(/) (/) o o ·-(/) ·-o2 UJ z UJ (U / J) , z ::::J MAKALE Fotovoltaik Elektrik Üretim Sistemlerindeki Gelişmeler-ı. Bölüm Dünya çapında elektrik enerjisine artan ihtiyaç, yenilenebilir enerji üretim sistemlerine olan ilgiyi arttırmış ve kullanımını hızla geliştirmiştir. Sürekli artan elektrik enerji tüketimi, hem elektrik dağıtım sistemlerini hem de güç santrallerini aşırı yükleyerek elektrik enerjisinin sürekliliğini, güvenilirliğini ve kalitesini etkilemektedir. Sonuç olarak, sürdürülebilirlik için talebi karşılayan ve teknik olarak da yapılabilir çözümlere ihtiyaç duyulmaktadı r. Bu çalışmada, rüzgar ve hidro elektrik gibi diğer yenilenebilir enerji kaynakların yanında yer alan fotovoltaik elektrik üretim sistemlerinin bugünkü durumu tanıtılmakta ve geleceğe yönelik teknolojik gelişmeler tartışılmaktadır. 1. Giriş Günümüzde enerjiye olan talebin her geçen gün daha da artması, enerji maliyetlerindeki yükseliş, çevre duyarlılığı ve daralan fosil yakıt rezervleri gibi nedenler ile yenilenebilir, temiz enerji üretim ve kullanım ihtiyacı artmaktadır. Bu nedenle, alternatif ve yenilenebilir enerji üretim teknolojileri Türkiye'nin öncelikli teknoloji alanları arasında bulunmaktadır. Elektrik enerjisi; kısıtlı olarak depolanabilme, taşınabilme ve çevreye zarar vermeden tüketilebilme sebebi ile oldukça kararlı ve çevreci bir karakteristiğe sahiptir. Elektrik enerjisinin yenilenebilir kaynakları ile üretim tekniklerinin başında güneşten faydalanılan, fotovoltaik elektrik üretim sistemleri gelmektedir. Fotovoltaik güç sisteminden tüketicilere elektrik gücü sağlamak için fotovoltaik modüller tarafından üretilen doğru gerilimin (DC) alternatif gerilime (AC) verimli bir şekilde dönüştürülmesi ve sistemin optimizasyonu gereklidir. Birçok uygulamada da bataryalar gibi enerji depolama sistemlerinin kullanımına ihtiyaç duyulmaktadır. Fotovoltaik elektrik üretim sistemlerinin en önemli bölümünü bu çalışmanın ana konusu olan güç dönüşüm sistemleri oluşturmaktadır. Bu çalışmada, dağıtılmış elektrik üretim sistemlerinde kullanılan fotovoltaik evirici ve çevirici tipleri açıklanarak son yıllarda geliştirilen yeni nesil yüksek verimli dönüşüm teknolojileri karşılaştırılmalı olarak anlatılmaktadır. Günümüz dünyasında geleneksel enerji kaynaklarının azalması ve tüketimin hızlı bir şekilde artması nedeniyle güç kaynağı sorunları yaşanmaktadır. Böylece güç kalitesi, güvenliği ve bulunabilirliğini etkileyen enerji santralleri ve güç dağıtım şebekelerinin aşırı yüklenmesi sorunları ortaya çıkmaktadır. Sonuç olarak sürdürülebilirlik şartlarını sağlayan teknik olarak yapılabilir çözümlerin üreti lmesi şarttır. Bu çalışmada çözüm olarak ön görülen fotovoltaik elektrik üretim sistemi yapısı ve son yıllardaki gelişmeler açıklanmaktadır. Ülkemizin coğrafi konumu ve ortalama güneşlenme süresinin yüksek olması nedeniyle oldukça yüksek bir güneş enerjisi potansiyeline sahiptir. EİE tarafından yapılan çalışmaya göre, 1966-1982 yılları arasında Devlet Meteoroloji İsleri (DMİ) Genel Müdürlüğünce ölçülen güneşlenme süresi ve ısınım şiddeti verileri ışığında Türkiye'nin ortalama yıllık toplam güneşlenme süresi 2.640 saat (günlük toplam 7,2 saat) ve ortalama toplam ısınım şiddeti 1311 kWh/m2-yıl (günlük toplam 3,6 kWh/m2) olarak tespit edilmiştir (EİE, 2007) [1]. 2. Fotovoltaik Elektrik Üretim Sistemleri Günümüze kadar tüketiciler, uzun iletim hatları ve dağıtım şebekesi yoluyla uzak noktalardaki merkezi güç santrallerinden üretilen elektrik enerjisini kullandılar. Ooç. Dr. Engin Özdemir Lisans ve yüksek lisans öğrenimini YTÜ Elektrik Mühendisliği Böl.'de tamamlayan Engin Özdemir, doktora derecesini Kocaeli Üni. Elektrik Müh. Böl.'den 1998 yılında aldı. 2007 yılında TÜBİTAK doktora sonrası araştırmacı bursu ile ABO'de The University of Tennessee Elektr i k Müh zamanda Oak Rigde National Laboratory'de 9 ay ziyaretçi araştırmacı olarak görev yaptı. Bu makalenin uygulama çalışmalarını ABO'de gerçekleştirdi. Halen Kocaeli Üni. Teknik Eğilim Fakültesi Elektrik Eğitimi Böl'de öğretim üyesi olarak görev yapmaktadır. Güneş pilleri ile elektr i k üretim sistemleri, güç kalitesi, güç elektroniği konularında çalışmalar yapmaktadır. Fatih Kavaslar İTÜ Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Böl.'den mezun olan Fatih Kavaslar, aynı bölümden Yüksek Lisans diplomasını aldı. Daha sonra sırasıyla Siemens, Siemens-Nixdorf, SBS, lnform firmalarında Ar-Ge mühendisi ve Ar-Ge yöneticiliği görevlerinde bulundu. Yürüttüğü Ar-Ge projeleri TESIO, TUBITAK-TTGVTUSIAO tarafından toplam beş defa yenilikçilik, yaratıcılık ve teknoloji ödüllerine layık görüldü. Halen kurucusu ve ortağ ı olduğu Mavisis Teknoloji A.Ş. firmasında yöneticilik görevine devam etmektedir. Kavramsal olarak da bu merkezi elektrik üretimi alt yapısı kombine ısı ve güç üretimi gibi dağıtılmış üretim sistemleriyle (ko-jenerasyon) desteklendi. Bu güne kadar kullanılan bu tip geleneksel dağıtılmış güç üretim sistemleri, tüketicilere oldukça yakın ve oldukça küçük güç üretimi sağlamakla birlikte yerel enerji kaynaklarının etkin biçimde kullanımını sağladılar. Sonuç olarak, üretim ve tüketim bazı noktalarda yerel olarak sağlandı. Böylece, elektrik ve ısı enerjisinin kullanımı ve yerel enerji potansiyellerinin (özellikle güneş, rüzgar, hidra ve biokütle gibi yenilenebilir enerji kaynakları) kullanımı oldukça arttı. Bununla birlikte, gerilim seviyesi değişimi ve uzun mesafeli iletim ve dağıtım hatlarında meydana gelen enerji kayıpları da azaltıldı ve tüm sistem verimi artırıldı. Yenilenebilir enerji kaynaklarının yapısı, yukarıda anlatılan dağıtılmış enerji üretimi stratejisine oldukça uygundur. Bölgesel koşullara bağlı olarak, şebekenin uygun bir noktasına kW veya MW ölçülerinde bir fotovoltaik elektrik 1 12 Tesisat Dergisi Sayı 158- Şubat 2009
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=