5. GÜNEŞ ENERJİSİNDEN ELEKTRİK ÜRETİMİ YAPAN SİSTEM
5.6 Mersin İlinde Şebekeden Bağımsız Santral Tasarımları
36.812°K enlem ve 34.629°D boylamda olan Mersin ilinde şebekeden bağımsız günlük 7.224 Wh tüketimi karşılayacak 3 kW kurulu güce sahip güneş enerjisi santral tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımı yaparken PVGIS programı PVGIS-CMSAF veri tabanında olan güneşlenme verilerini kullanmaktadır. Seçilen güneş panelleri kristal silikondan üretilmiştir.
94
Yapılan simülasyon çıktılarına göre; Eğim açısı: 35°, azimut açısı: 0°, yıllık güneş radyasyonu: 2.230 kWh/m²,akü grubu kapasitesi: 34.416 Wh, akü boşalması kesme limiti: %40, dolu akülü günlerin oranı: %78,09, boş akülü günlerin oranı: %3,94 (Şekil 5.54), ortalama depolanamayan enerji: 6.649,43 Wh, ortalama kaybolan enerji: 2.347,08 Wh’dir (Şekil 5.53). Aralık, Ocak ve Şubat aylarında kullanılmak üzere 3 kW nominal güce sahip jeneratör kullanılması uygun olacaktır (Çizelge 5.52).
Şekil 5.53 PVGIS Mersin Off-Grid Tasarım İçin Tahmini Enerji Üretimi
95
Çizelge 5.52 PVGIS Mersin Off-Grid Aylık Ortalama Enerji Üretim ve Depolama Performansı
5.6.2 PVsyst İle Yapılan Tasarım
36.81° K enlem ve 34.63°D boylamda 14 m rakımda olan Mersin ilinde şebekeden bağımsız günlük 7.224 Wh tüketimi karşılayacak 3 kW kurulu güce sahip güneş enerjisi santral tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımı yaparken PVsyst programı Meteonorm 7.2(2003-2013) veritabanında olan güneşlenme verilerini kullanmaktadır. Seçilen güneş panelleri kristal silikondan üretilmiştir. Seçilen sistem bileşenlerinin özellikleri:
FV karakteristikleri: Generic marka 250 W 60 hücreli 12 adet FV modül kullanılmıştır. İkili grup halinde seri bağlanan 6 adet FV modül grupları ise birbirleriyle paralel bağlanmıştır. Modüllerin kapladığı alan 19,5 𝑚2 ve çalışma
durumunda 2.684 W (50 ℃), 55 Vmpp ve 49 Ampp elde edilebilir.
Evirici karakteristiği: MPPT teknolojisine sahip off-grid model invertör kullanılmıştır.
Akü grubu karakteristiği: Concorde marka PVX-2580L model 12 adet akü kullanılmıştır. Aküler, 4’lü seri bağlanan 3 paralel gruptan oluşturulmuştur. Bu
96
sayede akülerin çıkış gerilimi 48 V, nominal kapasitesi 717 Ah ve depolanan enerji 31 kWh olmuştur.
Yedek jeneratör karakteristiği: Yedek jeneratör olarak 3 kW nominal ve 2,4 kW etkin güce sahip jeneratör kullanılmıştır.
Yapılan simülasyon çıktılarına göre; Eğim açısı: 35 °, azimut açısı: 0 °, yıllık ortalama enerji talebi: 2.637 kWh/yıl, yıllık kullanılabilir enerji: 4.490 kWh/yıl, yıllık güneş radyasyonu: 1.839,9 kWh/m², kullanılan enerji: 2.632 kWh/yıl, kullanılamayan enerji: 1.587 kWh/yıl, performans oranı: %48,68 (Çizelge 5.53), yıllık yedekleme jeneratör kullanımı: 0 kWh/yıl, 0 L/yıl yedekleme jeneratör yakıt tüketimi ve akü kullanım ömrü: 5 yıldır. FV modüllerinin gölgelenmesini en aza indirdiğimizi farz edersek, şebekeden bağımsız (Off-grid) sistem tasarımında %34’lik oranla akülerin dolu olmasından dolayı kullanılamayan enerji kaybı yaşanmakta, sonra en fazla kayıp %10,6 ile sıcaklıktan ve %5,6 ile dönüştürücüden kaynaklanmaktadır (Şekil 5.56).
Şekil 5.55 PVsyst Mersin Off-Grid Enerji Karakteristikleri
Şekil 5.55’de günlük bazda üretim ve kayıp verileri ve Çizelge 5.53’de yıllık bazda üretim, radyasyon ve verim değerleri verilmiştir.
97
Çizelge 5.53 PVsyst Off-Grid Enerji Karakteristikleri
98 Çizelge 5.54 PVsyst Off-Grid Yatırım Giderleri
Yatırım Girdileri Maliyet
FV Modül 3000 EUR
Akü 5.099 EUR
Regülatör 1.187 EUR
Taşıma ve montaj 8.903 EUR
Toplam Yatırım 18.189 EUR
Yıllık bakım gideri 1.275 EUR
Çizelge 5.54’de yatırım giderleri verilmektedir. 5.6.3 HOMER İle Yapılan Tasarımlar
36.48°K enlem ve 34.37°D boylamda olan Mersin ilinde şebekeden bağımsız günlük 7.224 Wh tüketimi karşılayacak 1,47 ve 2,78 kW kurulu güce sahip güneş enerjisi santral tasarımları yapılmıştır. HOMER programı girilen girdilere göre çeşitli güçlerde FV panel, jeneratör ve akü gruplu tasarımlar önermektedir. Önerilen tasarımlardan 2 tanesi tercih edilmiştir.
5.6.3.1 1,47 kW Kurulu Güce Sahip Santral Tasarımı
FV karakteristikleri: Maksimum 1,48 kW çıkış gücüne sahip FV modül kullanılmıştır. Yıllık FV modüllerin çalışma saati: 4.370 saat/yıl ve toplam FV modülden üretilen enerji: 2.274 kWh/yıl’dır.
Dönüştürücü karakteristiği: 0,711 kW kapasiteli off-grid invertör kullanılmıştır. Yıllık çalışma saati: 5,179 saat/yıl ve kayıplar: 55,2 kWh/yıl’dır.
Akü grubu karakteristiği: Kurşun asitli 1 kWh kapasitesine sahip 8 adet akü kullanılmıştır. Aküler, paralel bağlanmıştır. Bu sayede akülerin çıkış gerilimi 12 V, depolanan enerji 8,01 kWh olmuştur. Akülerin tahmini kullanım ömrü: 5,19 yıldır. Tam dolu olan aküler, FV modüllerden bağımsız olarak 16 saat enerji verebilmektedir.
Yedek jeneratör karakteristiği: Yedek jeneratör olarak 1,70 kW nominal ve 1,14 kW etkin güce sahip jeneratör kullanılmıştır. Yıllık elektrik üretimi: 1,047 kWh/yıl, yıllık
99
yakıt tüketimi: 334 L, yıllık çalışma saati: 921 saat/yıl, toplam çalışma sayısı: 353 ve kullanım ömrü: 16,3 yıldır.
Şekil 5.57 HOMER Bayburt Off-Grid Aylık Ortalama Elektrik Üretimi
Yapılan simülasyon çıktılarına göre; Yıllık ortalama enerji talebi: 2.637 kWh/yıl, yıllık yedekleme jeneratör kullanımı: 1.047 kWh/yıl (%31,5) ve FV modül enerji üretimi: 2.274 kWh/yıl(%68,5)’dır (Şekil 5.57). Günde ortalama yakıt tüketimi: 0,916 L/gün’dür. Yıllık karbon salınımları: C𝑂2 875 kg/yıl ve CO 5,52 kg/yıl’dır.
Çizelge 5.55’de yatırım giderleri verilmiştir.
Çizelge 5.55 HOMER Mersin Off-Grid Yatırım Giderleri
Yatırım Girdileri Maliyet
FV Modül 4.526 $
Akü 5.178 $
Regülatör 248,13 $
Jeneratör 6.576 $
Toplam Yatırım 16.529 $
5.6.3.2 2,78 kW Kurulu Güce Sahip Santral Tasarımı
FV karakteristikleri: Maksimum 2,80 kW çıkış gücüne sahip FV modül kullanılmıştır. Yıllık FV modüllerin çalışma saati: 4.370 saat/yıl ve toplam FV modülden üretilen enerji: 4.299 kWh/yıl’dır.
Dönüştürücü karakteristiği: 2,09 kW kapasiteli off-grid inverter kullanılmıştır. Yıllık çalışma saati: 5,376 saat/yıl ve kayıplar: 69,9 kWh/yıl’dır.
Akü grubu karakteristiği: Kurşun asitli 1 kWh kapasitesine sahip 16 adet akü kullanılmıştır. Aküler, paralel bağlanmıştır. Bu sayede akülerin çıkış gerilimi 12 V,
100
depolanan enerji 16,00 kWh olmuştur. Akülerin tahmini kullanım ömrü: 8,23 yıldır. Tam dolu olan aküler, FV modüllerden bağımsız olarak 31,9 saat enerji verebilmektedir.
Yedek jeneratör karakteristiği: Yapılan tasarımda jeneratör bulunmamaktadır.
Şekil 5.58 HOMER Mersin Off-Grid Aylık Ortalama Elektrik Üretimi
Yapılan simülasyon çıktılarına göre; Yıllık ortalama enerji talebi: 2.637 kWh/yıl, karşılanamayan enerji: 97,1 kWh/yıl, tüketilen enerji: 2.540 kWh/yıl(%100), fazla üretilen enerji: 1.261 kWh/yıl ve FV modül enerji üretimi: 4.299 kWh/yıl(%100)’dır (Şekil 5.58). Yıllık karbon salınımları: jeneratör olmadığı için karbon salınımı olmamaktadır. Çizelge 5.56’da yatırım giderleri verilmiştir.
Çizelge 5.56 HOMER Mersin Off-grid Yatırım Giderleri
Yatırım Girdileri Maliyet
FV Modül 8.823 $
Akü 13.048 $
Regülatör/Off-grid invertor 928,51 $
Toplam Yatırım 22.800 $
5.6.4 Matematiksel Modelleme Güneş paneli sayısının belirlenmesi:
GPAoff = 7.224/(250*4,99*0,85) = 6,812 ≅ 7 adet olarak hesaplanmıştır.
Sistem tasarımında en elverişsiz dönem olan kış güneşlenme süreleri baz alınmıştır. Dolayısıyla sistem 4 mevsim sorunsuz çalışacaktır. 0.85 değeri FV modüle ait verim katsayısıdır. Generic marka 250 W 60 hücreli poly kristal güneş modülü
101
tasarımlarda tercih edilmiştir. Bir FV modül yaklaşık olarak 1,63 m2 alan kaplamaktadır. Dolayısıyla çatı tipi bir tasarımda en az 12 m2 alana ihtiyaç vardır. TGG : 2018 yılında günlük ortalama 6,539 kWh evsel elektrik tüketimi yapmış olduğum değerin üzerine yaklaşık %10 ekleyerek 7,224 kWh değeri yapmış olduğum tasarımlarda kullanılmıştır.
Şarj regülatörü:
ŞRamp = 250*7/(30) = 58,33 A ≅ 60 A olarak hesaplanmıştır. 60 A ve giriş voltajı güneş panellerinin çıkış voltajına uygun olarak 24 V’luk 1 adet MPPT şarj regülatörü seçilmiştir.
Akü:
TBG = 250*7*4,99*1,20*2 = 20.958 Wh/gün
TBA = 20.958/(12*110) = 15,87 ≅ 16 adet 12 V 110 A’lik jel akü seçilmiştir. Tercih edilen akülerin kullanım ömrü yaklaşık 10 yıldır.
Çizelge 5.57 Mersin Off-Grid Matematiksel Modelleme Seçilen Cihazlar
Cihaz Kapasite Adet Birim Fiyat Toplam
Fiyat FV Modül 250 W (Nominal 24 V
çıkışlı)
7 800 TL 5.600 TL
Şarj Regülatörü 24 V girişli 60 A 1 1.000 TL 1.000 TL
Akü 12 V 110 A 16 1.200 TL 19.200 TL Off-Grid İnvertör 2.500 W 1 1.300 TL 1.300 TL TOPLAM 4.300 TL 27.100 TL İnverterler (Eviriciler):
Pinv = 2,50 kW’lık off-grid inverter seçilmiştir. Aynı anda çalışan cihazların toplam gücü sürekli değişeceğinden dolayı HOMER programında tercih edilen 2,09 kW
102
inverter piyasada bulunma sıkıntısı olacağından 2,50 kW off-grid inverter tercih edilmiştir. Çizelge 5.57’de yatırım giderleri verilmiştir.
Optimum Panel Açısı ve Gölgelenme:
Bopt = 3,7 + 36,49*0.69 = 28,88 ≅ 29 derece optimum panel açısı olmalıdır.
L = 1,640*[(( Sin(33))/tan(23)) + Cos(33)] = 1,011 ≅ 1,1 metre olmalıdır. Optimum panel açısı ve paneller arası mesafe çatı tipi GES’ler için geçerli değil sadece düz bir araziye kurulacak GES’ler için kullanılmaktadır.
103 6. TASARIMLARIN KARŞILAŞTIRILMASI
İllerin yıllık toplam güneş radyasyonu ortalaması karşılaştırıldığında Mersin Türkiye ortalamasının üzerinde, Bayburt Türkiye ortalamasına yakın ve Samsun Türkiye ortalamasının altında kaldığı gözlemlenmiştir (Çizelge 6.1).
Çizelge 6.1 İllerin Yıllık Güneş Radyasyonlarının Karşılaştırılması İllerin Yıllık Toplam Güneş Radyasyonu Ortalaması Meteoroloji Veritabanları / İller PVGIS- SARAH PVGIS- CMSAF PVGIS- ERA5 PVGIS- COSMO GEPA Meteonorm7.2 (2003-2013) Ortalam a[kWh/ 𝒎𝟐-yıl] Samsun 1.520 1.670 1.750 1.440 1.603 1.436 1.569,33 Bayburt 1.680 1.850 - - 1.836 1.693 1.764,75 Mersin 2.120 2.230 2.100 1.790 1.950 1.839 2.004,83 Türkiye - - - - 1.830 - 1.830,67
İllerde şebekeye bağlı çatı tipi 1 kW GES modellemelerinin yıllık enerji üretimi bir mesken hanesinin yıllık enerji tüketiminden az olduğu için maliyet analizlerinde 1 kW çatı tipi GES’ler dikkate alınmamıştır.
İllerde 2 hane ortaklaşa kurduğu 10 kW kapasiteli çatı tipi GES’in üretimleri, tüketimleri ve ürettiklerinden tükettiklerini çıkararak yapılan mahsuplaşma ile bulunduğu bölgede bulunan enerji dağıtım firmasına satıp gelir elde ettikleri üretim miktarları karşılaştırıldığında; En fazla üretim sırasıyla Mersin, Bayburt ve Samsun’da olduğu gözlemlenmiştir. Bayburt, Samsun’dan yaklaşık %12’lik bir oranda daha fazla elektrik üretmekte, Mersin ise Bayburt’dan yaklaşık %13’lük bir oranda daha fazla elektrik üretmektedir (Çizelge 6.2)
Çizelge 6.2 İllerin Yıllık Güneş Enerjisi Üretimlerinin Karşılaştırılması (10 kW On- Grid)
İllerin Yıllık Güneş Enerjisi Üretim Ortalaması (10 kW On-Grid) Kullanılan
Programla r/ İller
PVGIS PVsyst HOMER Ortalama[kWh/yıl] Ortalama Yıllık Tüketim 2 hane[kWh/yıl] Net Yıllık Mahsuplaşma[ kWh/yıl] Samsun 13.000 12.310 12.505 12.605 5.277,132 7.327,868 Bayburt 14.900 14.980 12.555 14.145 5.277,132 8.867,868 Mersin 17.300 15.329 15.474 16.034 5.277,132 10.756,868
104
İllere kurulan santral gücü 5 kW yani tek hanenin kurabileceği üst limitte olduğunda üretim miktarı düştüğünden yıllık net mahsuplaşma düştüğü gözlenmiştir (Çizelge 6.3).
Çizelge 6.3 İllerin Yıllık Güneş Enerjisi Üretimlerinin Karşılaştırılması (5 kW On- Grid)
İllerin Yıllık Güneş Enerjisi Üretim Ortalaması (5 kW On-Grid) Kullanılan
Programlar / İller
PVGIS PVsyst HOMER Ortalama Yıllık Üretim[kWh/yıl] Ortalama Yıllık Tüketim 1 hane[kWh/yıl] Net Mahsuplaşma[k Wh/yıl] Samsun 6.500 6.180 6.253 6.303 2.638,566 3.664,434 Bayburt 7.440 7.509 6.278 7.073 2.638,566 4.434,434 Mersin 8.660 7.627 7.737 8.017 2.638,566 5.378,434
Şekil 6.1 Örnek Elektrik Faturası
Bir alçak gerilim mesken abonesinin bağlantı anlaşma gücü ve aktif tüketim perakende enerji bedeli Şekil 6.1’de verilmiştir. Buna göre genel olarak bağlantı anlaşma gücü 5 kW olmakta ve 1 Nisan 2019 itibariyle EPDK tarafından belirlenen elektrik tarifelerine göre AG mesken abonelerinin aktif tüketim perakende birim fiyatı 0,263304 TL/kWh’dir (Ek 1).
105
Üretilen enerji maliyeti hesaplanırken aylık üretilen enerji (kWh) ile aktif enerji bedeli çarpılarak varsa vergiler bu çıkarılarak bulunur. Tüketilen enerji maliyeti bulunurken ise aylık tüketilen enerji ile aktif enerji bedeli ve dağıtım bedeli çarpılarak bu değerler toplanıp vergiler eklenerek bulunur.
Çizelge 6.4 İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (10 kW On-Grid)
İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (10 kW On-Grid) Kullanılan
Programlar/ İller
PVGIS PVsyst HOMER Ortalama Maliyet[$] Geri Ödeme Süresi[yıl] Samsun - 34.000 33.000 33.500,00 41,50 Bayburt - 34.000 33.000 33.500,00 38,22 Mersin - 34.000 33.000 33.500,00 34,84
Kullanılan program sonuçlarına göre geri ödeme süresi en düşük sırasıyla; Mersin, Bayburt ve Samsun olmuştur. Fakat 7-8 yıl geri ödeme sürelerinin yaklaşık 5-6 katı olduğundan yatırım yapılabilir olarak görülmemiştir (Çizelge 6.4; Çizelge 6.5)
Çizelge 6.5 İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (5 kW On-Grid)
İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (5 kW On-Grid) Kullanılan
Programlar/ İller
PVGIS PVsyst HOMER Ortalama Maliyet[$] Geri Ödeme Süresi[yıl] Samsun - 18.891 16.000 17.446 43,01 Bayburt - 18.891 16.000 17.446 39,70 Mersin - 18.891 16.000 17.446 36,20
Yapılan piyasa araştırmasına göre Türkiye’nin herhangi bir ilinde bulunan evin çatısına 5 kW kurulu güce sahip santral tasarımının maliyeti 7-8 bin Dolar seviyelerinde iken, 10 kW kurulu güce sahip santral tasarımının maliyeti 12-13 bin Dolar seviyelerinde olmaktadır (Çizelge 6.6; Çizelge 6.7; Anonim 18, 2018). İlgili hesaplamalar sonucu iller arası geri dönüşüm yılları azdan çoğa sırasıyla; Mersin,
106
Bayburt ve Samsun olduğu tespit edilmiş ve iller arası yaklaşık 1’er yıl olduğu gözlemlenmiştir (Çizelge 6.6, 6.7). Fakat 7-8 yıl geri ödeme sürelerinin yaklaşık 2 katı olduğundan yatırım yapılabilir olarak görülmemiştir (Çizelge 6.6; Çizelge 6.7).
Çizelge 6.6 İllere Tasarlanan On-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (5 kW Matematiksel Modelleme)
İllere Tasarlanan On-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (5 kW Matematiksel Modelleme)
Kullanılan Programlar/ İller
Matematiksel Modelleme
Ortalama Maliyet[TL] Geri Ödeme Süresi[yıl]
Samsun 40.000 40.000 16,87
Bayburt 40.000 40.000 15,54
Mersin 40.000 40.000 14,18
5 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 40-50 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (2.638,566*0,434451=1.146,328 TL + Vergiler (≅ %22)) 1.405,40 TL’dir. Samsun ilinde bulunan GES sahibinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (3.664,434*0,263304) 964,864 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Samsun ilinde bulunan GES sahibinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 2370,261 TL ve geri dönüş süresi 16,87 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.6).
5 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 40-50 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (2.638,566*0,434451=1.146,328 TL + Vergiler (≅ %22)) 1.405,40 TL’dir. Bayburt ilinde bulunan GES sahibinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (4.434,434*0,263304) 1.167.605 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Bayburt ilinde bulunan GES sahibinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 2.573,005 TL ve geri dönüş süresi 15,54 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.6).
5 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 40-50 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (2.638,566*0,434451=1.146,328 TL + Vergiler (≅ %22)) 1.405,40 TL’dir. Mersin ilinde bulunan GES sahibinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (5.378,434*0,263304) 1.416,164 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Mersin ilinde bulunan GES sahibinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 2.821,564 TL ve geri dönüş süresi 14,18 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.6).
107
Çizelge 6.7 İllere Tasarlanan On-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri(10 kW Matematiksel Modelleme)
İllere Tasarlanan On-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (10 kW Matematiksel Modelleme)
Kullanılan Programlar/ İller
Matematiksel Modelleme
Ortalama Maliyet[TL] Geri Ödeme Süresi[yıl]
Samsun 80.000 80.000 16,93
Bayburt 80.000 80.000 15,59
Mersin 80.000 80.000 14,21
10 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 80-90 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (5.277,132*0,434451=2.292,656 TL + Vergiler (≅ %22)) 2.797,040 TL’dir. Samsun ilinde bulunan GES sahiplerinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (7.327,868*0,263304) 1.929,457 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Samsun ilinde bulunan GES sahiplerinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 4726,497 TL ve geri dönüş süresi 16,93 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.7).
10 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 80-90 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (5.277,132*0,434451=2.292,656 TL + Vergiler (≅ %22)) 2.797,040 TL’dir. Bayburt ilinde bulunan GES sahiplerinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (8.867,868*0,263304) 2.334,946 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Bayburt ilinde bulunan GES sahiplerinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 5.131,986 TL ve geri dönüş süresi 15,59 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.7).
10 kW GES yatırım maliyeti yaklaşık 80-90 bin TL’dir. Yıllık Enerji Dağıtım firmasına ödenen tutar (5.277,132*0,434451=2.292,656 TL + Vergiler (≅ %22)) 2.797,040 TL’dir. Mersin ilinde bulunan GES sahiplerinin yaklaşık net mahsuplaşma geliri (10.756,868*0,263304) 2.832,327 TL ve bu gelirden vergi alınmamaktadır. Mersin ilinde bulunan GES sahiplerinin toplam yıllık yaklaşık kazanımı 5.629,367 TL ve geri dönüş süresi 14,21 yıl olarak hesaplanmıştır (Çizelge 6.7).
108
Çizelge 6.8 İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (Off-Grid)
İllere Tasarlanan Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (Off-grid) Kullanılan
Programlar/ İller
PVGIS PVsyst HOMER Ortalama Maliyet[$] Geri Ödeme Süresi[yıl] Samsun - 23.851,80 22.504 23.177,90 96,33 Bayburt - 19.817,50 22.309 21.063,25 87,54 Mersin - 20.377,66 22.800 21.588,83 89,73
Ortalama maliyete yıllık bakım maliyetleri ve 10 yılda bir değişecek akülerin maliyetleri eklenmemiştir (Çizelge 6.8; Çizelge 6.9). Bu verilere gore şebekeden bağımsız santraller, şebekeye bağlı santrallere gore düşük verimli bulunmuşlardır. Çizelge 6.9 İllere Tasarlanan Off-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (Matematiksel Modelleme)
İllere Tasarlanan Off-Grid Santrallerin Yaklaşık Maliyet ve Geri Ödeme Süreleri (Matematiksel Modelleme)
Kullanılan Programlar/ İller
Matematiksel Modelleme
Ortalama Maliyet[TL] Geri Ödeme Süresi[yıl]
Samsun 30.900 30.900 21,99
Bayburt 30.900 30.900 21,99
109 7. SONUÇ VE ÖNERİLER
2018 yılında elektrik üretimimizin, %6,6'sı rüzgârdan ve %2,6’sı güneşten olmuştur. 2018 yılı sonu itibarıyla ülkemiz kurulu gücü 88.551 MW'a ulaşmıştır. 2018 yılı sonunda kurulu gücümüzün kaynaklara göre dağılımında; yüzde 7,9’u rüzgâr ve yüzde 5,7’si güneşten olmuştur. Ayrıca 2018 yılı sonu itibarıyla elektrik üretim santral sayımız, 7.423’e (Lisanssız santraller dahil) yükselmiştir. Mevcut santrallerin 249 adedi rüzgâr ve 5.868 adedi güneşten olmuştur. 4.981,2 MW’ı lisanssız, 81,8 MW da lisanslı olmak üzere toplamda güneş enerjisi kurulu gücümüz 5.063 MW’a ulaşmıştır. Ülkemizdeki toplam elektrik üretimi içerisindeki payı da 7.477,3 GWh ile %2,5’a yükselmiştir. Bu veriler incelendiğinde güneş enerjisi alanında lider olan ülkelere göre güneş enerjisi potansiyelimizi istenilen seviyelerde kullanamadığımız ortaya çıkmaktadır.
Bu çalışmada birçok sonuç elde edilmiştir. Bunlara; PVGIS programı ile yapılan tasarımlarda güneş takipli GES’lerin sabit açılı GES’lere göre %30-%35 daha fazla elektrik üretimi yapabildiği, PVsyst ile yapılan Bayburt iline yapılan tasarımda sıcaklıktan dolayı kayıpların diğer illere göre daha az olduğu, (özellikle yaz aylarında) dolayısıyla FV modüllerin sıcaklık arttıkça verim düşümü yaşadıkları tespit edilmiş olduğu ve HOMER programı ile yapılan tasarımlarda jeneratör kullanıldığı zaman çevreye salınan karbon türevleri gibi birçok üretim, verim, kayıplar ve maliyetler ile ilgili veriler elde edilmiştir.
Samsun, Bayburt ve Mersin illerine PVGIS, PVsyst ve HOMER programları ile çeşitli güçlerde on-grid ve off-grid çatı tipi GES tasarımları yapılmıştır. Güneş radyasyon oranı en yüksek olan sırasıyla Mersin, Bayburt ve Samsun illerinde elektrik üretim miktarları oranı da aynı sırayla gerçekleşmektedir. Yıllık üretimlere ve geri dönüş sürelerine bakıldığında iller arasında çok ciddi farklar olmadığı tespit edilmiştir. Güneş enerjisi ile lider ülkelerden biri olan Almanya’nın güneş radyasyon oranı Karadeniz Bölgesi’nde bulunan illere yakın olduğu düşünüldüğünde Türkiye güneş enerjisi potansiyelini tam olarak kullanamadığı ortaya çıkmaktadır.
Yapılan tasarımlarda on-grid sistemlerin off-grid sistemlere göre daha verimli ve geri dönüşüm süreleri daha kısa olduğu tespit edilmiştir. Off-grid sistemlerde enerji depolamak için akülerin kullanılması kurulum maliyetlerini arttırmakta ve ortalama
110
10 yılda bir akülerin değiştirilmesi gerektiğinden maliyetler daha fazla artmaktadır. Tasarımlarda kullanılan programlardan elde edilen veriler birleştirilerek daha verimli sonuçlar elde edilmeye çalışılmıştır. Programlardan elde edilen yaklaşık maliyetler yapılan piyasa araştırması sonuçlarının çok üzerinde çıkmaktadır. Bu sebeple programlar illerin güneş potansiyeli belirlenmesinde, günlük, aylık ve yıllık bazlarda elektrik üretimlerinin tespit edilmesinde, kayıp ve verimlerinin belirlenmesinde ve veri tabanlarında bulunan GES elemanlarının özelliklerinin incelenmesinde faydalıdır. Fakat yaklaşık maliyetler Türkiye piyasasına göre yüksek çıkmaktadır. Buna rağmen yatırım yapılabilir seviye olarak kabul edilen 7-8 yıllık geri dönüşüm süresinin en ideal durumda bile 2 katı değer hesaplanmıştır. Bu sebeplerle çatı tipi GES’ler girdi maliyetlerinin yüksek olmasından yatırım yapılabilir bulunmamıştır. Bunun başlıca sebepleri; döviz kurlarının artması, faizlerin artması, GES bileşenlerinin ithal edilmesi ve Türkiye’de üretilen modüllerin genelde hammaddelerinin (yarıiletken vs.) ithal edilip montajının ülkemizde yapılması maliyetlerin artmasına sebep gösterilebilir.
Dünya’da yenilenebilir enerji alanına yönelimin hızla arttığı bir dönemde ve gelecek 20-30 yıla damgasını vuracağı düşünüldüğünde rüzgar ve güneş enerjisine yatırım yapmamız kaçınılmaz ve gerekliliktir. Rüzgar ve güneş potansiyeli açısından zengin olan Türkiye, bu potansiyelini tam olarak kullandığı söylenemez.
Bu tez çalışmasında incelemiş olduğum çatı ve cephe tipi GES kurulumuna Türkiye çıkarılan yönetmelikler ile yeni yeni yatırım yapmaya başlamıştır. Enerji arz güvenliği açısından lisanslı ve lisanssız yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmanın önünün açılması önemlidir. Küresel ısınma, iklim değişikliği, Dünya’nın sıcaklığının artmasının önlenmesi, sera gazlarının salınımının azaltılması ve buzulların erimesinin önüne geçilmesi için yenilenebilir enerji alanında Devletler ve özel sektör yatırımcılarının fedakarlık yapmaları gerekmektedir.
2018 yılında çıkarılan yönetmelik ile çatı ve cephe tipi GES’lerden üretilen ihtiyaç fazlası elektriğin Devlet’e satılmasının yasal dayanağa dayandırılması, 2019 yılında çıkarılan Cumhurbaşkanlığı Kararı ile ihtiyaç fazlası üretilen elektriğin EPDK tarafından belirlenen aktif perakende enerji bedeli üzerinden 10 yıllık alım garantisi verilmesi ve 2018 yılında çıkarılan vergi muafiyeti sayesinde çatı ve cephe tipi GES
111
(10 kW’a kadar 10 kW dahil)’lerde ihtiyaç fazlası üretilen elektrikten vergi alınmamasının etkili olması için yatırımcıların ve halkın bu alana yönelmesini arttırması için çeşitli destekler verilmelidir.
Çatı ve cephe tipi GES’e yönelimlerin artması için; güneş enerjisi alanında lider ülkelerin çıkardıkları kanun ve yönetmelikler ve yaptıkları teşvikler incelenmeli, 10 yıllık alım garantisinin süresinin arttırılması, GES ekipmanlarının satışına vergi indirimi yapılması, çatı ve cephe tipi GES ihtiyaç fazlası üretimden vergi muafiyetinin devam ettirilmesi, çatı ve cephe tipi GES kurulumu için kredi kullanacaklara uygun faizlerde kredi verilmesi veya bir kısmı geri ödemesiz hibelerin verilmesi, bölgeler arası güneş enerjisi potansiyel farkının ortadan kaldırmak için her bölge için farklı perakende aktif enerji bedeli üzerinden alım garantisi verilmesi gibi desteklemeler yapılmalıdır. Ayrıca GES teknolojisi alanında AR-GE yatırımları desteklenerek ilk yatırım maliyetlerinde en yüksek paya sahip olan FV modül ve invertör fiyatlarının düşmesine katkı sağlanmalı, ithalatın azalması ve ihracatın