Güneş Santralleri · Tipik olarak bir PV hücre 25-30 cm2 lik kare bir alana sahip olup,...
35
Elektrik Enerjisi Üretimi -Güneş Santralleri- Dr. Emrah ÇETİN
Transcript of Güneş Santralleri · Tipik olarak bir PV hücre 25-30 cm2 lik kare bir alana sahip olup,...
Elektrik Enerjisi Üretimi-Güneş Santralleri-
Dr. Emrah ÇETİN
Elek
trik
Ene
rjisi
Üre
tim
Çeşi
tleri
Yenilenemez (Fosil) Kaynaklı
Doğalgaz
Kömür
Nükleer
Petrol türevleri
Yenilenebilir Kaynaklı
Hidrolik
Rüzgar
Güneş
Jeotermal
Dalga
Gelgit
Hidrojen
Biokütle (atık)
Kayıtlı Santral Sayısı : 564
GES Kurulu Güç : 5.095 MWe
Kurulu Güce Oranı : % 5,75
Yıllık Elektrik Üretimi : ~ 2.433 GWh
Üretimin Tüketime Oranı : % 0,94
Lisans Durumu : 15 lisanslı, 549 lisanssız
Güneş Enerji Santralleri - Potansiyel
Güneş Enerji Santralleri - Potansiyel
Güneş Enerji Santralleri
Çok eski yıllardan beri güneş bir enerji kaynağı olarak bilinmektedir. Güneşin ışık ve ısıenerjisinin evlerde kullanımı en yaygın türlerindendir.Güneye bakan evlerin yıllık enerji tüketimi açısından daha avantajlı olduğubilinmektedir.Ayrıca gün ışığından en fazla düzeyde yararlanmak için mimari tasarımlaryapılmaktadır. Örneğin yaz saati uygulamasından vazgeçilmesiye önemli bir tasarrufelde edilmiştir.Bu gibi ısı ve ışık özelliğinden başka güneşin yaymış olduğu enerjiyi elektrik enerjisineçevirmek için de son yıllarda önemli çalışmalar yapılmaktadır. Bunun için güneşenerjisinden iki farklı metot ile elektrik enerjisi elde edilmektedir. Bunlar;Isıl Güneş Teknolojileri ve Odaklanmış Güneş Enerjisi (CSP): Güneş enerjisindenısı elde edilen bu sistemlerde, ısı doğrudan kullanılabileceği gibi elektrik üretiminde dekullanılabilir.Güneş Hücreleri: Fotovoltaik güneş elektriği sistemleri de denilen yarı iletkenmalzemeler güneş ışığını doğrudan elektriğe çevirirler.
Güneş Enerji Santralleri
Isıl Güneş Teknolojileri ve Odaklanmış Güneş Enerjisi Örnekleri
Parabolik
Merkezi Kule
Yoğunlaştırılmış Güneş Enerji Santralleri (CSP)
Güneş Enerji Santralleri
Fotovoltaik Güneş Enerji Santralleri
Fotovoltaik Güneş Enerji Santralleri (PV) –Şebekeye bağlı (On Grid)
Fotovoltaik Güneş Enerji Santralleri (PV) –Şebeke bağlantısız (Off Grid)
Güneş Enerji Santralleri
Dünyadaki hemen hemen tüm ülkelerde güneş enerjisi ile az ya da çokelektrik üretimi yapıldığı söylenebilir. Fakat resmi istatistiklerde uluslarınenterkonnekte sistemine bağlı olmayan diğer bir ifadeyle off-grid santrallergenel olarak istatistik dışında bırakılır. Dünyada şebeke bağlantılı başka birifadeyle on-grid sistemlerin ülkelere dağılımına bakıldığında, Çin 102 GW‘ ıaşan kurulu gücü ile lider konumdadır. Çin Halk Cumhuriyeti'ni sırasıylaJaponya, Almanya, ABD, İtalya, Birleşik Krallık (İngiltere ile Krallığa bağlı diğerülkeler) ve Hindistan takip etmektedir.
Güneş Enerji Santralleri2018
ÜLKELERE GÖRE DÜNYADA GÜNEŞ ENERJİ SANTRALİ KURULU GÜCÜ LİSTESİ
Sıra Ülke Güncelleme Kurulu Güç (MW)
1 Çin Haziran 2017 102.470
2 Japonya Aralık 2016 42.750
3 Almanya Ekim 2017 42.710
4 Amerika Birleşik Devletleri Aralık 2016 40.300
5 İtalya Aralık 2016 19.279
6 Birleşik Krallık Aralık 2016 11.630
7 Hindistan Aralık 2016 9.010
8 Fransa Aralık 2016 7.130
9 İspanya Temmuz 2017 6.730
10 Avusturalya Aralık 2016 5.900
11 Güney Kore Aralık 2016 4.350
12 Belçika Aralık 2016 3.422
13 Kanada Aralık 2016 2.715
14 Yunanistan Aralık 2016 2.610
15 Türkiye Kasım 2017 2.246
16 Tayland Aralık 2016 2.150
17 Hollanda Aralık 2016 2.100
18 Çekya Aralık 2016 2.080
19 Şili Ağustos 2017 2.053
20 Güney Afrika Eylül 2017 1.779
ÜLKELERE GÖRE DÜNYADA GÜNEŞ ENERJİ SANTRALİ KURULU GÜCÜ LİSTESİ
S. Ülke Güncelleme Kurulu Güç (MW)
1 Çin Aralık 2017 131.000
2 Amerika Birleşik Devletleri Aralık 2017 51.000
3 Japonya Aralık 2017 49.000
4 Almanya Kasım 2018 45.550
5 İtalya Aralık 2017 19.700
6 Hindistan Aralık 2017 18.300
7 Birleşik Krallık Aralık 2017 12.700
8 Fransa Aralık 2017 8.000
9 Avusturalya Aralık 2017 7.200
10 İspanya Temmuz 2017 6.730
11 Güney Kore Aralık 2017 5.600
12 Türkiye Aralık 2018 5.095
13 Belçika Aralık 2017 3.800
14 Hollanda Aralık 2017 2.900
15 Kanada Aralık 2017 2.900
16 Tayland Aralık 2017 2.700
17 Yunanistan Aralık 2016 2.610
18 Çekya Aralık 2017 2.193
19 Şili Ağustos 2017 2.053
20 Güney Afrika Eylül 2017 1.779
Güneş Enerji Santralleri2019
Güneş Enerji Santralleri
Türkiye'de bulunan 1644 Güneş Enerji Santrallerinin toplam kurulu gücü1.362,60 MW'dır. 2016 yılında Güneş Enerji Santralleri ile 1.020.000.000kilovatsaat elektrik üretimi yapılmıştır.
S. Santral Adı İl Firma Kurulu Güç
1) Kayseri OSB Güneş Enerjisi Santrali Kayseri Kayseri OSB 50 MW
2) Özkoyuncu Madencilik Balıkesir GES Balıkesir Özkoyuncu Madencilik 40 MW
3) Konya Karatay Kızören GES Konya Tekno Enerji 18 MW
4) Derinkuyu Güneş Enerjisi Santrali Nevşehir 17 MW
5) Elazığ Kovancılar Güneş Enerji Santrali Elazığ 15 MW
6) Makascı Mühendislik GES Konya Makascı Mühendislik 10 MW
7) Renoe Acıpayam GES Denizli Erikoğlu Holding 10 MW
8) Astor Enerji Bozova GES Şanlıurfa Astor Enerji 8,97 MW(10.9667 MW)
9) Tekno Enerji Aydın Savcıllı GES Aydın Tekno Enerji 8,92 MW
10) Kayseri Çiftlik Güneş Enerjisi Santrali Kayseri Bayraktar İnşaat 8,40 MW
Güneş Enerji Santralleri - 10 kW’a kadar
PROJE İÇERİĞİSolar PV Panel Polikristal 265 Watt 40 Adet 10 KW İnverter 1 Adet Kontrol ve İzleme Sistemi ( Scada ) 1 Adet Sabit Montaj Yapısı 1 Set DC Kablolama 300 MetreToplama Panosu 1 Set İşçilik 1 Set AC Kablolama 75 Metre
Ortalama 115 m2 kurulacak bir alanda gerekli malzemeler;
1 kWh 13,3 $/CENT
FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)
Fotovoltaik Etki: Fotovoltaik etki birbirinden farklı iki malzemenin ortak temasbölgesinin (common junction) foton radyasyonu ile aydınlatılması durumunda bu ikimalzeme arasında oluşan elektriksel potansiyel olarak tanımlanabilir.Yeterli enerjiye sahip fotonlar yarı iletken malzemelerde delik-elektron çifti oluşturur.{Delik→ + yüklü; elektron→(-) yüklü}Fotonlar dalga boylarıyla, frekanslarıyla ve enerjileri ile karakterize edilebilirler.
Foton Enerjisi ise;
FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)
Örnek 1: Silikon’da bir delik-elektron çifti oluşturabilecek bir fotonun maksimumdalga boyu ne olmalıdır. Bu durumdaki minimum frekansı bulunuz. (Not: silikonunbant genişliği: 1,12eV’dir. 1eV=1.6x10-19 j’dur)
Şekilde görüleceği üzere dalgaboyu 1.11μm’den küçük olanfotonlar 1 elektronu uyarmakiçin gerekli enerjiden daha fazlaenerjiye sahiptir. Bu durumdafazla enerji fotovoltaik hücreüzerinde ısı olarak açığa çıkar.
FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)
p-n jonksiyonlu diyot:p-n diyota ilişkin akım-gerilim karakteristiği:
FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)
PV HÜCRELERİNİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
Bir PV hücresinin çalışma prensibi klasik p-n jonksiyonlu diyot ile çok benzerdir.Işık jonksiyon tarafından absorbe edilince, absorbe edilmiş foton enerjisimalzemenin elektron yapısına aktarılır ve jonksiyon civarında oluşan boşlukbölgesinde, ayrışan yük taşıyıcıların oluşmasına neden olur.
PV HÜCRELERİNİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
PV HÜCRELERİNİN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
Bir PV hücresinin basit yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Foto akımlarınıtoplamak için jonksiyonun her iki tarafına metal kontaklar yerleştirilmiştir. Hücreninön yüzü, yansıtmayı minimum seviyede tutacak ve mümkün mertebe çokmiktarda ışığı yutacak anti yansıtıcı bir kaplama ile kaplıdır. Ayrıca mekanikkoruma için en dış yüzeyi koruyucu bir cam ile kapalı olup, bu cam saydam biryapıştırıcı ile sisteme tutturulmuştur.
PV HÜCRENİN BASİT EŞDEĞER DEVRESİ
Bir PV hücresinin basit elektriksel eşdeğer modeli aşağıdaki gibidir.
PV HÜCRENİN BASİT EŞDEĞER DEVRESİ
Devredeki ideal akım kaynağı maruz kaldığı güneş akısı ile doğru orantılı olarakakım verir. Gerçek bir PV hücresinde temel olarak iki özellik ile ilgilenilir:(i) Kısa devre akımı (ISC)(ii) Açık devre gerilimi (VOC)
PV HÜCRENİN BASİT EŞDEĞER DEVRESİ
Yukarıdaki denklem kullanılarakbir PV hücreye ilişkin akım-gerilimilişkisi çizilebilir.
PV HÜCRENİN BASİT EŞDEĞER DEVRESİ
Bir PV Modül ve Panel’in Elde Edilmesi
Tipik olarak bir PV hücre 25-30 cm2 lik kare bir alana sahip olup, yaklaşık 1W’lık güç üretir. Yüksek güçler elde edebilmek için birçok PV hücre seri ve paralel olarak bağlanır ve büyük bir alana sahip bir modül elde edilir. Bir PV güneş paneli ise ihtiyaç olan akım ve gerilimi üretecek şekilde modüllerin seri-paralel kombinasyonlarını içerir.
Bir PV Modül ve Panel’in Elde Edilmesi
Hücrelerin seri bağlanmasıyla modül gerilimi artırılır.Hücrelerin parelel bağlanmasıyla modülün sağlayacağı akım miktarı ayarlanır.
Bir PV Modül ve Panel’in Elde Edilmesi
Ödev
Bir PV Modül ve Panel’in Elde EdilmesiÖDEV:
ÖDEV:Lisanssız elektrik santrali nedir?
Ç1- Bir PV hücresinin ters yönde doyma akımı I0=10-10 A/cm2 dir. 30°C’de 40 mA/cm2’lik kısa devre ISC akımı oluşturan PV hücreye ilişkinbulutlu havadaki açık devre gerilimini hesaplayınız ve akımladeğişimini çiziniz. (Bulutlanma ile güneş ışığının %25’ininkaybolduğu varsayılmaktadır.)
ÇALIŞMA SORUSU
