Sürdürülebilir Enerji İçin Mevcut Bir Konuta Fotovoltaik (pv) Sistem Tasarımı ve Simülasyonu

Abstract

Sürdürülebilir enerjiye erişim, kuşkusuz çağımızın en önemli konularından biridir. Dünya ölçeğinde de aşılması gereken ciddi zorluklardan birini ifade etmektedir. Ayrıca gelişen teknoloji, artan enerji talebi ve farkındalık, tüm dünyada kendi elektriğini üretmeye yönelik bilimsel çalışmaların ve bu konuda uygulamaların artmasına sebep olmaktadır. Özellikle son yıllarda, sürdürülebilir enerjiye erişim için güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretiminin en çok tercih edilen yenilenebilir enerji teknolojilerinden olduğu görülmüştür. Dünya’daki enerji yönünden talep artışına paralel olarak enerji kaynaklarının hızla tüketilmesi üzerine Dünya Enerji Formu tahminine göre, önümüzdeki yüzyıl içerisinde fosil enerji kaynaklı petrol, kömür, doğalgaz rezervlerinin tükenmiş olacağı belirtilmiştir. Fosil enerji kaynaklı bu yakıtlarının tüketimi sonucu çevresel yönden ciddi problemler oluşmaktadır. Bu problemler, başta küresel ısınma olmak üzere, hava kirliliği, asit yağmurlarının oluşması, hatta ozon tabakasının delinmesi ve ormanların tahribatı gibi dünya üzerinde oldukça olumsuz sonuçlara neden olan problemlerdir (Dinçer, 2011:8). Fosil enerji kaynaklı yakıtlarının tüketimi sonucu oluşan problemler sürdürülebilir bir gelecek için, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını kaçınılmaz bir zorunluluk haline getirmiştir. Güneş, hidrolik, jeotermal, hidrojen, biyokütle, okyanus, rüzgâr ve dalga enerjisi başlıca yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Bu kaynaklar, en başta tükenmez oluşları, çevresel etkilerinin düşük düzeyde olmaları, işletme ve bakım masrafları açısından uygun olmaları, ulusal kaynaklardan sağlanabilmesi açısından önem arz etmektedirler (Arık, 2011:136). Yenilenebilir enerji teknolojileri, yaklaşık bir on yıl öncesine kadar iklim değişikliği ile mücadele, çevreye duyarlı üretim sağlamak amacıyla konvansiyonel yakıt kullanımlarının azaltılması gibi amaçlar doğrultusunda şekillenmiş, daha özelleşmiş bir alana hitap etmekteydi. Günümüzde ise, çevre üzerindeki negatif etkinin minimum değerlere çekilmesi, istihdamın oluşturulması, ekonominin canlandırılması, kamusal sağlığın sağlanması, enerjide ithalatının giderek azaltılması, teknolojik gelişmeleri tetiklemesi ve gelir kaynaklarının çeşitlilik arz etmesi gibi birçok unsur sebebiyle dünya genelindeki gelişimi emin adımlarla sürdürülmektedir (Kurtsal, 2016:15). Özellikle son yıllarda dünya ülkeleri, enerji yönünden bağımsızlıklarını sağlayabilmek amacıyla yenilenebilir kaynaklardan elde ettikleri enerjinin üretim payını arttırmaya çalışmaktadırlar (Girgin, 2011). Bu konuda Türkiye, yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerjisi konusunda oldukça şanslı bir konuma sahip olup, güneş enerjisi kullanımının daha hızlı bir şekilde yaygınlaştırılabileceği avantajlara sahiptir. Fakat Türkiye’de sahip olunan bu yüksek potansiyel yeterince kullanılmamaktadır. Bunun altında ise, başta güneş enerjisi kurulum maliyetlerinin oldukça yüksek, verim ve kapasite faktörlerinin kısmen düşük olması gibi ekonomik ve teknolojik güçlükler yatmaktadır. Yakın gelecekte ülkemizde enerji gereksinimlerinin karşılanmasında, yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisinin önemli bir çözüm alternatifi olduğunun farkına varılması, etkili ve sürdürülebilir bir şekilde hayata geçirilmesi beklenmektedir (Kılıç, 2015:30). Dünyaya gelen güneş enerjisinin %50 civarı kara ve denizler tarafından soğurulmakta, %25’i atmosfere geri yansıtılmakta, %23’ü suları buharlaştırarak tüketilmekte, geri kalan %2’lik enerji ise dalgaların, rüzgarların ve akıntıların oluşmasında, fotosentezde ve biyokütle enerjisine dönüştürülmekte kullanılmaktadır. İnsanlar aslında kullandığı bütün enerjiyi güneşten sağlamaktadır. Fosil yakıtlar da bir depolanmış güneş enerjisidir. Dakika başı dünya üzerine düşen güneş enerjisi 150 trilyon ton kömüre eş değerdir. Bu değer ise tüm dünyanın yıllık enerji tüketiminden fazla bir enerjiyi ifade etmektedir. Türkiye, yıllık ortalama 80 milyon ton petrole eşdeğer enerji kullanmaktadır. Türkiye’nin tükettiği enerjinin 1000 katı kadar üretim potansiyeline sahip olduğu bilinmektedir (Arık, 2011:140). Güneş enerjisinden elektrik enerjisi üretmek için yenilenebilir enerji teknolojisi olan fotovoltaik (PV) sistemler kullanılmaktadır. Güneş enerji potansiyeli yüksek olan Türkiye için PV sistemler büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada Konya ilinin Karatay ilçesine bağlı Karaaslan Mahallesinde bulunan bir konutun elektrik ihtiyacının tamamının PV sistem ile karşılanması hedeflenmiştir. Yerleştirilecek panel sayısı çatı alanıyla sınırlandırıldığı için çatı alanı kullanılarak PVsyst V6.8.6 simülasyon aracı yardımıyla minimum kayıpla üretilebilecek maksimum enerji miktarının ve sistemin performans oranının simülasyon ortamında hesaplanması amaçlanmıştır. Sistem tasarımı yapılarak elde edilen sonuç raporu değerlendirilmiştir.