Determination of Optimum Inclination Angles of Panels to be Installed in Solar Generation for Gaziantep Region

Abstract

With the development of technology in the world, the need for energy is gradually increasing. Solar energy comes to the forefront in energy production in terms of being renewable and minimizing environmental threats. Ambient conditions are of great importance when installing the solar energy system. The aim of this study is to determine the optimum angles of the panels, with the help of the transposition factor, to be able to generate energy at the maximum capacity of the solar panels to be installed. In previous literature studies in determining the optimum angle, transposition factors obtained with the help of the Perez transposition model, which seem to give results closer to reality, were used. When the transposition factors obtained are taken into account, the optimum angle value was obtained as 31°. Using PVSyst program, the production values were compared according to the angles and it was determined that the difference in the amount of energy produced at the 30° panel slope angle compared to the 31° panel slope angle was not significant. Finally, in order to reduce the production cost, it was decided that the panels to be placed can be placed at an angle of 30°.

Keywords

• Transposition Factor,Optimum Slope Angle,Solar Panel,Solar Radiation,Annual Slope Angle,PVSyst

Gaziantep Bölgesi İçin Güneş Enerjisinden Elektrik Üretiminde Kurulacak Panellerin Optimum Eğim Açılarının Belirlenmesi

Öz

Dünyada ilerleyen teknolojiye paralel olarak enerjiye duyulan ihtiyaçta giderek artmaktadır. Güneş enerjisi, yenilenebilir olması ve çevreyi tehdit eden unsurları minimum seviyelere çekmesi bakımından enerji üretiminde ön plana çıkmaktadır. Güneş enerji sistemi kurulurken ortam koşulları büyük bir önem teşkil etmektedir. Bu çalışmanın amacı transpozisyon faktörü yardımıyla, kurulacak olan güneş panellerinin maksimum kapasitede enerji üretebilmeleri panellerin optimum açılarının belirlenmesidir. Optimum açının belirlenmesinde yapılmış olan önceki literatür çalışmalarında realiteye daha yakın sonuçlar verdiği görülen Perez transpozisyon modeli yardımıyla elde edilen transpozisyon faktörleri kullanılmıştır. Elde edilen transpozisyon faktörleri göz önünde bulundurulduğu zaman optimum açı değeri 31° olarak elde edilmiştir. PVSyst programı kullanılarak açılara göre üretim değerleri karşılaştırılmış ve 30° panel eğim açısında üretilen enerji miktarının 31° panel eğim açısına göre farkının kayda değer olmadığı belirlenmiştir. Son olarak üretim maliyetini düşürmek için, yerleştirilecek olan panellerin 30° açıda yerleştirilebileceğine karar verilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Transpozisyon Faktörü,Optimum Eğim Açısı,Güneş Paneli,Güneş Işınımı,Yıllık Eğim Açısı,PVSyst

Kaynakça

1. Koç, A., Yağlı, H., Koç, Y., & Uğurlu, İ. (2018). dünyada ve türkiye’de enerji görünümünün genel değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, 59(692), 86-114.
2. Öksel, C., Koç, Y., Yağlı, H., & Koç, A. (2018) Kuantum Noktalı Güneş Hücreleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 174-182.
3. Polat, Y., Yağlı, H., & Koç, Y. (2019). Bir Ameliyathanenin İklimlendirilmesi Süresince Hava Akımının Modellenmesi. European Journal of Science and Technology, 15, 420-432.
4. Polat, Y., Yağlı, H., & Koç, Y. (2019). Bir Ameliyathanenin İklimlendirilmesinde Üfleme Hızının Sayısal Analizi ve Modellenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (16), 605-619.
5. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Enerji İstatistikleri Raporu (Erişim Tarihi: 10 Mart 2020) https://www.enerji.gov.tr/tr-TR/EIGM-Raporlari.
6. Yağlı, H., Karakuş, C., Koç, Y., Çevik, M., Uğurlu, İ., & Koç, A. (2019). Designing and exergetic analysis of a solar power tower system for Iskenderun region. International Journal of Exergy, 28(1), 96-112.
7. Ustun, I., Karakus, C., & Yagli, H. (2020). Empirical models for estimating the daily and monthly global solar radiation for Mediterranean and Central Anatolia region of Turkey. International Journal of Global Warming, 20(3), 249-275.
8. Yağli, H. (2020). Examining the receiver heat loss, parametric optimization and exergy analysis of a solar power tower (SPT) system. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 42(17), 2155-2180.

9. Güneş Sistemleri, Türkiye'nin Güneş Enerjisi Potansiyeli Raporu (Erişim Tarihi: 30 Ocak 2020) http://www.gunessistemleri.com/potansiyel.php
10. Enerji Atlası, Türkiye Güneş Enerjisi Potansiyeli Haritası (Erişim Tarihi: 30 Ocak 2020) https://www.enerjiatlasi.com/gunes-enerjisi-haritasi/gaziantep
11. Enerji İşleri Genel Müdürlüğü, Güneş Enerjisi Potansiyeli Atlası (GEPA). (Erişim Tarihi: 30 Ocak 2020). http://www.yegm.gov.tr/MyCalculator/pages/27.aspx.
12. Karafil, A., Ozbay, H., Kesler, M., & Parmaksiz, H. (2015, November). Calculation of optimum fixed tilt angle of PV panels depending on solar angles and comparison of the results with experimental study conducted in summer in Bilecik, Turkey. In 2015 9th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO) (pp. 971-976). IEEE.
13. Geyer, M., & Stine, W. B. (2001). Power from the Sun (Powerfromthesun. net). JT Lyle Center.
14. Chou, Y., Sheng, Y., & Zhu, Y. (2012). Study on the relationship between the shallow ground temperature of embankment and solar radiation in permafrost regions on Qinghai–Tibet Plateau. Cold regions science and technology, 78, 122-130.
15. Öztürk, H. H. (2008). Güneş enerjisi ve uygulamaları. Birsen Yayınevi.
16. National Aeronautics and Space Administration (NASA), NASA Prediction Of Worldwide Energy Resources. (Erişim Tarihi: 22 Ocak 2020) https://power.larc.nasa.gov/.
17. Ekanem, O. D., & Onojo, J. O. (2017). Determination of Yearly Fixed Optimal Tilt Angle for Flat-Plate Photovoltaic Modules Based on Perez Transposition Model. American Journal of Software Engineering and Applications, 6(3), 80.
18. Kallioğlu M. A., Ercan, U., Avcı, A. S., & Karakaya, H. (2017). Optimization of tilt angle for solar panel. 2 nd International Energy & Engineering Conference, Gaziantep (pp. 180-186).