Download
1 / 26
260 likes | 654 Views
YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI. FOTOVOLTAİK ENERJİ KAYNAKLARI. HÜCRE NEDİR? . Pv modüller hücrelerden oluşur. Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren fotovoltaik diyotlardır. Hücreler birer pn diyodtur. Doğru polarlamada gecirgendir. Çıkış gerilimleri 0.5-0.7 volttur.
E N D
YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI FOTOVOLTAİK ENERJİ KAYNAKLARI
HÜCRE NEDİR? • Pv modüller hücrelerden oluşur. • Güneş enerjisini elektrik enerjisine çeviren fotovoltaik diyotlardır. • Hücreler birer pn diyodtur. • Doğru polarlamada gecirgendir. • Çıkış gerilimleri 0.5-0.7 volttur. • Hücreler seri bağlanılarak çıkış gerilimi, paralel bağlanılarak ise çıkış akımları ayarlanabilir. • Hücreler PV sistemlerin en küçük parçalarıdır. • Hücreler amorf silisyum, germanyum ve galyum arsenik gibi maddelerden yapılır. • En fazla kullanılan madde amorf silisyum olup kumdan üretilir. • Tipik olarak bir hücre 25-30 metrekarelik alana sahiptir. • Yaklaşık 1w çıkış güçleri vardır.
PV Modüller • Pv modüller hücrelerden oluşturulur. • Pv modüller polykristal ve monokristal gibi maddelerden oluşurlar. • Modüller de hücreler gibi seri veya paralel bağlanabilirler. • 1.5V, 3V, 6V,12V, 24V, 48V gibi standart gerilimlerde üretilirler • 1000W/m2, 25°C, AM1.5 (STC) koşullarında ürettikleri güç Wp olarak etiketlerinde belirtilir. • Voc, Isc, Vmp, Imp değerleri belirtilir. • Çok çeşitli ölçülerde ve güçlerde üretilir • ~20 yıl güç üretme garantisi ile satılırlar. • PV modüllerin seri veya paralel bağlanması ile DİZİ oluşur.
PV Modülleri Etkileyen Faktörler: Sıcaklık: laboratuar test sıcaklığı olan 25 derecede, her 1 derecelik sıcaklık artışı elde edilen çıkış gücünü ortalama %0.5 oranında azalatır. Bu azalma oranı amorf silisyum maddesinden üretilen hücreler de %0.2 oranındadır. Gölgelenme: PV modüllerin gölgelenmesinde çıkış gücü istenlen seviyenin altına düşebilir. Böyle bir sıkıntı aşmasında by-pass diyodlar kullanılır. By-pass diyod= kismi gölgelenme durumunda PV modülün zarar görmesini engeller. Bunlardan ayrı olarak tozlanma, kullanılan elemanların kalitesi, bağlantı noktaları ve modül güneşlenme süresi de pv modülleri etkileyen faktörlerdendir.
PV Sistem Nedir? • Dizi akü inverter sarj kontrol cihazların birbirine bağlantısı ile pv sistemler oluşur. • PV sistemler; şebekeden bağımsız ve şebekeye bağlantılı sistemler olarak iki grupta incelenebilr.
Şebekeden Bağımsız Sistemler: • Sistemler tamamen PV modüller tarafından beslenir. • Kesinlikle akü kullanılır. • Akşam ve havanın kapalı olduğu durumlarda aküler çalışır. • Herhagi bir arıza durumunda çalıştırılmak üzere bir jenaratör gereklidir. • Akü depolama ihtiyacı sistemin beslediği cihazlara ve kullanım sürelerine bağlıdır. • Şebekeden bağımsız sistemler en ucuz enerji kaynağıdır.
Şebekeye Bağlantılı Sistemler: • Hem şebekeden hem de Pv modüllerden beslenir. • Depolama minimumdur. • Herhangi bir sistem arızasında şebekeye bağlantı sağlanır. • Yedek jenaratör gerekmez. • İnverter frekansı ile şebeke frekansı uygun olmalıdır.
Batarya • PV sistemlerde kullanılan bataryalardan, yüksek şarj/deşarj verimi, derin boşalma, hızlı şarj, düşük maliyet ve yüksek devir ömrü gibi özellikler beklenir. • PV sistemlerde yalnız Deep CycleBatarya kullanılmalıdır. • Kurşun-asit starter aküleri, ucuz olmalarına karşın derin boşalmaya izin vermedikleri ve en önemlisi düşük devir ömrüne (200-700 devir) sahip oldukları için pek uygun değildirler. Çoğunlukla devir sayısı 1500’den fazla olan stasyoner tip kurşun-asit aküler tercih edilmektedir. • Batarya kapasitesi Amper-saat (Ah) olarak belirtilir. • Ah kapasitesi ne kadar büyükse batarya o kadar fazla enerji depolar. • Enerji kapasitesi Wh = Volt x Ah • Örn. 12V, 45Ah’lik bir akünün enerjisi 540 Wh’dir.
Batarya • Batarya gerilimi mutlaka şarj regülatörü, inverter ve PV modüllerle uyumlu olmalıdır. • Bataryalar seri bağlanarak gerilim, paralel bağlanarak Ah kapasitesiartırılır. Her iki bağlantıda da enerji depolama (Wh) miktarı artar. • Bataryalar paralel bağlandıklarında akımı eşit paylaşamama problemi ortaya çıkar. 4’ten fazla paralel bağlama tavsiye edilmez. Aksi halde batarya ömrü çok kısalabilir. • Yaklaşık 6 ayda bir suyu ve bağlantıları kontrol edilmelidir .
Batarya Türleri • Biobatteries • Kuru pil • Çinko-karbon hücreler • Alkalin hücreler • Merkür hücreler • kurşun-asit bataryalar • Nikel-kadmiyum hücreler
Şarj regülatörü • Güneş pilinden bataryaya olan enerji akışını düzenler • Modern regülatörler MPPT özelliği ile %30 fazla enerji sağlayabilirler. • Bataryaya daha fazla modül bağlayabilmek için paralel bağlanabilirler • Batarya şarjını kontrol ederek, ömrünü uzatır. Tamamen yarıiletken malzemelerden üretilmektedir. • Solar şarj regülatörleri ile piyasada satılan akü şarj cihazları farklıdır. Birbirlerinin yerine kullanılamazlar.
İnvertörler • DC akımı AC akıma çevirirler. • Verimleri geniş bir güç aralığında yüksek olmalıdır. • İnverterler veriminin yüksek olduğu bölgelerde çalıştırılmalıdır. • Bazı invertörler şarj regülatörünü de içlerinde barındırırlar. • Yükün durumuna göre inverter gücü yeterli olmalıdır. Bazı yükler (örn. buzdolabı) ilk kalkışta demeraj akımı çekerler.
Güneş PV Sistemli Bağ Evi • Evin güvenliğini sağlayacak alarm sistemine enerji sağlamalı, • Geceleri evin çevresini aydınlatma ev içinde aydınlatma • 12 V'luk televizyonu, müzik setini, dizüstü bilgisayarı çalıştırma • 12 V'luk buzdolabını çalıştırma • Güneş Paneli: 1 adet 80W panel • Kontrol kutusu: panelden gelen akımı regüle eder, akülere şarj akımı gönderir. Akülerin aşırı boşalmasını veya aşırı yüklenmesini engeller. İnverter'e gerekli akımı iletir • İnverter: güneş panelinden gelen 12V'luk DC akımı 220V 'luk AC akıma dönüştürür. • Aküler: 2 adet 12 V, 80 amper jel akü
Hesaplamalar • Panel üretim gücü: 80 Wh x 8 saat güneş görse = 640 W üretir. • Akülerin kapasitesi: 80 amp x 12 V x 2 adet = 1920 W kapasiteli • Alarm: 12 V DC akımla çalışır, 20 Wh güç ihtiyacı vardır • Gece aydınlatma için 3 adet 3 watlık led lambalar 10 saat çalışsa; 3Wh x 10 saat x 3 adet = 90 W çeker. • Sürekli kullanım için ihtiyaçtan fazla enerji üretilmektedir. • Aydınlatma: 3Wh lamba x 3 adet x 6 saat = 54 W • Dizüstü bilgisayar: 90 Wh x 6 saat = 540 W • Televizyon: 60 Wh x 5 saat = 300 W • TOPLAM ~ 900 W / gün • Akülerin kapasitesinin yarısı ile bu ihtiyaçlar karşılanabilir. • 12 V'luk ufak buzdolabı 75 Wh çekiyorsa, yaklaşık 12-13 saat te buzdolabı çalıştırılabilir.
