Güneş panelleri hakkında bilmek isteyecekleriniz
GÜNEŞ PANELİ NEDİR?
Güneş panelleri güneşten gelen
farklı dalga boyundaki ışınlarda bulunan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren
modüllerdir. Bulutlu günlerde de Paneller daha düşük kapasitede de olsa üretim
yapmaya devam ederler. Güneş Panelleri bazen Güneş pili olarak da
adlandırılmaktadır. Ancak elektrik enerjisini depolama gibi bir fonksiyonu
olmadığından bu “pil” tanımı doğru değildir.
1)
GÜNEŞ
PANELİNİN ÖMRÜ NE KADARDIR?
Kaliteli
Güneş panellerinin minimum ekonomik ömrü 25 YILDIR. 25 yıl boyunca belli bir
performans kaybı olmaktadır. Ancak bu kayıp hiçbir zaman ilk günkü performansın
15-20% sinden fazla olmayacaktır.
2)
KAÇ ÇEŞİT
GÜNEŞ PANELİ VAR DIR ?
Güneş
panelleri silisyum kristallerinin farklı oluşumlarına göre sınıflandırılır.
Üretim tekniğine göre Monokristalin ve Polikristalin olmak üzere temel iki
gruba ayrılır. Monokristalin paneller daha yüksek verimlidirler ancak üretim
tekniği nedeni ile Polikristalin panellerden daha pahalıdırlar.
Yapısal
olarak alüminyum çerçeveli üzeri camlı sert paneller, Esnek paneller ve
katlanabilir ince film paneller olmak üzere 3 temel grupta toplanır.
Bu temel grupların dışında birçok
farklı güneş paneli (eviricisi)mevcuttur. Sert paneller genelde ağırlık
faktörünün önem arz etmediği sabit yapılarda tercih edilir. Sert panellerin
ortalama ağırlıkları güçlerine göre 10-18 Kg /panel civarındadır. Marin
uygulamalarda panelin hafif ve esnek olması çok büyük önem taşımaktadır. Esnek
panellerin ağırlığı gücüne göre 0,9 Kg – 2,6 Kg / adet arasında değişmektedir.
4 adet sert panel kullanılan bir uygulamada Sert paneller yaklaşık 60 kg toplam
ağırlığa ulaşmaktadır. Bunun yerine sadece 8 Kg toplam ağırlıkta 4 adet esnek
marin panel kullanmak çok daha doğrudur. Panel seçimi yapılırken taşıyıcı
yapının 60 Kg yüke göre yapılması ile 8 kg yüke göre yapılması arasındaki
maliyet ve ağırlık farkı gözden kaçırılmamalıdır. Ayrıca çoğu uygulamada esnek
paneller güverte üzerine yapıştırıldığından taşıyıcı yapıya gerek
kalmamaktadır. Sert paneller göreceli olarak daha ucuz olmakla beraber, taşıyıcı
yapı maliyeti de eklendiğinde toplam proje maliyeti yükselmektedir.
3)
GÜNEŞ
PANELİNİN GÜÇ ÖLÇÜMÜ NASIL İFADE EDİLMEKTEDİR?
Güneş
panellerinin bütün dünyada kullanılan güç ölçü birimi “Wp” olarak ifade
edilmektedir.
Bunun
açılımı: “Watt Pik” o panelden en ideal ölçüm koşullarında elde edilmesi mümkün
olabilecek azami güç anlamına gelmektedir. Kısaca örneklemek gerekirse 100Wp
olarak anılan bir panel bizim coğrafi bölgemizde, Temmuz ayında, saat 13.00 te,
hava sıcaklığı 25 derece iken, Panel güneş ışınlarına 90 derece açı yapacak
şekilde sabitlendiğinde elde edilebilecek azami gücü ifade etmektedir bu da STC
(Standart Test Conditions) şartlarına
göre belirlenmektedir. Oysa
gerçekte elde edilecek ortalama güç miktarı; bulunulan coğrafi bölgeye, mevsimlere
ve panelin güneş ışınlarına yapacağı açıya, bulutluluk oranına, panel ve ortam
ısısına göre farklılıklar gösterecektir. Panel seçimlerinde ve kapasite
hesabında bu kayıplar göz önüne alınmalıdır.
4)
GÜNEŞ
PANELİNİN VERİMLİLİĞİ NE ANLAM İFADE ETMEKTEDİR?
Verimlilikten
söz ederken “Hücre verimliliği” ve “Panel verimliliği” deyimleri
kullanılmaktadır. Bir Güneş paneli birçok güneş hücresinin yan yana
yerleştirilerek elektriksel olarak birleştirilmesi ile oluşturulur. Dolayısı
ile panelin toplam alanı ile panel üzerine yer alan hücrelerin net toplam alanı
arasında fark oluşmaktadır. Bir metrekare alanı olan panelin üzerinde yer alan
hücrelerin net toplam alanı yaklaşık olarak 0,8 – 0,9 metrekare olmaktadır. Bu
nedenle iki farklı verimlilik birimi kullanılmaktadır.
“Verimlilik”
(efficiency) Güneş ışınları ile yeryüzüne düşmekte olan enerjinin ne kadarının
elektrik enerjisine dönüştürülebildiğini belirten katsayıdır.
Bizim
coğrafi bölgemizde bir metrekare alana yaklaşık 1000 Watt’lık enerji düştüğünü
varsayıyoruz. Hücre verimliliği 18% olarak ifade edildiğinde toplam net alanı
bir metrekare olan hücreler bu enerjinin 180 Watt(p)lık kısmını elektrik
enerjisine dönüştürülebilir.
Ancak
panelin toplam alanında hücreler arasında ve çerçevede boşluklar bulunmaktadır.
Dolayısı ile bir metre kare alanı olan bir panelin net hücre alanı toplam panel
alanından 0,10-20% daha düşük olmaktadır.
Özetle
hücre verimliliği 18% olarak anılan bir panelin, panel verimliliği yaklaşık 14%
olarak ölçülecektir. Dolayısı ile bir metrekarelik bir panelden elde edilen
enerji 140Watt(p) olacaktır.
Eğer
panel için ayıracağınız alanın ölçülerini biliyorsanız, elde edebileceğiniz
enerji miktarını da şöyle hesaplayabilirsiniz. Örnek olarak ayırabileceğiniz
alan 322cm x 81 cm ise ve panel ölçüleri bu alanı boşluksuz olarak
doldurabilecek ise toplam üretim alanımız
2,61
metre kare olacaktır. Bu alana düşen anlık güneş enerjisi 2,610 Watt’(p) tır.
Bunu panel verimliliği olan 14% ile çarptığımızda anlık olarak 365 Watt (p)
elektrik elde edilebilecektir.
Bir
panelin günde istatistik ortalama olarak 5 saat süre ile (Wp) anma değeri
üzerinden üretim yapabildiğini varsaydığımız için bu değeri 5 ile çarptığımızda
söz konusu alandan
1,825 Watt / h(saat) / Gün
elektrik enerjisi elde edebileceğimizi hesaplarız.
5)
PANELİN KAPASİTESİ HESAPLANIRKEN AMPER
DEĞERİNDEN SÖZ ETMEK DOĞRU MU?
Panelin
güç hesabı yapılırken iki referans değer WATT ve AMPER ön plana çıkmaktadır.
Işık
almaya başlayan bir panelin elektrik gerilim değeri (voltajı) çok az
değişkenlik göstermekle birlikte, enerji yoğunluğunu ifade eden Amper değeri,
günün saatine, mevsime, bulutluluk oranına ve panelin güneş ışınlarına yapmakta
olduğu açıya göre çok büyük değişiklikler gösterecektir. Bu nedenle “Bu Panel
Kaç Amper verir ? “ sorusunun cevabı her zaman göreceli olacaktır. “Kaç Amper ?
“ Anlık bir değer ifadesidir. Sabah saat 09.00 da ki Amper değeri ile öğleyin
saat 13.00 te ki Amper değerleri çok farklı olacaktır. Doğru hesap ise bir
panelin gün boyunca üreteceği toplam enerji miktarını tanımlamaktır. Bu da Watt
/ h / gün olarak ifade edilmektedir. Türkiye’nin yer aldığı coğrafi bölgede,
100 Wp referans değerindeki bir
panelin günlük ortalama üretiminin hesabını yaparken bu değeri ortalama 5 saat
ile çarpıyoruz. Yani bu panel günde 500W/h elektrik üretir diyoruz.
6)
PANELİN ÜRETTİĞİ ELEKTRİK NASIL
KULLANILMAKTADIR?
Güneş panelinin üretmiş olduğu
elektrik voltajı (gerilimi) kullanılmakta olan panele ve panellerin birbirine
bağlantı şekline göre değişkenlik göstermektedir. Panelin üzerinde yer alan her
bir hücre yaklaşık olarak 0,5 Volt elektrik üretmektedir. Örnek olarak üzerinde
40 adet hücre bulunan bir Güneş paneli yaklaşık 20 Volt elektrik üretmektedir.
Oysa teknelerde genelde 12 Volt, daha büyük teknelerde ise 24 Volt geriliminde
elektrik kullanılmaktadır. Bu nedenle Panelde üretilen elektrik doğrudan Voltaj
Regülatörü olarak adlandırılan Voltaj düzenleyiciye gönderilmektedir. Voltaj
düzenleyici panelden gelen akımın çıkış voltajını 12 veya 24 volta göre
ayarlamaktadır. Çoğu Voltaj regülatörünün üzerinde aküleri şarj etmek üzere bir
çıkış ve doğrudan enerji kullanımı için ikinci bir çıkış yer almaktadır. Aküler
dolu ise Voltaj regülatörü akülere giden şarj akımını kesmektedir. Bu sırada
panellerin ürettiği elektrik kullanılmadığı için boşa gitmektedir. Dolayısı ile
Panellerin üretim kapasitesi, Akülerin depolama kapasitesi, teknedeki tüketim
miktarı doğru hesaplanmalı ve en uygun kapasiteler belirlenmelidir.
7)
TEKNEMDEKİ ELEKTRİK TÜKETİMİNİ NASIL
HESAPLAMALIYIM?
Her
teknenin elektrik tüketimi sahibinin kullanım alışkanlıklarına ve teknenin
üzerinde bulunan elektrikli aletlere göre büyük değişkenlikler göstermektedir.
Bu nedenle her tekne için o tekneye özel bir tüketim tablosu oluşturulmalıdır.
Panelin günlük üretimini
Watt/h(saat)/gün olarak hesapladığımız için, teknenin tüketimini de aynı
şekilde Watt/h(saat)/gün olarak hesaplamalıyız. Bu nedenle teknede kullanmakta
olduğumuz cihazların tüketim değerlerini bilmemiz gerekiyor. Genelde elektrikli
cihazların üzerinde veya broşürlerinde Watt veya Amper cinsinden değerler yer
almaktadır. Watt kısaca Amperin Voltaj ile çarpımına eşittir. Eğer teknede
kullandığımız bir elektrikli cihazın üzerinde örnek olarak 10A yazıyorsa ve
teknemizdeki elektrik sistemi 12 Volt ise bu cihaz 10A x 12V = 120Watt elektrik
tüketmektedir. Eğer bir gün içinde biz bu cihazı toplam 3 saat kullanıyorsak bu
cihazın günlük tüketimi : 120 Watt x 3 saat = 360 Watt/h(saat)/gün olarak
hesaplanmalıdır. Teknede yer alan buzdolabı, derin dondurucu, televizyon ve
müzik seti, aydınlatma sistemi, navigasyon sistemi, otopilot, hidrofor,
elektrikli tuvalet, elektrikli vinçler, ırgat v.b. gibi tüm elektrikli cihazlar
aşağıdaki örnek tabloda gösterildiği gibi listelenerek teknenin günlük elektrik
tüketimi hesaplanmalıdır.
TEKNENİN GÜNLÜK ELEKTRİK TÜKETİM HESAPLAMA TABLOSU
|
|||||
TÜKETİM NOKTASI
|
VOLTAJ
|
AMPER
|
WATT
|
KULLANIM SÜRESİ (SAAT)
|
WATT / h / GÜN
|
Buzdolabı
|
12
|
5
|
60
|
12,00
|
720
|
Derin dondurucu
|
12
|
6
|
72
|
8,00
|
576
|
Aydınlatma (tüm ampullerin
toplam Watt'ı)
|
12
|
10
|
120
|
5,00
|
600
|
Televizyon ve müzik sistemi
|
12
|
10
|
120
|
2,00
|
240
|
Hidrofor
|
12
|
10
|
120
|
0,50
|
60
|
Elektrikli tuvalet
|
12
|
10
|
120
|
0,10
|
12
|
Elektrikli vinç
|
12
|
80
|
960
|
0,25
|
240
|
Elektrikli ırgat
|
12
|
80
|
960
|
0,25
|
240
|
Navigasyon cihazı
|
12
|
3
|
36
|
4,00
|
144
|
Otopilot
|
12
|
5
|
60
|
4,00
|
240
|
İnvertör ile kullanlan 220
Volt cihazlar
|
12
|
170
|
2040
|
0,10
|
204
|
Diğer
|
12
|
10
|
120
|
1,00
|
120
|
TÜKETİM TOPLAMI
|
3.396
|
||||
ÜRETİM TOPLAMI (Ana makine
günlük çalışma süresi)
|
12
|
80
|
960
|
2,00
|
1.920
|
GÜNLÜK ENERJİ AÇIĞI
|
1.476
|
Not:
Buzdolabı günlük kullanımı 24 saat olmakla beraber buzdolabı kompresörü sürekli
olarak devreye girip çıktığından dolayı günlük toplam net çalışma süresi 12
saat olarak hesaplanmıştır. Derin dondurucu daha az kapağı açıldığından stand
by süresi daha uzundur bu yüzden kompresörün günlük net çalışma süresi 8 saat
olarak hesaplanmıştır.
Günde
toplam 4 saat seyir yapıldığı bunun 2 saatinin makine 2 saatinin ise Yelken
seyri olduğu varsayılmıştır.
Yukarıdaki
tabloda verilen değerler yaklaşık değerlerdir, bu değerler her tekne ve
her elektrikli cihaz için farklılık gösterebilir. Kullanım süreleri de doğal
olarak farklı olacaktır.
Altta
Üretim toplamı olarak teknenin motorunun üzerinde bulunan alternatörün üretim
değeri (varsayılan 80A)referans alınmıştır. Ancak hesaplanan bu değer akü
bankının büyüklüğü (Ah), motorun çalıştırıldığı anda akülerin voltaj değeri ve
birçok diğer faktör çerçevesinde farklılık gösterecektir. Motor üzerindeki
alternatörün ürettiği enerjinin tamamının aküler de depolanamayacağı ayrıca
öngörülmelidir.
Tabloda
görüldüğü üzere örnek tekne de günlük ortalama 2 saatlik motor seyri ile
üretilen enerji / tüketilen enerji arasındaki fark - 1.476 Watt/h olarak
hesaplanmıştır. Bu durumda enerji açığı akülerde depolanmış olan enerji ile
karşılanmıştır. Ortalama büyüklükte bir akü grubu (bankı) ile bu açık 2-3 gün
süre ile karşılanabilecek ve sonrasında aküler düşük voltaj alarmı vermeye
başlayacaktır.
Seyir
yapılmadığı (motor veya jeneratör çalıştırılmadığı) /sahil elektriği alınmadığı
durumlarda ise aküler çok daha kısa zamanda enerjisiz kalacaktır.
Örnek
teknede söz konusu açığın karşılanması için gerekecek olan toplam panel
kapasitesi 1,476 / 5 (ortalama günlük şarj saati) = 300 Wp ‘tir . Yani
teknedeki yer durumuna göre, 3 adet 100Wp veya 6 adet 50Wp ya da 4adet 80Wp
panel seçilebilir. Bu panellerin üreteceği elektrik enerjisi teknenin enerji
açığını karşılayacağından dolayı enerji açığı problemi çözülmüş olacaktır.
Ancak
günde ortalama 2 saat motor seyri yapılmadığı veya sahil elektriği alınmadığı
hallerde yukarıda hesaplanan panel miktarının yaklaşık iki katı panel kullanımı
gerekecektir.
Hiçbir
elektrik üretim kaynağı veya sahil desteği kullanmadan tüm tüketimi panellerden
karşılamayı planlarsak 3,396 / 5 = 680 Watt(p) toplam gücünde panel montajı
yapmamız gerekmektedir. 7 adet 100Wp veya 8 adet 90Wp panel kullanmamız halinde
tekne tüm enerji gereksinimini güneş panellerinden elde etmiş olacaktır.
Elbette
bu hesaplamalar çok daha detaylı yapılmaktadır. Bu tür hesapları etkileyecek
onlarca parametre vardır. Mevsimsel ortalamalar, panel montaj açıları, teknenin
değişken pozisyonları sonucu değişen ışın alma açıları, hava sıcaklıkları,
tesisat ve çevirim kayıpları, kablo kesitleri, akü kapasiteleri ve
kondisyonları sonucu değiştirebilecek ciddi etkenlerdir.
Ancak yukarıda açıklanan
hesaplamalar yaklaşık bir hesaplama yapmaya imkan verecektir.
8)
NEDEN ENERJİ İHTİYACIMIZI DOĞRUDAN GÜNEŞ
PANELİNDEN KARŞILAYAMIYORUZ?
Güneş panellerinin ürettiği
enerji miktarı gün içinde, güneş / bulut ve günün farklı saatlerindeki güneş
açısı gibi etkenlere bağlı olarak değişkenlik göstermekle beraber daha
istikrarlı bir üretim çizgisi izlemektedir. Oysa tüketim miktarı anlık olarak
çok büyük değişiklikler gösterebilir. Örneğin elektrikli Irgatın çalıştırıldığı
anda veya İnvertörün devreye alınarak su ısıtıcısının kullanıldığı anda ihtiyaç
duyulan elektrik enerjisinin paneller tarafından karşılanması mümkün değildir.
Aşağıdaki grafikte sembolik olarak ifade edilen Mavi çizgi tüketimi, Kırmızı
çizgi ise üretimi göstermektedir. Mavi çizgi Kırmızı çizginin üzerine
çıktığında arada kalan fark aküde depolanmış olan enerji ile karşılanmaktadır.
Mavi çizgi Kırmızı çizginin altına indiğinde, yani üretim miktarı tüketilenden
daha çok olduğu anlarda bu enerji akülere şarj edilmektedir.
9) GÜNEŞ PANELLERİ İLE AKÜLERİN ÖMRÜ ARASINDA
NASIL BİR İLİŞKİ VARDIR?
Akülerin ömürleri hesaplanırken
göz önüne alınan en temel kriter deşarj derinliğidir (depth of discharge).
Aküleri, düşük voltaj alarmı verinceye kadar kullandığımızda toplam şarj
edilebilirlik sayısı ciddi miktarda azalmaktadır. Hele akülerin voltajı 9-10
voltun altına düştüğünde akülerin ömrü çok kısalmaktadır. Güneş panelleri
hiçbir zaman akülerin bu voltaja düşmesine izin vermeyeceği için aküler
maksimum ömürlerinde hizmet vermeye devam edecektir. Özellikle kış aylarında
teknenin sahil enerjisinin kesilmesi, şarj redresörünün arızalanması,
marinadaki elektrik kredisinin tükenmesi gibi muhtelif sebeplerden akülerin
voltajının neredeyse “0” volta yaklaştığı gözlemlenmektedir. Bu gibi durumlarda
akülerin ömrü bir yılın bile altına düşmektedir. Güneş paneli olan teknelerde
bu gibi riskler söz konusu değildir.
10)
GÜNEŞ
PANELLERİNİ NEREYE MONTE EDEBİLİRİM?
Esnek
güneş panelleri üzerine basılabilir özelliktedir. Bu nedenle kolaylıkla güverte
üzerine monte edilebilirler(Çift taraflı yapısal yapıştırıcı bantlar). Çok
hafif olduklarından dolayı bimini, spray hood gibi tente yapılarının üzerine
tenax veya fermuar ile sökülebilir/takılabilir şekilde bağlanabilirler. Panellerin
montajı için gölge düşmeyen yerler tercih edilmelidir.
11)
GÜNEŞ
PANELLERİNİN ÜZERİNE GÖLGE DÜŞERSE NE OLUR?
Güneş
panellerinin üzerinde yer alan hücrelerde üretilen elektrik bir sonraki hücreye
teller ile aktarılarak ve her aktarımda voltaj büyüyerek panel çıkış kablosuna
kadar iletilmektedir.
Eğer aynı anda hücrelerin tamamı
gölgede kalmış ise hiç elektrik üretimi olmadığı için problem oluşmayacaktır.
Fakat hücrelerin sadece bir veya birkaçı gölgede kalırlarsa kendilerinden daha
önceki sırada yer alan ve güneş gören hücrelerde üretilmiş olan elektrik
gölgede kalan ve üretime katkıda bulunmayan hücrenin içinden geçmeye çalışacak
ve direnç ile karşılaşacaktır. Elektrik gölgede kalmış hücrenin içinden
geçerken bu direnç nedeni ile gölgede kalan hücreyi ısıtmaya başlayacaktır. Bu
olaya sıcak nokta “hot spot” denilmektedir. Yeni jenerasyon panellerde by pass
diodlar kullanılarak bu etki en aza indirgenmektedir. Genel bir tanım ile 1/3’ü
gölgede kalan bir panelin üretim kapasitesi 1/3 oranında değil 2/3 oranında
azalmaktadır. Bu nedenle panel yerleşimlerini yaparken gölge almayacak yerleri
seçmek çok daha doğru bir karar olacaktır.
12)
GÜNEŞ
PANELLERİNİN BAKIMI VAR MI? TEMİZLİĞİ ve KORUMASI NASIL YAPILMALI?
Güneş
panellerinin herhangi bir bakımı ve servis gereksinimi yok. Zaman içinde
üzerlerinde biriken toz ve tuz tabakasının temizlenmesinde fayda var. Temizlik
sırasında teknenin yıkanmasında kullanılan temizlik malzemeleri rahatlıkla
kullanılabilir.
Eğer
paneller güverteye monte edilmiş ve üzerine basılıyorsa, ayakkabı ile
basılmaması ve sert cisimlerin panel üzerine düşürülmemesi, panellerin
çizilmemesi, kısacası mekanik tahribata maruz bırakılmaması gerekir.
Bu
tür hasarlar panelin garanti dışı kalmasına sebebiyet verebilir.
Paneller
devrede iken sahil elektriğinin bağlanması, motorun veya jeneratörün
çalıştırılması panellere etki etmez dolayısı ile panel enerjisinin kapatılması
gerekmez. Panellerden gelen enerji Voltaj regülatörleri üzerinden Akülere şarj
edilmektedir. Voltaj regülatörleri akülerin yapısal özelliklerine (Kurşun
asit/Gel /AGM/) uygun şarj protokolleri ile şarj yapmaktadırlar ayrıca
çoğu regülatörde akü ısılarını ölçen sensörler vardır. Bu şekilde Akülerin
gereğinden fazla şarj edilmesi riski söz konusu değildir.
13)
GÜNEŞ
PANELLERİNİN MONTAJI NASIL YAPILMALIDIR VE GARANTİSİ NE KADARDIR?
Güneş
panelinin alımı yapılmadan önce mutlaka yetkin bir kişi veya kuruluşa danışarak
tekneye ve kullanıcı parametrelerine en uygun panel kapasite hesabının yaptırılması,
enerji iletim hatlarının kesitlerinin hesaplanması, regülatör kapasitelerinin
doğru seçilmesi ve tesisat projesinin yapılması gereklidir. Montajı yapacak
olan teknik kişi veya firmanın bu projelere uygun montaj yapması; kullanılan
kablo ve bağlantı elemanları, izolasyon malzemeleri gibi tüm yan malzemelerin
ilgili regülasyonlara ve standartlara uygun malzemeler olması gerekmektedir.
Esnek panellerin montajı sırasında panelin teknik belgelerinde izin verilen eğim
açısından daha fazla bükülmemesi çok önemlidir.
Garanti
belgelerinin satıcıya imzalattırılması unutulmamalıdır.
Uluslararası kalite sertifikasına
sahip üretici markalar üretim ve malzeme hatalarına karşı iki yıl garanti
vermektedirler.
Hazırlayan
Ömer SİLE
omer@yesenerji.com
www.yesenerji.com
www.facebook.com/solbianturkiye
Ürünlerimizi incelemek ve detaylı bilgi almak için web sitemizi ziyaret edebilirsiniz.
www.yesenerji.com
Yorumlar
Yorum Gönder