Examination of The Changes of Inclination Angle of the Solar Power Plants at Yacht Marina Port Areas in Terms of Electricity Production

Abstract

Increase in the world population, growth in industry and developing technology increase the demand for energy consumption. This increase in energy consumption causes climate change. Solar Power Plants (SPP) have an effect that reduces both climate change and our country's dependence on foreign energy. Solar panels are used for electricity generation in SPP. In SPP, it is aimed to benefit from the sun at the highest level. In the literature; There are also studies on the change of angle of the panel slope annually and seasonally. Although SPP is used in many areas of housing and industry, it is not used in yacht marinas. The purpose of this study is to utilize SPP at the maximum level for the electricity needs of a yacht marina. Within the scope of this purpose, it has been analyzedto increase the production efficiency of solar panels by changing the monthly optimum inclination angle of solar panels in the SPP.
For analysis, it has been determined that the electricity requirement of a marina in Fethiye District can be supplied by GES with a power of 1500 kW. In this study, Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) simulation program was used. Likewise, electricity generation of SPP panels was found separately on a monthly basis at optimum inclination angles (0 °, 8 °, 13 °, 19 °, 24 °, 31.7 °, 35 °, 40 °, 49 °, 50 °, 59 Different groupings were made by changing the monthly optimum inclination angles 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 times a year in the panels used in the SPP. Electricity generation efficiencies in panel inclination angles were compared in groupings. As a result of comparison; According to the inclination angle of 31.7 °, it has been determined that in 8 grouping, the efficiency is the highest with 129 MWh and 5.24%, and in the 2-group grouping it has been determined that the lowest increase is 95 MWh and 3.86%.

Keywords

• Solar Energy
• Solar Panel
• Inclination Angle Change
• PVGIS

Yat Limanlarındaki Güneş Enerji Santralleri Panel Eğim Açısı Değişiminin Elektrik Üretimi Açısından İncelenmesi

Abstract

Dünyada olduğu gibi ülkemizde de gelişen sanayi enerji tüketim talebini artırmaktadır. Enerji tüketimindeki artış iklim değişikliğine sebep olmaktadır. Güneş Enerjisi Santralleri (GES) hem iklim değişikliği hem de ülkemizin enerjide dışa bağımlılığını azaltıcı etkiye sahiptir. GES’nde güneşten en üst seviyede yararlanmak amaçlanmaktadır. Literatürde; yıllık ve mevsimsel olarak eğim açılarının değişim ile ilgili çalışmalarda mevcuttur. GES’nden konut ve endüstrinin birçok alanında faydalanılmasına karşın yat limanlarında kullanılmamaktadır. Bu çalışmada, bir yat limanı elektrik ihtiyacının GES ile karşılanması için amaçlanmıştır. Bu amaç için GES’nde, güneş panelinin aylık optimum eğim açısının değiştirilmesi ile elektrik üretim veriminin artırılması analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında Fethiye İlçesindeki bir yat limanı elektrik ihtiyacının kurulu gücü 1500 kW olan GES ile tedarik edilmektedir. Hesaplamalarda Fotovoltaik Coğrafi Bilgi Sistemi (PVGIS) simülasyon programı kullanılmıştır. GES güneş panelinin yıllık optimum eğim açısı (0° ve 3,17°) ile aylık optimum eğim açısı (8°, 13°, 19°, 24°, 31,7°, 35°, 40°, 49°, 50°, 59°) elektrik üretimi aylık bazda ayrı ayrı bulunmuştur. Akabinde GES’nde kullanılan güneş enerji panelleri aylık optimum eğim açıları yılda 2, 3, 4, 5, 6, 7 ve 8 defa değiştirilecek şekilde farklı aylarda birden fazla kombinasyon oluşturularak gruplandırma yapılmıştır. Çalışma sonucunda, yat limanına kurulacak 1500 kW kurulu güce sahip GES’nde sadece aylık panel eğim açısının değiştirilmesi karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda; 3,17°’lik eğim açısına göre 8’li gruplandırmada 129 MWh ve %5,24 oran ile verimde en yüksek, 2’li gruplandırmada ise 95 MWh ve %3,86 oran ile verimde en düşük artışın olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Güneş Enerjisi
• Güneş Paneli
• Eğim Açısı Değişimi
• PVGIS

References

1. [1] Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı, (2003). Solar Energy Potential Atlas (GEPA), [Online]. Erişim: http://www.yegm.gov.tr/MyCalculator/.
2. [2] Tersaneler ve Kıyı Yapıları Genel Müdürlüğü, (2021). Yat Limanı Bilgileri, [Online]. Erişim: https://tkygm.uab.gov.tr/uploads/pages/limanlar-ve-kiyi-yapilari/3-yat-limanlari-bilgileri.pdf,
3. [3] A.R. Dal ve F. Yılmaz, “Ticari Bir Yat Limanının Elektrik İhtiyacının Fotovoltaik (PV) Teknoloji ile Karşılanmasına Yönelik Bir İnceleme,” Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, vol. 25 no.3, pp. 1189-1204, 2020.
4. [4] Roberts, S.and Guariento, N, Building Integrated Photovoltaics A Handbook, Birkhauser Press, Berlin-Germany, 2009.
5. [5] R. Tallab and A. Malek, “Predict System Efficiency of 1 MWc Photovoltaic Power Plant Interconnected to The Distribution Network Using Pvsyst Software,” In Proceedings of 2015 3rd International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), Marrakech, Morocco; 2015.
6. [6] W. G. Le Roux, “Optimum Tilt and Azimuth Angles for Fixed Solar Collectors in South Africa Using Measured Data,” Renewable Energy, vol. 96, pp. 603-612, 2016.
7. [7] E. Yıldırım and M.A. Aktacir, “Investigation of Azimuth And Tilt Angle Effects On Building Integrated Photovoltaic Systems,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 34 no. 2, pp. 609-619, 2019.
8. [8] M. Aydın ve B. Yeşilata, “Fotovoltaik panellerde eğim açısı etkisinin deneysel olarak saptanması,” Termodinamik Dergisi, c. 148, ss. 88-98, 2004.

9. [9] T. Khatib, A. Mohamed, M. Mahmoud and K. Sopian, “Optimization of the Tilt Angle of Solar Panels for Malaysia,” Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 37 no. 6, pp. 606-613, 2015.
10. [10] M. Bi̇lgi̇li̇ ve M. Dağteki̇n, "Fotovoltaik Piller İle Elektrik Üretiminde Uygun Eğim Açısının ve Yıllık Oluşan Enerji Farkının Belirlenmesi", Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, c. 6, sayı. Özel Sayı (BSM 2017), ss. 156-167, Ara. 2017.
11. [11] A. Çağlar , "Farklı Derece-Gün Bölgelerindeki Şehirler İçin Optimum Eğim Açısının Belirlenmesi", Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 22, s. 2, ss. 849-854, Ağu. 2018, doi:10.19113/sdufbed.94899
12. [12] European Commission, (2019). Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS), [Online]. Erişim: https://ec.europa.eu/jrc/en/PVGIS/docs/methods,
13. [13] D. Vasarevicius and R. Martavicius, “Solar İrradiance Model for Solar Electric Panels and Solar Thermal Collectors in Lithuania,” Electronics and Electrical Engineering, vol. 108 no. 2, pp.3-6, 2011.
14. [14] A.R. Dal ve F. Yılmaz, “Yat Limanı İçin Güneş Enerjisi Sistemi Yatırımının Maliyet ve Çevresel Analizi,” 4th International Congress on Economics, Finance and Energy, Niğde-Türkiye, 2020, ss. 645-655.