Üretilen Enerjinin Kullanılma Yöntemleri

Üretilen elektrik enerjisi, kullanıcının isteğine göre ister aküde depolanıp kullanılabilir, ister Yenilenebilir Enerji Kanunu (YEK) kapsamında şebekeye bağlanarak kullanılabilmektedir. Üretilen DC elektriğin aküde depolanması istenildiği takdirde eviriciye (invertör), şarj regülatörüne, aküye ihtiyaç duyulmaktadır. Şebekeye bağlanmak istenildiği takdirde eviriciye ihtiyaç duyulmaktadır.

3.7.1 Akü

Aküler elektrik enerjisini elektro-kimyasal yöntemle depolar ve birçok uygulamada kullanılmaktadır. Elektrokimyasal enerji, elektrik enerjisi ile ısı enerjisi biçimleri arasında yarı düzenli bir formdur. Akülerin dönüşüm verimleri %85-90 arasında değişmektedir. Aşağıdaki şekilde örnek bir elektrokimyasal hücrenin içyapısı gösterilmektedir. Pozitif ve negatif elektrot levhaları yalıtkan ayırıcılarla yalıtılmış olarak kimyasal elektrolit içinde yer almaktadır. Elektrot levhaları + ve – olmak üzere iki grup halinde, kasa üzerinde bulunan terminallere bağlanır.

ġekil 3.25 : Bir elektrokimyasal enerji depolayan hücre yapısı.

Akü hücresinin kapasitesi ―C‖ ile gösterilir ve birimi Amper-saattir (Ah). Farklı akü tiplerinin farklı C değerleri mevcuttur ve verimli çalıştırılabilmeleri için uygun C değerlerinde şarj ve deşarj edilmeleri gerekmektedir. Aküler, kullanıldıkları yerlerde istenilen gerilim ve akım değerlerini sağlayabilmek amacıyla elektrokimyasal hücrelerin seri veya paralel kombinasyonları ile bağlanmasıyla yapılır. Hücreler seri bağlandığı zaman akü gerilimi artmakta, paralel bağlandığı zaman akü akım değerleri artmaktadır. Akünün anma değeri, deşarj süresince ortalama gerilimi (V) ile amper- saat(Ah) kapasitesinin çarpımıyla bulunur. Voltaj ve amper-saat değerlerinin çarpımı sonucu watt-saat(Wh) cinsinden belirtilir. Bu değer tam dolu bir akünün besleyebileceği enerji miktarı ve anma değeridir .

Güneş perdesinin performans ve maliyet analizinde örnek olarak seçilen batarya çeşidi bakım kolaylığı ve kullanım ömrü açısından üstünlüğü dolayısıyla kurşun-asit batarya çeşididir. Kurşun-asit akülerin üstünlükleri ve eksiklikleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Çizelge 3.3 : Kurşun-asit akülerin üstünlükleri ve eksiklikleri. Üstünlükleri Eksiklikleri

Daha uzun ömür Düşük enerji yoğunluğu

Güvenirlik Çok uzun deşarj sürelerinin _{aküye zarar vermesi} Az maliyet Belirli bir sıcaklık aralığında _{kullanıma uygun}

Örnek alınacak olan akü ―DOUBLE TECH‖ marka 12V 100Ah özelliğinde ve %90 verimli aküdür. Bu aküden iki tanesi birbirine paralel bağlanarak 12V 200Ah kapasitede 2400 Wh gücünde kullanılacaktır.

ġekil 3.26 : Örnek olarak ele alınan akünün resmi. 3.7.2 Eviriciler (inverter)

Doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) çeviren güç elektroniği devreleri evirici (inverter) olarak adlandırılmaktadır. DC akımdan AC akıma çeviren 3 fazlı evirici prensip şeması aşağıdaki gibidir.

ġekil 3.27 : 3 fazlı evirici prensip şeması.

Söz konusu çalışmamızda SUMRY marka PSW7 model 12 V – 70 A giriş ve %95 verimli evirici seçilmiştir.

ġekil 3.28 : Örnek eviricinin resmi. 3.7.3 ġarj regülatörleri

Kurşun-asit akülerde fazla şarj, iç gaz oluşturarak akü suyunun tükenmesine ve akünün ömrünün çabuk tükenmesine sebep olduğu için, akülerin aşırı şarj edilmesi istenilen bir durum değildir. Şarj regülatörleri, aşırı şarjı yani gaz çıkışının olmasını engelleyerek maksimum şarj seviyesini sağlamaktadır. Aşırı şarj noktasında şarj akımı kesilerek, tam dolu şarja uygun biçimde geçilmesi için yavaşça şarj moduna geçilmektedir (trickle-charge).

Şarj regülatörleri, kullanılacak sisteme göre 12V - 24V - 48V veya 10A - 20A - 40A - 60A gibi özelliklerde değişir. Ayrıca şarj regülatörlerinin çıkışları doğru akım (DC) şeklindedir. Şarj regülatörleri, PV panel gerilimi fazla iken azaltan modda, batarya gerilimi az iken (yükü beslemek için) yükselten modda olmak üzere iki farklı modda çalışmaktadır .

Söz konusu çalışmamızda şarj regülatörü olarak WELLSEE marka WS-MPPT60 model 12 V - 60 A kapasiteli regülatör seçilmiştir.

3.7.4 Yenilenebilir enerji kanunu (YEK)

10 Mart 2012‘de ve 30 Mart 2013‘te yapılan değişikliklerle yayınlanan Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretimine İlişkin Yönetmelik‘e göre 1 MW‘a kadar kurulan yenilenebilir enerji santrallerinde lisans şartı aranmayacaktır. Yönetmeliğe göre elektrik tüketicisi tüketiminin olduğu dağıtım bölgesi içerisinde herhangi bir yerde santral kurabilir, üretilen enerjiyi öncelikli olarak kendi sarfiyatı için kullanır; artan enerjiyi şebekeye bağlayıp satabilmektedir. Satılan bu elektriğin 10 yıl boyunca satın alımı aşağıdaki tabloda bulunan fiyatlandırmaya göre garanti altına alınmıştır. Bu, tüketicinin ürettiği fazla elektriği dağıtım şirketine 10 yıl boyunca aşağıdaki tarifeye göre sabit ücretle satabileceği anlamına gelmektedir.

Yenilenebilir Enerji Kaynağına Dayalı Üretim Tesisi Tipi

Uygulanacak Fiyatlar ($ cent/kWh) Tesis Tipi Yurt Ġçinde GerçekleĢen Ġmalat Yerli Katkı Ġlavesi ($ cent/kWh) a. Hidroelektrik Üretim Tesisi 7,3 1- PV Panel Konstrüksiyon 0,8 b. Rüzgar Enerjisine

Dayalı Üretim Tesisi 7,3 2- PV Modülü 1,3

c. Jeotermal Enerjisine

Dayalı Üretim Tesisi 10,5 3- PV Hücresi 3,5

d. Biyokütle Enerjisine Dayalı Üretim Tesisi (Çöp gazı dahil)

13,3 4- İnverter 0,6

e. GüneĢ Enerjisine

Dayalı Üretim Tesisi 13,3

5- Güneş Odaylayıcı

ve Toplayıcısı 0,5

I. Sayılı Cetvel II. Sayılı Cetvel

Fotovoltaik Güneş Enerjisine Dayalı Üretim Tesisi

ġekil 3.30 : YEK kapsamında GES için teşvikler.

Tesiste üretilen elektriğin kWh başına fiyatı 0,133 $ ve bu birim fiyat üzerine her biri için yerli üretim olmak koşuluyla konstrüksiyon için 0,008 $, panel için 0,013 $, hücre için 0,035 $ ve evirici için 0,006 $ ücret eklenerek belirlen fiyat üzerinden tüketim ve üretim miktarları incelenerek aylık mahsuplaşma yapılmaktadır. Mahsuplaşma, tesiste üretilen elektrik tesiste tüketilen elektrikten fazla ise tüketilen miktar üretilen miktardan düşülerek tüketici, kalan fark kadar yukarıdaki tarife dahilinde alacaklı durumunda bulunarak; tesiste üretilen elektrik tesiste tüketilen elektrikten az ise üretilen miktar tüketilen miktardan düşülerek tüketici, kalan fark

konusu çalışmamızda tartışılan güneş perdesi modeli için bu teşvik birim fiyatı konstrüksiyon ve panel imalatı yerli olacağı için 0,154 $ /kWh olacaktır.