Rooftop Solar Power Plant Design, Economic and Environmental Analysis: Hatay Province Example

Yıl 2025, Cilt: 25 Sayı: 4, 969 - 983, 04.08.2025

İsa Kamacı , Ahmet Yönetken

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1574925

Öz

This study aims to evaluate the economic and environmental impacts of designing a rooftop solar power plant in Hatay, considering the region's climatic conditions and electricity demand. Simulations conducted using PVsyst software version 7.4 focused on economic factors such as investment cost, electricity generation, and payback period. In the environmental analysis, the impact of solar energy conversion on carbon emissions was examined. The designed system was assumed to have an economic lifes of 25 years, and the simulation results indicated an annual energy production of 352,043 kWh, a performance ratio of 81.20%, and a payback period of 4.2 years. Over its economic lifespan, the system is expected to prevent 3,543.4 tons of carbon emissions and enable the transfer of surplus energy to the grid, demonstrating its environmental and economic benefits. Additionally, the findings of this study serve as a significant guideline for the design and implementation of solar energy projects in regions undergoing reconstruction following the 2023 Kahramanmaraş earthquakes. The examination of renewable energy utilization through the Hatay case study suggests that similar analyses for other regions could contribute to sustainable reconstruction efforts and facilitate the adoption of comparable systems.

Anahtar Kelimeler

Renewable Energy , Rooftop Solar Power Plant , Climate Change , Pvsyst , Zero Emission

Çatı Tipi Güneş Enerji Santrali Tasarımı, Ekonomik ve Çevresel Analizi: Hatay İli Örneği

Öz

Bu çalışma Hatay ilinin iklim şartları ve elektrik talepleri göz önünde bulundurularak çatı üstü güneş enerji santrali tasarımının ekonomik ve çevresel etkilerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. PVsyst programının 7.4 sürümü kullanılarak gerçekleştirilen simülasyonlarla, yatırım maliyeti, elektrik üretimi ve geri dönüş süresi gibi ekonomik unsurlar üzerinde odaklanılmıştır. Çevresel analizde ise güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşümünün karbon emisyonu üzerindeki etkisi incelenmiştir. Tasarlanan sistemin ekonomik ömrü 25 yıl olarak varsayılmış ve simülasyon sonucunda yılda 352.043 kWh enerji üretimi, %81,20 performans oranı ve 4,2 yıl geri ödeme süresi elde edilmiştir. Sistemin ekonomik ömrü boyunca 3543,4 ton karbon emisyonunun önlenmesi ve ihtiyaç fazlası enerjinin şebekeye aktarılabilmesi de projenin çevresel ve ekonomik faydalarını ortaya koymaktadır. Ayrıca, bu çalışmanın sonuçları 2023 yılında gerçekleşen Kahramanmaraş depremleri sonrası yeniden yapılanma sürecinde olan bölgeler için güneş enerjisi projelerinin tasarımı ve uygulanmasında önemli bir rehber niteliği taşımakta olup yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının Hatay örneğinde incelenmesinin, sürdürülebilir yeniden yapılanma için benzer analizlerin diğer bölgeler için de yapılmasına ve benzer sistemlerin uygulanmasına öncülük edebileceği değerlendirilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Yenilenebilir Enerji , Çatı Güneş Enerji Santrali , İklim Değişikliği , PVsyst , Sıfır Emisyon

Kaynakça

• Akarslan, E., ve Hocaoğlu, F. O., 2018. Bir Fotovoltaik Güç Sisteminin Üretiminin Çok Boyutlu Tahmin Filtreleri ile Modellenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(2), 516-522. Akcan, E., Kuncan, M., ve Minaz, M. R. 2020. PVsyst Yazılımı ile 30 kW Şebekeye Bağlı Fotovoltaik Sistemin Modellenmesi ve Simülasyonu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (18), 248-261. https://doi.org/10.31590/ejosat.685909
• Aytekin, A., 2005. Yatırım Projelerinin Bilgisayar Paket Programı ile Değerlendirilmesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 7(7), 62-71.
• Batmaz, T., Bayraç, H. N., ve Güllü, M., 2019. Türkiye’de Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Büyüme ve Karbon Emisyonu İlişkisi. Avrasya Sosyal ve Ekonomi Araştırmaları Dergisi, 6(3), 645-658.
• Birpınar, M. E., 2022. Küresel Sorun: İklim Değişikliği “Gelişimi, Uluslararası Müzakereler ve Türkiye. Çevre Şehir ve İklim Dergisi, 1(1), 20-36.
• Bulut, N., Kuncan, M. ve Horoz, S., 2018. Türkiye’de güneş enerjisinin kullanım alanları ve Siirt güneş enerji potansiyeli. Ahtamara 1. Uluslararası Multidisipliner Çalışmalar Kongresi. Gevaş, Van, 1315-1319.
• Cesur Durmaz, B., ve Üçgül, İ., 2024. Türkiye Kıyı Bölgelerinde Yenilenebilir Enerji Santrali Uygulamaları İçin: Hibrit Yüzer Modüler Tasarım Önerileri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24(4), 866-883. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1404846
• Çınaroğlu, H., 2023. Bağımsız Bir Fotovoltaik Sistemin Pvsyst Yazılımı Kullanılarak Tasarımı ve Simülasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bilecik, 99.
• Çiftçi, S., Solak, M., and Kuncan, M., 2020. Powered by the sun: designing and analyzing technical and economic aspects of a school sustained by photovoltaics. Journal of Mechatronics and Artificial Intelligence in Engineering, 1(1), 21-32.
• Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği, 2019, T.C Resmî Gazete, 12.05.2019,30772. Erdoğan, S., 2020. Enerji, Çevre ve Sera Gazları. Çankırı Karatekin Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 10(1), 277-303. https://doi.org/10.18074/ckuiibfd.670673
• EÜAŞ, 2023. Elektrik Üretimi ve Ticareti Sektör Raporu 2023, Ankara. Gündüz, M.S., 2019. Bir Fotovoltaik Güneş Enerji Santralinin Tekno-Ekonomik Analizi; Kütahya-Simav Örneği, Yüksek Lisans Tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya, 109. Gürtepe, E., ve Birpınar, M. E., 2023. Türkiye Yüzyılında Sürdürülebilir Çevre. Çevre Şehir ve İklim Dergisi, 2(3), 1-22.
• Hamza Çelikyay, H., ve Küçük Bayraktar, H., 2023. İklim Politika Belgelerinde İklim Dostu Kentler ve Dirençlilik Stratejileri. Humanıtas-Uluslararası Sosyal Bilimler Dergisi, 11(INCSOS VIII Özel Sayısı) , 87-107. https://doi.org/10.20304/humanitas.1272124
• Ismahane, S. Z., Zohra, A. F., Mouhoub, B., Mahammedi, N. A., and Bechouat, M., 2023. Sizing And Techno-Economic Analysis of a Photovoltaic Solar System for a Primary School Using PVSYST. In 2023 2nd International Conference on Electronics, Energy and Measurement (IC2EM) Vol. 1, pp. 1-6. IEEE. https://doi.org/10.1109/IC2EM59347.2023.10419605.
• Karakaya, E., 2016. Paris İklim Paylaşımı: İçeriği ve Türkiye Üzerine Bir Değerlendirme. Adnan Menderes Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 3(1), 1-12. https://doi.org/10.30803/adusobed.188842
• Kılınç, E. C., ve Altıparmak, H., 2020. Çevre Vergilerinin CO2 Emisyonu Üzerindeki Etkisi Üzerine Bir Uygulama. Ordu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Sosyal Bilimler Araştırmaları Dergisi, 10(1), 217-227.
• Kırnapçı, S. ve Pamuk, N., 2024. Hanönü (Kastamonu) Güneş Enerjisi Santralinin Farklı Simülasyon Programları ile Tasarımı ve Elektrik Enerjisi Üretim Sonuçlarının Değerlendirilmesi. Karadeniz Mühendislik ve Bilim Dergisi, 7(3), 529-538. https://doi.org/10.34248/bsengineering.1460518
• Koç, E., ve Kaya, K., 2015. Enerji Kaynakları–Yenilenebilir Enerji Durumu. Mühendis ve Makina, 56(668), 36-47. Martin, K., 2024. Elbistan Meslek Yüksekokulu Çatı Üstü Güneş Enerjisi Santrali Kurulum Simülasyonu: Performans Analizi. KİÜ Fen, Mühendislik ve Teknoloji Dergisi, 1(1), 33-42.
• Mishra, P. R., Rathore, S., and Jain, V., 2024. Pvsyst Enabled Real Time Evaluation of Grid Connected Solar Photovoltaic System, International Journal of Information Technology, 16(2), 745-752. https://doi.org/10.1007/s41870-023-01677-x
• Öztürk, B., Akyazı, Ö., Şahin, M. ve Yılmaz, G., 2023. Şebeke Bağlantılı Güneş Enerji Santrali’nin Modellenmesi ve Simülasyon Analizi: Ağrı/Çukurçayır Köyü 999 kW Güneş Enerjisi Santrali Örneği. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 13(4), 1623-1647. https://doi.org/10.31466/kfbd.1327312
• Pala, A., 2018. Gelişmekte Olan Ülkelerde Enerji Tüketimi, Karbon Emisyonu ve Ekonomik Büyüme İlişkisinin ARDL Yaklaşımı ile İncelenmesi. Ekonomik ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 14, 1-29. Sancar, M. R., ve Altınkaynak, M., 2021. Isparta İli İçin Farklı Çatı Tiplerinde Tasarlanan Fotovoltaik Sistemlerin Karşılaştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (32), 1024-1028. https://doi.org/10.31590/ejosat.1047453
• Sarı, V., ve Özyiğit, F. Y., 2020. Sivas İlinin Farklı İlçelerinde Şebeke Bağlantılı Güneş Enerji Santrallerinin Tasarımı ve Analizi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi (20), 425-437. https://doi.org/10.31590/ejosat.797434
• Şahin, Z. R., 2024. Gerçekten Sanala: 1 Mwp Güneş Santralinin Pvsyst Simülasyon Programıyla Performans Analizi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11(23), 203-215. https://doi.org/10.54365/adyumbd.1471211
• TEİAŞ 2023, Türkiye Elektrik Üretim-İletim İstatistikleri 2023, Ankara. Yalılı Kılıç, M. ve Kurtaran, M., 2024. Sürdürülebilir Enerji Üretimi İçin Fotovoltaik Sistem Tasarımı ve PVsyst Programı ile Simülasyonu: Bursa İli Örneği. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 11(1), 239-248. https://doi.org/10.30910/turkjans.1333711
• Yalılı, M., 2021. Lisanslı fotovoltaik güneş enerji santrali yatırımının finansal analizi: Van ili örneği. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(3), 1055-1074. Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun, 2005, T.C Resmî Gazete, 18.05.2005,25819.
• Yıldırım, H. H., ve Aksu, M., 2021. Rüzgâr ve Güneş Enerjisi Santral Yatırımlarının Ekonomik Performanslarının Değerlendirilmesi. Uluslararası Bankacılık Ekonomi ve Yönetim Araştırmaları Dergisi, 4(1), 53-75. https://doi.org/10.52736/ubeyad.933756 https://ytbsbilgi.teias.gov.tr/ytbsbilgi/frm_istatistikler.jsf (18.01.2025) https://seffaflik.epias.com.tr/electricity/renewables-support-mechanism/licensed-generation-amount/real-time-generation (19.01.2025) İklim Şurası Sonuç Bildirgesi, https://iklimsurasi.gov.tr/sayfa/sonuc-bildirgesi, (20.09.2024) https://enerji.gov.tr/bilgi-merkezi-enerji-elektrik (19.01.2025)
• Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası (GEPA), https://gepa.enerji.gov.tr/pages/31.aspx, (25.09.2024) Kırıkhan Meslek Yüksekokulu uydu görüntüsü, Google Maps, (25.08.2024) https://solaravm.com/ (19.01.2025)