Comparison of Annual Real Production Data of the On-Grid Rooftop Solar Power Plant in Elazığ Province Example with PV*SOL Simulation Values

Öz

From past to present, energy has been needed to meet the basic needs of humanity. Today, fossil fuels and renewable energy sources are used to meet the increasing energy demand. Renewable energy sources are environmentally friendly sources that are constantly renewed by natural processes and produce energy with low emission values compared to fossil fuels. Technological advances in solar energy systems, decreasing costs and increasing efficiency make solar energy a strong alternative among renewable energy sources. In this study, a grid-connected rooftop SPP system installed on the roof of a business in the industrial zone within the borders of Elazığ province was discussed. The rooftop SPP consists of a total of 165 monocrystalline panels with a power of 545 Watts and its total power is 89.9 kWp. PV*SOL software was used to find the best orientation and inclination angle for the selected area in order to increase system performance. In this study, the annual energy production data of the current solar power plant system was examined by months and the data obtained from the PV*SOL simulation was compared with the real data in the field. As a result of the study, it was determined that there was a 0.03% difference between the data obtained from the PV*SOL simulation program and the real data of the rooftop solar power plant.

Anahtar Kelimeler

• Renewable energy
• on-grid photovoltaic systems
• pv*sol

Elazığ İli Örneğine Ait On-Grid Çatı Üstü Güneş Enerji Santralinin Yıllık Gerçek Üretim Verilerinin PV*SOL Simülasyon Değerleri ile Karşılaştırılması

Öz

Geçmişten bugüne kadar insanoğlunun temel gereksinimlerinin karşılanması için enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır. Dünyada nüfusun hızlı bir şekilde yükselmesi, teknolojik faaliyetlerin gelişimiyle birlikte enerji tüketimi gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde artan enerji talebini karşılamak için fosil yakıtlar ve yenilenebilir enerji kaynakları kullanılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, doğal süreçler aracılığıyla sürekli olarak yenilenen ve fosil yakıtlarla karşılaştırıldığında düşük emisyon değerlerine sahip olan çevre dostu enerji üretim kaynaklarıdır. Güneş enerjisi sistemlerindeki teknolojik ilerlemeler, maliyetlerin düşmesi ve verimliliğin artması, güneş enerjisini yenilenebilir enerji kaynakları arasında güçlü bir alternatif haline getirmektedir. Özellikle arazi ve çatılara kurulan Güneş Enerji Santrallerinin (GES) sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada Elazığ ili sınırları içinde sanayi bölgesinde bir işletmenin çatısına kurulmuş şebekeye bağlı çatı (on-grid) üstü GES sistemi ele alınmıştır. Çatı üstü GES toplam 165 adet, 545 Watt gücünde monokristal panellerden oluşmakta olup toplam gücü 89,9 kWp’tir. Sistem performansını artırmak amacıyla seçilen alan için en iyi yönelimi ve eğim açısını bulmak amacıyla PV*SOL yazılımı kullanıldı. Bu çalışmada mevcut GES sisteminin bir yıllık enerji üretim verileri aylara göre incelenerek, PV*SOL simülasyonunda elde edilen benzetim sonuçları ile karşılaştırılarak PV*SOL yazılımının doğruluk oranı değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda PV*SOL simülasyon programından elde edilen veriler ile çatı üstü GES gerçek verileri arasında %0,03 fark olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar göz önüne alındığında, uygulaması yapılan enerji sisteminin teknik ve ekonomik olarak uygun olduğu söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

• yenilenebilir enerji
• on-grid fotovoltaik sistem
• pv*sol

Kaynakça

1. https://enerji.gov.tr/Media/Dizin/EIGM/tr/Raporlar/TUEP/T%C3%BCrkiye_Ulusal_Enerji_Plan%C4%B1.pdf/Erişim 27.11.2023.
2. https://odsdanismanlik.com/tr/gunes-enerjisi-tesvik-belgesi-danismanligi/ Erişim 28.11.2023.
3. https://gepa.enerji.gov.tr/MyCalculator/ Erişim 29.11.2023.
4. Kumruoğlu LC, Ateş SB. Türkiye’nin güneş enerjisi potansiyeli ve iskenderun için örnek üretim projeksiyonu. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 2022; 37(1): 293-305.
5. Abdullah AZ, Amlus MH, Azizan N, Sali IM, Rahim MH. Performance Analysis of Different Type PV Module for 3 kW Residential Roof Top PV System using PVSyst Simulation tool. J Phys : Conf Ser 2022; 2312(1): 012042.
6. Wang X, Tian X, Chen X, Ren L, Geng C. A review of end-of-life crystalline silicon solar photovoltaic panel recycling technology. Sol Energy Mater Sol Cells 2022; 248, 111976.
7. Dewi RG, Siagian UWR, Asmara B, Anggraini SD, Ichihara J, Kobashi T. Equitable, affordable, and deep decarbonization pathways for low-latitude developing cities by rooftop photovoltaics integrated with electric vehicles. Appl Energy 2023; 332, 120507.
8. Hariri MMH, Desa MMK, Masri S, Zainuri MAA. Grid-connected PV generation system—Components and challenges: A review. Energies 2020; 13(17), 4279.

9. Karthikeyan V, Rajasekar S, Das V, Karuppanan P, Singh AK. Grid-connected and off-grid solar photovoltaic system. Smart Energy Grid Design for Island Countries: Challenges and Opportunities 2017; 125-157.
10. Akkas OP, Erten MY, Cam E, Inanc N. Optimal site selection for a solar power plant in the Central Anatolian Region of Turkey. Int J Photoenergy 2017; 1, 7452715.
11. https:///tr.dsisolar.com/info/7-most-popular-solar-pv-system-design-and-simu-34957124.html/ Erişim 30.11.2023.
12. Özcan Ö, İzgi E. Şebekeye bağlı fotovoltaik çatı sisteminin karşılaştırmalı performans analizi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2020; 23(3): 127-140.
13. Sharma R, Gidwani L. Grid connected solar PV system design and calculation by using PV* SOL premium simulation tool for campus hostels of RTU Kota. In 2017 International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 20-21 April 2017, Kollam, India.
14. Kumar R, Rajoria CS, Sharma A, Suhag S. Design and simulation of standalone solar PV system using PVsyst Software: A case study. Mater Today Proc 2021; 46: 5322-5328.
15. Serat Z, Fatemi SAZ, Shirzad S. Design and Economic Analysis of On-Grid Solar Rooftop PV System Using PVsyst Software. Arch Adv Eng Sci 2023; 1(1): 63-76.
16. Arafat NM, Dwivedi VK. Desıgn And Sımulatıon Of Grıd Connected 100 kW Solar Power System By UsıngPvsyst. Int Res J Modernization Eng Technol Sci 2023; 5(8): 2582-5208.
17. Dondariya C, Porwal D, Awasthi A, Shukla AK, Sudhakar K, Manohar SR, Bhimte A. Performance simulation of grid-connected rooftop solar PV system for small households: A case study of Ujjain, India. Energy Rep 2018; 4: 546-553.
18. Ateş AM. Years energetic and economic analysis of a 30kWp rooftop PV power plant. Mühendis ve Makine 2023; 64(710): 175-194.
19. Çiçek A, Erdinç O. PV-batarya hibrit sistemi içeren elektrikli araç otoparkının şarj yönetimi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019; 15: 466-474.
20. Ay E, Pamuk N. Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Farabi Yerleşkesindeki Elektrik Enerjisi İhtiyacının Güneş Enerjisi Santralleri Kurularak Elde Edilmesi ve Ekonomik Analizi. Black Sea J Eng Sci 2023; 6(3): 173-184.
21. Balkan A, Görel G. Güneş enerji santrallerinde PV*SOL yazılımının güvenilirliğinin değerlendirilmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2024; 14(3): 949-957.
22. Martin K. Elbistan Meslek Yüksekokulu Çatı Üstü Güneş Enerjisi Santrali Kurulum Simülasyonu: Performans Analizi. KİÜ Fen, Mühendislik ve Teknoloji Dergisi 2024; 1(1): 33-42.
23. Biberci MA. Techno-economic analysis of a solar-powered agricultural irrigation system using PV*Sol software A case study in Konya. Int J Agric Environ Food Sci 2023; 7(1): 156-162.
24. Erge T, Sick F. Photovoltaics in buildings: a design handbook for architects and engineers. Routledge, 2014.
25. Al-Ezzi AS, Ansari MNM. Photovoltaic solar cells: a review. Appl Syst Innov 2022; 5(4): 67.
26. Öztürk HH. Güneş Enerjisinden Fotovoltaik Yöntemle Elektrik Üretiminde Güç Dönüşüm Verimi ve Etkili Etmenler”. TMMOB EMO, Elektrik Tesisat Ulusal Kongresi, 18–21 Ekim 2017, İzmir, Türkiye.
27. https://www.frmenergy.com/GES/3/On_Grid_Depolamali_Solar_Sistemler/ Erişim 01.12.2023.
28. Ghafoor A, Munir A. Design and economics analysis of an off-grid PV system for house hold electrification. Renew Sustain Energy Rev 2015; 42: 496-502.
29. Kaynar NK. Yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin Amasya ilindeki potansiyeli. Bilge Int J Sci Technol Res 2020; 4(2): 48-54.
30. Ceylan O, Taşdelen K. Isparta ili için fotovoltaik programlarının simülasyon sonuçlarının doğruluğunun incelenmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 2018; 18(3): 895-903.
31. Varlı H, Tuna M, Tombul M. Bölgesel Güneş Enerji Potansiyeli ve Enerji Santrali Yatırımı Değerlemesi: Sincan Örneği. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2022; 34(2): 657-666.
32. Atasoy A, Çitçi DM. Değişen iklim koşullarının Elâzığ ovası ile yakın çevresinin ekosistemine etkileri. Doğu Coğrafya Dergisi 2011; 14(21): 33-52.
33. Biberci MA. Techno-economic analysis of a solar-powered agricultural irrigation system using PV* Sol software: A case study in Konya. J Agric Environ Food Sci 2023; 7(1): 156-162.
34. Bocullo V, Martišauskas L, Pupeikis D, Gatautis R, Venčaitis R, Bakas R. UAV photogrammetry application for determining the influence of shading on solar photovoltaic array energy efficiency. Energies 2023; 16(3): 1292.
35. De Souza Silva JL, Costa TS, de Melo KB, Sakô EY, Moreira HS, Villalva MG. A comparative performance of PV power simulation software with an installed PV plant." 2020 IEEE international conference on industrial technology (ICIT). 26-28 February 2020, Buenos Aires, Argentina.
36. Deniz Ö. Öğrenci Eğitimi Bağlamında Çatı Üstü PV Sistemlerinin Simülasyon Tabanlı Görselleştirilmesi ve Analizi. Teknik Bilimler Dergisi 2024; 14(2): 11-18.