GÜNEŞ ENERJİSİ SANTRALLERİ İÇİN EN UYGUN ALANIN BELİRLENMESİ, PERFORMANS VE EKONOMİK ANALİZİ: BAĞIRGANLI MAHALLESİ ÖRNEĞİ

Yıl 2024, Cilt: 1 Sayı: 2, 59 - 77, 31.12.2024

Sena Ecem Yakut Şevik , Simge Karapınar , Sıla Sever , Ayşegül Biçer , Enes Murat Çakmak , Beyza Karabey , Ahmet Duran Şahin

Öz

Bu çalışmada, güneş enerjisi potansiyeli Türkiye ortalamasının altında olan Kandıra ilçesine (41°04'16.48''K, 30°09'07.60''D) bağlı Bağırganlı Mahallesi’nde yapılan senaryolar ile ilçenin elektrik üretim potansiyeli değerlendirilmiştir. Mahalle sınırları içerisinde üç farklı uygulama alanı (UA) belirlenmiştir. Farklı eğim açıları, güneş takip sistemleri ve panel türleri (CWT455-144PM-V ve SPR-P5-530-UPP) kullanılarak 24 senaryo geliştirilmiş ve PV*Sol yazılımıyla enerji analizleri yapılmıştır. Yapılan senaryolar sonucunda, en yüksek kurulu gücün 708,9 kWp olduğu ve bunun UA1’de güneş takip sistemli dikey olarak konuşlandırılmış CWT455-144PM-V panellerine ait senaryo olduğu anlaşılmıştır. Yıllık elektrik üretiminin de 1.116.038 kWh ile en fazla bu senaryoda gerçekleştiği görülmüştür. PV*Sol ile yapılan analizler sonucunda Net Bugünkü Değer (NBD), İç Karlılık Oranı (İKO) ve Geri Ödeme Süresi (GÖS) yöntemleriyle yatırımın finansal analizleri yapılmıştır. Finansal analiz, öz sermayeli ve yarı öz sermayeli olmak üzere iki farklı senaryo kapsamında gerçekleştirilmiştir. Ekonomik analiz sonucunda, en karlı yatırımın UA1’de SPR-P5-530-UPP panellerinin 17,74°’lik eğimle dikey yerleştirildiği senaryoda olduğu görülmüştür. Bu senaryoda öz sermaye ve yarı öz sermayeyle yapılan analizlerde sırasıyla NBD 38.518,39$ ve 38.804,89 $, İKO ise %18 ve %11 olarak hesaplanmıştır. Her iki durumda da hesaplanan İKO değerleri, iskonto oranını aşması nedeniyle yatırımın uygun olduğunu göstermektedir. Öz sermayeyle yapılan yatırımın GÖS’ü 6 yıl iken, yarı öz sermayeyle yapılan yatırımın GÖS'ü 9 yıldır. Güneş Enerjisi Santrali yatırımı için 6 yıllık GÖS'ün daha karlı bir seçenek olduğu düşünülmektedir. Sonuç olarak, doğru konumlandırma stratejileri ve yenilikçi teknolojiler kullanılarak, ortalamanın altında güneş enerjisi potansiyeline sahip bölgelerde güneş enerjisi sistemlerinden daha yüksek verimle elektrik üretimi sağlanacağı ve dolayısıyla ilçenin enerji ihtiyacının daha sürdürülebilir bir yaklaşımla karşılanabileceği öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Güneş Enerjisi, Fotovoltaik, PV*SOL, Bağırganlı, Ekonomik Analiz

Kaynakça

• Abdollahpour, M., Golzarian, M. R., Rohani, A., Abootorabi Zarchi, H. (2018). Development of a machine vision dual-axis solar tracking system. Solar Energy, 169, 136–143. https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.03.059
• Acar, M. (2023). Edirne ili güneş enerji potansiyelinin araştırılması ve örnek bir güneş enerji santrali analizi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Hesaplamalı Bilimler Anabilim Dalı, Edirne.
• AFAD. (2021). İl Afet Risk Azaltma Planı. Erişim adresi: https://kocaeli.afad.gov.tr/kurumlar/kocaeli.afad/Kocaeli-IRAP.pdf
• AFAD. (2024). Türkiye Deprem Tehlike Haritası. Erişim adresi: https://www.afad.gov.tr/turkiye-deprem-tehlike-haritasi
• Akpolat, A. N., Dursun, E., Kuzucuoğlu, A. E., Yang, Y., Blaabjerg, F., Baba, A. F. (2019). Performance analysis of a grid-connected rooftop solar photovoltaic system. Electronics, 8(8), 905. https://doi.org/10.3390/electronics8080905.
• Aziz, A. S., Tajuddin, M. F. N., Adzman, M. R., Mohammed, M. F. & Ramli, M. A. M. (2020). Feasibility analysis of grid-connected and islanded operation of a solar PV microgrid system: A case study of Iraq. Energy, 191. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116591
• Bakırcı, K. (2012). General models for optimum tilt angles of solar panels: Turkey case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(8), 6149–6159. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.07.009
• Balcı, A. (2023). Enerji güvenliğinde Türkiye’nin rolü ve yenilenebilir enerji kaynakları. Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (44), 200-233.
• Başol, F. (2021). Yenilenebilir enerji kaynaklarinin avantaj, risk ve tehlikeleri (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Çankaya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İş Sağlığı ve İş Güvenliği Anabilim Dalı, Ankara.
• Başoğlu, M. E., Kazdaloğlu, A., Erfidan, T., Bilgin, M. Z., & Çakır, B. (2015). Performance analyzes of different photovoltaic module technologies under i̇zmit, Kocaeli climatic conditions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 52, 357–365. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.07.108
• Bayraç, H. N. & Çemrek, F. (2022). Avrupa Birliği ve Türkiye’nin enerji bağımlılığı ve enerji tüketiminin ekonomik büyüme üzerindeki etkisi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 9(2), 742-762. https://doi.org/10.30798/makuiibf.799842.
• Bekdaş, D. (2021). Yatırım proje değerlemesinde yeni yaklaşım. Finans Ekonomi ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 6(2) , 216-224. Doi: 10.29106/fesa.862638.
• Boztepe, M. (2017). Fotovoltaik Güç Sistemlerinde Verimliliği Etkileyen Parametreler. Erişim adresi https://www.emo.org.tr/ekler/65eb10e64749410_ek.pdf
• Breyer, C., Bogdanov, D., Gulagi, A., Aghahosseini, A., Barbosa, L. S. N. S., Koskinen, O., Barasa, M., Caldera, U., Afanasyeva, S., Child, M., Farfan, J., & Vainikka, P. (2017). On the role of solar photovoltaics in global energy transition scenarios. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 25(8), 727–745. https://doi.org/10.1002/pip.2885.
• Bulut, U., & Muratoglu, G. (2018). Renewable energy in Turkey: Great potential, low but increasing utilization, and an empirical analysis on renewable energy-growth nexus. Energy Policy, 123, 240–250. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2018.08.057
• Carbon Brief. (2024, 29 Ocak). China added more solar panels in 2023 than US did in its entire history. [Web günlük postası] Erişim adresi https://www.carbonbrief.org/daily-brief/china-added-more-solar-panels-in-2023-than-us-did-in-its-entire-history/
• Carr, A. J., & Pryor, T. L. (2004). A comparison of the performance of different PV module types in temperate climates. Solar Energy, 76(1–3), 285–294. https://doi.org/10.1016/j.solener.2003.07.026
• CW Enerji. (2021). Perc monokristal 144PM [Broşür]. Erişim adresi https://www.atakale.com.tr/image/catalog/urunler/paneller/cw/half/410w_405w_400w_cw_tommatech_solar_perc_module_half_cut_9busbar_multibusbar_monokristal_144hucre.pdf
• Çifci, A. & Altundağ, E. (2017). Burdur bölgesi güneş enerjisi potansiyelinin elektrik üretiminde kullanılabilirliği. Mesleki Bilimler Dergisi, 6(2), 111-120.
• Dağlı, H. (2019). İklim değişikliği ile mücadelede iktisadi mali araç: Karbon vergisi. Uluslararası Bankacılık Ekonomi ve Yönetim Araştırmaları Dergisi, 2(2), 30-42.
• Dağtekin, M., Kaya, D., Öztürk, H.H., Kılıç, F.Ç. (2014). A study of techno-economic feasibility analysis of solar photovoltaic (PV) power generation in the province of Adana in Turkey. Energy Exploration & Exploitation, 32(4), 719-735.
• Dal, A. R. (2021). Investigation of the Effect of Optimum Tilt Angle on Yield in Solar Energy Panels. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 241–250. https://doi.org/10.35193/bseufbd.878795
• Durmaz, F., Akdeniz, R. C. & Kömekçi, F. (2017). Fotovoltaik enerji ile tarımsal işletmelerin enerji gereksiniminin karşılanabilirliği: Manisa - Turgutlu örneği. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 13(3), 193-199.
• Durna, B., Özdemir, E. T., Sezen, İ., Kaymak, M. K., Efe, B., Eftimiyadis , K. & Şahin, A. D. (2013). 500 kWp kurulu güce haiz bir fotovoltaik tesisin İTÜ Maslak yerleşkesinde HOMER ve Retscreen enerji model yazılımları kullanılarak fizibilite analizinin yapılması. 6th Atmospheric Science Symposium, 24-26 Nisan, İstanbul, Türkiye.
• Eker, B. S. (2019). Güneş panelleri için optimum eğim açısının belirlenmesi, rüzgarın soğutma etkisinin verime etkilerinin incelenmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Bursa.
• Eldin, S. A. S., Abd-Elhady, M. S., & Kandil, H. A. (2016). Feasibility of solar tracking systems for PV panels in hot and cold regions. Renewable Energy, 85, 228–233. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.06.051
• EPDK. (2023). Elektrik Piyasası Yıllık Rapor-Elektrik Piyasası Gelişim Raporları Listesi. Erişim adresi https://epdk.gov.tr/detay/icerik/3-0-0-102/yillik-rapor-elektrik-piyasasi-gelisim-raporlari
• EPDK. (2024). Elektrik Faturalarına Esas Tarife Tabloları. Erişim adresi https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-1327/elektrik-faturalarina-esas-tarife-tablolari
• ETKB. (2024). Bilgi Merkezi. Erişim adresi https://www.enerji.gov.tr/anasayfa Fernández, L. (2024). Share of solar electricity generation worldwide 2010-2023. Erişim adresi https://www.statista.com/statistics/1302055/global-solar-energy-share-electricity-mix/
• Gedik, T., Akyüz, K. C. & Akyüz, İ. (2005). Yatırım projelerinin hazırlanması ve değerlendirilmesi (İç Karlılık Oranı ve Net Bugünkü Değer yöntemlerinin incelenmesi). Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 7(7) , 51-61.
• Gezgin, Ç.D. (2023). Güneş Panellerinde, Güneş Takip Sistemlerinin Ve Panel Kirliliğinin Panel Verimliliğine Etkisinin İncelenmesi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mekatronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Edirne.
• Gürtürk, M. (2019). Economic feasibility of solar power plants based on PV module with levelized cost analysis. Energy, 171, 866-878.
• Hassan, Q. (2021). Evaluation and optimization of off-grid and on-grid photovoltaic power system for typical household electrification. Renewable Energy, 164, 375-390. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.09.008
• Hassanian, R., Riedel, M., Yeganeh, N., & Unnthorsson, R. (2021). A Practical Approach for Estimating the Optimum Tilt Angle of a Photovoltaic Panel for a Long Period—Experimental Recorded Data. Solar, 1(1), 41–51. https://doi.org/10.3390/solar1010005
• Kahraman, M. Ü. (2018). Kütahya Bölgesi Güneş Ve Rüzgar Enerji Potansiyellerinin Tekno-Ekonomik Analizi. (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji, Kütahya.
• Kandıra Valiliği. (2024). Kandıra. Erişim Adresi http://www.kocaeli.gov.tr/kandira Karabağ, N., Çobanoğlu Kayıkçı, C. B. & Öngen, A. (2021). %100 Yenilenebilir enerjiye geçiş yolunda Dünya ve Türkiye. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 21, 230-240. DOI: 10.31590/ejosat.780856.
• Kayışoğlu, B. & Diken, B. (2019). Türkiye'de yenilenebilir enerji kullanımının mevcut durumu ve sorunları. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 15(2), 61-65.
• Kılınç Pala, P. B. (2024). Küresel enerji dönüşümü: Yeşil enerji kavramı ve teşvik programları. Elektronik Sosyal Bilimler Dergisi, 23(90), 599-610.
• Kwaśniewski, D., Akdeniz, C., Durmaz, F. & Kömekçi, F. (2020). Economic analysis of the photovoltaic installation use possibilities in farms. Agricultural Engineering, 24(4), 47-60. Doi: 10.1515/agriceng-2020-0035.
• Mamun, M., Islam, M., Hasanuzzaman, M., & Selvaraj, J. (2022). Effect of tilt angle on the performance and electrical parameters of a PV module: Comparative indoor and outdoor experimental investigation. Energy and Built Environment, 3(3), 278–290. https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2021.02.001
• Micheli, D., Alessandrini, S., Radu, R., & Casula, I. (2014). Analysis of the outdoor performance and efficiency of two grid connected photovoltaic systems in Northern Italy. Energy Conversion and Management, 80, 436–445. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.01.053
• Özbektaş, S., Şenel, M. C. & Sungur, B. (2023). Dünyada ve Türkiye’de yenilenebilir enerji durumu ve kurulum maliyetleri. Mühendis ve Makine, 64(711), 317-351. Doi : muhendismakina.1319183.
• Özkaya, S. Y. (2022). Yenilenebilir enerji kaynakları. Erişim adresi https://www.mfa.gov.tr/yenilenebilir-enerji-kaynaklari.tr.mfa#:~:text=Türkiye%27nin%2C%20hidroenerji%2C%20jeotermal,şanslı%20bölgelerinden%20birinde%20yer%20almaktadır.
• Pierrehumbert, R. (2019). There is no Plan B for dealing with the climate crisis. Bulletin of the Atomic Scientists, 75(5), 215–221. https://doi.org/10.1080/00963402.2019.1654255
• Rashwan, S. S., Shaaban, A. M. & Al-Suliman, F. (2017). A comparative study of a small-scale solar PV power plant in Saudi Arabia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 80, 313-318. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.233.
• Raturi, A., Singh, A. & Prasad, R. D. (2016). Grid-connected PV systems in the Pacific Island countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 419-428. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.141
• Reich, N. H., Mueller, B., Armbruster, A., van Sark, W. G., Kiefer, K., & Reise, C. (2012). Performance ratio revisited: Is PR > 90% realistic? Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 20(6), 717–726. https://doi.org/10.1002/pip.1219
• Ritchie, H., Roser, M., & Rosado, P. (2020). Emissions by sector. Our World in Data. Erişim adresi https://ourworldindata.org/emissions-by-sector
• Sadiqa, A., Gulagi, A., & Breyer, C. (2018). Energy transition roadmap towards 100% renewable energy and role of Storage Technologies for Pakistan by 2050. Energy, 147, 518–533. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.01.027.
• Solar Proof. (2024). Solar Panel Information (SPR-P5-530-UPP) [Broşür]. Erişim adresi https://www.solarproof.com.au/products/SPR-P5-530-UPP/
• SolarPower Europe. (2023). Global market outlook for solar power 2023-2027. Erişim adresi https://www.gensed.org/bilgi-bankasi/global-market-outlook-for-solar-power-2023-2027
• Suncalc. (2024). Erişim adresi https://www.suncalc.org/#/41.1122,30.0295,15/2024.02.02/11:01/200/1
• Taktak, F. & Ilı, M. (2018). Güneş enerji santrali (GES) geliştirme: Uşak örneği. Geomatik Dergisi, 3(1), 1-21.
• TCMB. (2024). Gösterge Niteliğindeki Merkez Bankası Kurları. Erişim adresi: https://www.tcmb.gov.tr/kurlar/kurlar_tr.html
• The World Bank. (2020). Global photovoltaic power potential by country. Erişim adresi https://openknowledge.worldbank.org/server/api/core/bitstreams/8a711495-4034-52d3-a5cc-3fcbc98d0738/content
• TÜİK. (2024). TÜİK Kurumsal. Erişim adresi https://www.tuik.gov.tr
• Ulaş, M. S., Damarseçkin, S., Taşkesen, E. & Turşucu, A. (2023, Nisan). Çatı GES sistemlerinde örnek portal uygulaması ve verimli panel seçimi. 1st International Conference on Scientific and Innovative Studies, Konya.
• Väisänen, J., Kosonen, A., Ahola, J., Sallinen, T., & Hannula, T. (2019). Optimal sizing ratio of a solar PV inverter for minimizing the levelized cost of electricity in Finnish irradiation conditions. Solar Energy, 185, 350–362. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.04.064
• Waaree Energies. (2023, 23 Mart). What is a Grid Connected PV System? [Blog Yazısı]. Erişim adresi: https://www.waaree.com/blog/grid-connected-pv-system#
• Yalılı, M. (2021). İşletmelerde yatırım projelerinin hazırlanması ve değerlendirilmesi teknikleri. BEÜ Fen Bilimleri Dergisi, 10(3), 1055-1074.
• Yatırımlarda Devlet Yardımları Hakkında Kararın Uygulanmasına İlişkin Tebliğ (Tebliğ No: 2012/1)’De Değişiklik Yapılmasına Dair Tebliğ (2022, 24 Şubat). Resmi Gazete (Sayı: 31760 (Mükerrer)). Erişim adresi: https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2022/02/20220224-20.htm
• Zor, E., Cevher, M., Mengüç, G., Soydabaş, M., Bilgiç, A., Ayan, E. ve Özalaybey, S. (2007). Kocaeli ilinde zemin sınıflaması ve sismik tehlike değerlendirme çalışmaları. Altıncı Ulusal Deprem Mühendisliği Konferansı, 16-20 Ekim 2007, İstanbul.