirmesidir. Böylece panel
içersine nem girerek hücrelerde ve iç elektrik bağlantılarında korozyona neden olur. Sonuç olarak
modülün iç direnci artar ve çalı۷ma gerilimi dü۷er. Özellikle UV ı۷ınları bu malzemelerin elastik
özelliklerini zayıflatır ve sertle۷melerine sebeb olur.
SO
•p-n eklemine kontak noktalarındaki metal atomlarının zamanla göç etmesi
sonucu eklem direncinin artması,
•Anti-yansıtma (antireflection) bozulması:
UV ı۷ınları hücrelerle ön cam arasındaki EVA
tabakasını da bozar ve bu bozulma daha az ı۷ığın hücrelere ula۷masına yol açar.
•Hücrenin kısa devre olması: Özellikle ön ve arka kontakların birbirine çok yakın olduğu ince
film PV lerde korozyon yada hasarlı hücre malzemesi tarafından kısa devre olu۷ur.
www.solarpovver.com
65
Sorularınız için : [email protected]
Arıza ve Yaşlanma Nedenleri
Açık devre haline gelme:
Isıl çevrimler,
ER
VV
¯ iddetli hava ko۷ulları,
PO
Üretimde olu۷an ancak fark edilmeyen çok
ince çatlaklar zamanla hücrede büyük
çatlaklar yaratabilir.
SO
LA
R
Çok
sayıdaki
kontak
noktaları
ve
“interconnect-busbars”
pilin
çalı۷masını
sürdürmesini önemli ölçüde sağlasar.
www.solarpovver.com
66
Sorularınız için : [email protected]
Arıza ve Yaşlanma Nedenleri
SO
LA
R
PO
VV
ER
Module Open-Circuits
Open circuit failures also occur in the module structure, typically in the bus wiring or junction box.
Module Short-Circuits
Although each module is tested before sale, module short circuits are often the result of manufacturing
defects. They occur due to insulation degradation with weathering, resulting in delamination, cracking or
electrochemical corrosion.
Module Glass Breakage
Shattering of the top glass surface can occur due to vandalism, thermal stress, handling, wind or hail.
Module Delamination
A common failure mode in early generations of modules, module delamination is now less of a problem. It
is usually caused by reductions in bond strength, either environmentally induced by moisture or
photothermal aging and stress which is induced by differential thermal and humidity expansion.
Hot-Spot Failures
Mismatched, cracked or shaded cells can lead to hot-spot failures,
By-Pass Diode Failure
By-pass diodes, used to overcome cell mismatching problems, can themselves fail, usually due to
overheating, often due to undersizing (Durand). The problem is minimised if junction temperatures are kept
below 128°C.
Encapsulant Failure
UV absorbers and other encapsulant stabilizers ensure a long life for module encapsulating materials.
However, slow depletion, by leaching and diffusion does occur and, once concentrations fall below a
critical level, rapid degradation of the encapsulant materials occurs. In particular, browning of the EVA
layer, accompanied by a build-up of acetic acid, has caused gradual reductions in the output of some
arrays, especially those in concentrating systems
www.solarpovver.com
67
Sorularınız için : [email protected]
Çevre sorunları
ER
Üretim Süreci
Çalı۷anlar
Halk: Katı ve sıvı atıklar (kesme, yıkama, asitle i۷leme, lehim, vs)
Kullanım süreci: Halk (pratik olarak olağan kullanımda hiçbir risk içermiyor)
SO
LA
R
PO
VV
İmha süreci: Cd, CdTe, CdS, Pb (belediyenin çöp arıtma tesisleri)
Çalı۷anlar
Halk
www.solarpovver.com
68
Sorularınız için : [email protected]
Çevre sorunları
SO
LA
R
PO
VV
ER
Üretimde çalışanlar için riskli malzemeler ve etkileri
www.solarpovver.com
69
Sorularınız için : [email protected]
Fotovoltaik Güç Santrallerinin Az Kalkınmış Bölgelerde Yerel Katkıları
ER
•İşsizliğin azalması,
•Tarımsal sulamanın enerji ihtiyacı
PO
•Varsa yerel endüstrinin
VV
•Yerel enerji ihtiyacının karşılanması
•Modern tarım çiftliklerinin geli۷imi için gereken alt yapının hazırlanması,
LA
R
•Yenilenebilir enerji teknolojileri konusunda bölgesel bilincin geli۷mesi
•Artan yerel enerji üretimi sonucu bölgesel endüstrinin geli۷imi
SO
•Santral nedeniyle bölgeye ilginin çekilmesi ve turizmin (alternatif turizm)
geli۷imine katkı
•Bölgede hava kirliliği artırılmadan enerji üretimi artırılmı۷ ve böylece birim enerji
ba۷ına kirlilik oranın dü۷ürülecektir,
www.solarpovver.com
70
Sorularınız için : [email protected]