Güneş radyasyonumodellemesi ve elektrik santrali fizibilite raporu oluşturulması / Solar radiation modelling and power plant feasibility report creating

Abstract

Günümüzde hızla artan enerji tüketimi insanları yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmiştir. Güneş en temel yenilenebilir enerji kaynağıdır. Temelde güneşten ısıl sistemler, fotovoltaik sistemler ve yoğunlaştırılmış güneş sistemleri (CSP) ile enerji üretilmektedir. Bu teknolojilerin çalışma prensipleri birbirinden ayrı olmasına rağmen güneş ışınım değerleri baz alınarak verimlilik ve üretim potansiyeli hesaplanır. Bu nedenle güneş enerjisi sistemlerinin tasarımında güneş ışınım bilgilerinin doğru bilinmesi önemlidir. Güneş ışınımı, konum, tarih ve günün saatine ve iklimsel şartlara bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Bu değerler anlık, saatlik, günlük olarak meteoroloji istasyonları tarafından ölçüm cihazları ile kaydedilmektedir. Fakat cihazların maliyetlerinin yüksek olmasından dolayı ölçüm istasyonları her yerde bulunmamaktadır. Belirlenen parametreler kullanılarak güneş ışınımı değerleri hesaplanmaktadır. Güneş ışınım değerlerinin hesaplanması için kullanılan farklı matematiksel modeller bulunmaktadır. Sonuçların doğruluk oranını arttırmak için bölgeye özgü denklem katsayıları belirlenmelidir. Bu katsayıların hesaplanmasında bölgenin uzun süreli gerçek coğrafik ve meteorolojik verileri kullanılmaktadır. Yapılan bu hesaplamaların doğruluğu bilimsel çalışmalar sonucunda görülmektedir. Güneş ışınımı verileri yenilenebilir enerji alanında güneş enerjisinden faydalanmak isteyen tüm ticari ve akademik çalışmalarda kullanılmaktadır. Bir bölgeye güneş enerjisi santrali kurulacaksa o bölgenin güneş ışınım bilgilerinin bilinmesi gerekir. Bu ışınım bilgileri ile enerji üretim potansiyeli hesaplanabilir. Bu çalışma kapsamsında geliştirilen yazılım ile seçilen bölgeye ait güneş ışınım değerleri hesaplanmakta ve bu değerlere ait görsel çıktılar sunulmaktadır. Ayrıca GES fizibilite raporu ile tasaım parametreleri, malzemelerin karakteristikleri, saha bilgileri, firma bilgileri, sistem maliyeti, yatırım geri dönüş süresi, sistemin enerji üretimleri ve sistemdeki kayıplar, hesaplanabilmektedir. Bu şekilde, kullanıcı bölgenin güneş ışınım değerlerini analiz ederek, güneş enerjisi kullanımı için uygunluğunu belirleyebilmektedir. In our modern time, rapidly increasing energy consumption has made people look for renewable energy resources. The sun is the most important renewable energy resource. Energy from the sun is harnessed by means of thermal systems, photovoltaic systems and concentrated solar power (CSP) systems. Even though working principles are different among these systems, efficiency and production potential can be calculated based upon the sun radiation values. Due to this reason, it is important to obtain the solar irradiation values correctly for designing the systems. Solar irradiation varies according to the location, date, time and climatic conditions. These values are recorded momentarily, hourly or daily by meteorology stations using measuring devices. But due to high costs of these measuring devices, these stations are rarely found. Solar irradiation values are computed using determined parameters. There are different mathematical models for calculating the irradiation values. So as to increase the accuracy rate of the results, model coefficients should be determined for each region. These coefficients are calculated by using the long-term real geographical and meteorological data of the interested region. Solar irradiation data can be used in all commercial and scientific areas interested in benefitting from solar energy. If a Solar Power Plant(SPP) is to be built, the solar irradiation data of the considered region has to be known. With the help of this irradiation information, energy production potential can be calculated. By using the software developed in this study, solar irradiation values of a chosen region can be computed and the visual output of these values can be obtained. Moreover, design parameters, equipment characteristics, field information, system cost, investment payback time, potential energy production and system losses can be given in SPP feasibility report by the software. Therefore, the solar irradiation values related to a certain region can be analyzed and suitability of Solar Power Plant can be determined.