Feasibility Study of Photovoltaic System that can be Applied to Tekirdağ Namık Kemal University Ziraatbiyotek Building using RetScreen Program

Year 2022, , 656 - 667, 13.09.2022

Bahar Diken , Birol Kayişoğlu

https://doi.org/10.33462/jotaf.1058491

Cited By: 2

Abstract

As a result of the rapid decrease in fossil fuels and increasing energy demand, countries have turned to alternative energy sources. Renewable resources, which are alternative to fossil resources and are environmentally friendly, are clean and inexhaustible energy resources. Solar energy is one of these alternative energy sources This study; With the RetScreen program, it is aimed to analyze the suitability of the system and observe its performance before the PV system is installed. Features affecting the performance of PV systems; It has been designed by considering factors such as the position of the panel, the angle of inclination, shading and panel type. Shadow analysis was performed with the Helioscope program. In the shadow analysis, firstly, the geographical location is defined and the determined parameters are entered into the system. Technical, energy and economic analysis of the 14 kW solar system for the Ziraatbiyotek building was made. The analysis was made in 2 different scenarios and the positive and negative aspects of the solar system to be installed in the building were revealed. The Ziraatbiyotek building, where the study was carried out, was established in the Naip District of the Süleymanpaşa district of Tekirdağ province. For the Ziraatbiyotek laboratory building, 60 panels of the GES power plant with an area of 405 m2 were used. The brand of the selected panel is Astronergy Solar and each has a power capacity of 240 W. The panel inclination is 30⁰ and the azimuth angle is 0⁰ in the RetScreen program. Polycrystalline was used as the panel type in two different scenarios. In the first scenario, emission reduction support was not included and the payback period of the system was 10.4 years, and in the other, $15 tCO2-1 and annual support of $142 were included and the payback period of the system was 9.8 years. According to the results obtained with the program, 20.1 Wh energy produced by the solar panel system decreased 9.5 tCO2 greenhouse gas emissions. It has been obtained that if a 14 kW solar energy system is installed in the Ziraatbiyotek building, approximately 40% of the annual electricity need will be met from solar energy.

Keywords

Retscreen, Helioscope, Ziraatbiyotek, Greenhouse gas, PV system

RetScreen Programı Kullanılarak Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Ziraatbiyotek Binasına Uygulanabilecek Fotovoltaik Tasarımın Fizibilite Analizi

Abstract

Fosil kökenli yakıtların hızla azalması ve artan enerji talebi sonucunda ülkeler alternatif enerji kaynaklarına yönelmiştir. Fosil kaynaklara alternatif ve çevre dostu olan yenilenebilir kaynaklar ise temiz ve tükenmeyen enerji kaynaklarıdır. Güneş enerjisi de bu alternatif enerji kaynaklarından birisidir. Bu çalışma; RetScreen programı ile PV sistemi kurulumu yapılmadan önce, sistemin uygunluğunu analiz etmeyi ve performansını gözlemleyebilmeyi amaçlamıştır. PV sistemlerin performansını etkileyen özellikler; panelin konumu, eğim açısı, gölgelenme ve panel tipi gibi etmenler dikkate alınarak tasarlanmıştır. Gölge analizi Helioscope programı ile yapılmıştır. Gölge analizinde, ilk olarak coğrafi konum tanımlatılmıştır ve belirlenen parametreler sisteme girilmiştir. Ziraatbiyotek binası için 14 kW’lık güneş sistemin teknik, enerji ve ekonomik analizi yapılmıştır. Analiz 2 farklı senaryo şeklinde yapılarak, binada kurulacak güneş sistemin olumlu ve olumsuz yönleri ortaya koyulmuştur. Çalışmanın yapıldığı Ziraatbiyotek binası Tekirdağ ili Süleymanpaşa ilçesi Naip Mahallesi’nde kurulmuştur. Ziraatbiyotek laboratuvar binası için GES santrali 405 m2 alana sahip 60 adet panel kullanılmıştır. Seçilen panelin markası Astronergy Solardır ve her biri 240 W güç kapasitesine sahiptir. RetScreen programına panel eğimi 30⁰, azimut açısı 0⁰ olarak girilmiştir. İki farklı senaryoda da panel tipi olarak polikristal kullanılmıştır. İlk senaryoda emisyon azaltım desteği dahil edilmemiş ve sistemin geri ödeme süresi 10.4 yıl, diğerinde ise 15$ tCO2-1 ile yıllık 142$ destek dahil edilmiş ve sistemin geri ödeme süresi 9.8 yıl olarak elde edilmiştir. Program ile elde edilen sonuçlara göre güneş paneli sistem ile üretilen 20.1 Wh’lık enerji 9.5 tCO2 sera gazı azalımı görülmüştür. Ziraatbiyotek binasına 14 kW’lık güneş enerjisi sistemi yapıldığı takdirde yıllık elektrik ihtiyacının yaklaşık %40’ını güneş enerjisinden karşılanmış olacağı elde edilmiştir.

Keywords

Retscreen, Helioscope, Ziraatbiyotek, Sera gazı, PV sistem

References

• Ahmed,W., Sheikh, J.A., Nouman, M., Ullah,M.F., Mahmud, M. A. P. (2020). Techno-Economic Analysis for the Role of Single End Energy User in Mitigating GHG Emission Researchsquare.
• Al-akayshee ,A. S. Kuznetsov O. N. Sultan , H. M.Viability (2020). Analysis of Large Photovoltaic Power Plants as a Solution of Power Shortage in Iraq IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus).
• Altan, A. D., DİKEN, B., KAYİŞOĞLU, B. (2021). Prediction of Photovoltaic Panel Power Outputs Using Time Series and Artificial Neural Network Methods. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(3), 457-469.
• Anonim. Türkiye’nin Yedinci Ulusal Bildirimi, (2018). https://webdosya.csb.gov.tr/db/cygm/icerikler/yed-nc--ulusal-b-ld-r-m-20190909092640.pdf. Erişim tarihi 10.12 2018.
• BP,(2020).https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energy-outlook/bp-energy-outlook-2020.pdf. Erişim tarihi:10.04.2020.
• BÜYÜKZEREN, R., ALTINTAŞ, H. B., MARTİN, K., & KAHRAMAN, A. (2015). Binalardaki fotovoltaik uygulamasının teknik, çevresel ve ekonomik incelenmesi: Meram Tıp Fakültesi Hastanesi örneği. EMO Bilimsel Dergi, 5(10), 9-14.
• Darian, M. M. M., Ghorreshi, A. M., Hajatzadeh, M. J. (2020). Evaluation of Photovoltaic System Performance: A Case Study in East Azerbaijan, Iran ranian (Iranica) Journal of Energy and Environment, 11(1), 75-78.
• DBK Enerji Broşür (2020). “Güneş Enerjisi Uygulaması için Diğer Maliyet Kalemleri’’, http://www.dbkenerji.com Erişim tarihi: 05.02.2020.
• Delice H, Yaslıoglu E. The effect of building orientation on utilization of solar energy in dairy cattle barns. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 18 (3), 419-427.
• Eremkere, M., Aktaş, T. (2020). Tekirdağ Bağcılık Araştırma Enstitüsü Üzüm Suyu İşleme Tesis çatısına uygulanabilecek fotovoltaik tasarımların teknik, ekonomik ve çevresel açılardan analizi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 7(1), 275-294.
• GEPA, (2019). Güneş Enerjisi Potansiyel Atlası, http://www.yegm.gov.tr/MyCalculator/ Erişim tarihi: 20.06.2019.
• IRENA,(2019).https://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Jun/IRENA_ Power_Generation_Costs_2019.pdf. Erişim tarihi:17.05.2020.
• IRENA,(2018).https://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/May/IRENA_Renewable-Power-Generations-Costs-in-2018.pdf. Erişim tarihi:05.10.2019.
• Kayişoğlu, B., Diken, B. (2019) Türkiye'de Yenilenebilir Enerji Kullanımının Mevcut Durumu ve Sorunları. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 15(2), 61-65.
• Njoku, H. O.,. Omeke, O. M, (2020). Potentials and fnancial viability of solar photovoltaic power generation in Nigeria for greenhouse gas emissions mitigation Clean Technologies and Environmental Policy, 22:481–492.
• Obeng,M. , Gyamfi, S. , Derkyi,N.S. , Kabo-bah,A.T , Peprah,F. (2020). Technical and economic feasibility of a 50MW grid-connected solar PV at UENR Nsoatre Campus Journal of Cleaner Production, 247,119159.
• REN21, (2021). https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2020_full_report_en.pdf Erişim Tarihi: 20.05.2021
• Shimu, J. F. (2019). Feasıbılıty Study Of 100kw Solar Pv System Usıng Retscreen doi: http://dspace.daffodilvarsity.edu.bd:8080/handle/123456789/4793.
• Sulukan,E. (2019). İstanbul’da bir fotovoltaik sistemin tekno-ekonomik ve çevresel analizi Pamukkale Univ Muh Bilim Dergisi, 26(1), 127-132.
• Şen, S . (2017) Incentıves As A Fıscal Polıcy Tool In Renewable Energy Productıon: Experıences Of A Number Of Selected European Countrıes And Turkey . Journal of Life Economics, 4 (1) , 59-76 . DOI: 10.15637/jlecon.185.