Yüreğir Ovasında Tarımsal İşletmeler İçin Fotovoltaik Piller ile Elektrik Üretiminde En Uygun Eğim Açısının Belirlenmesi ve Modellenmesi

Yıl 2019, Cilt: 2 Sayı: 2, 1 - 24, 17.12.2019

Emin Bilgili , Adil Akyüz

Öz

Tarımsal üretimde, enerji girdileri önemli ve sürekli artan bir maliyet oluşturmaktadır. Tarımda artan enerji maliyetleri ve sera gazı emisyonlarına ilişkin endişeler bağlamında işletme içi enerji tüketimi dikkat çekmektedir. Bununla birlikte, Türkiye gibi birçok ülkede tarımda elektrik enerjisi kullanımıyla ilgili araştırmalar yetersizdir. Bu durum enerji iyileştirmesi için yaklaşımların ve yatırım kararlarının son değerlendirmesini kısıtlamaktadır. Geleneksel yakıtların sınırlı ve elektrik enerjisinin yüksek maliyetli olmasından dolayı ucuz, yenilenebilir ve kolay elde edilebilir bir enerji kaynağı olan güneş enerjisinin PV paneller ile tarımsal işletmelerde kullanılabilirliğinin araştırılması ve farklı eğim açıları kullanılarak bölgede tarımsal işletmelerde atıl olan çatılarda PV (PV-Çatı Sistemleri) ile etkin elektrik üretimi için optimum eğim açısının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada, Çukurova koşullarında modern tarım işletmelerinde elektrik enerjisinin fotovoltaikler ile karşılanması ve karbondioksit azaltımı için PV-Çatı sistemleri tasarımı geliştirilmiş ve 5 farklı panel konumlandırma ile 8 farklı eğim açısına göre 40 ayrı modül oluşturulmuştur. Şebeke elektriğine alternatif olarak tasarlanan PV-Çatı sistemi, İstatistiksel analiz sonucu ve optimum koşullar için tekno-ekonomik yönden belirlenmiştir. 330 kW’lık kurulu fotovoltaik güç, 2 154 m2’lik panelden elde edilmiştir. Sistemin geri ödeme süresi 6 yıl ve ekonomik ömrü 20 yıl olarak hesaplanmıştır. Elde edilen verilerden, tarımsal işletmede kullanılan enerjinin fotovoltaik ile karşılanması ve bu enerjinin CO2 azaltımı baz alınarak Türkiye’de tüketilen enerjinin %6'sına denk gelen tarımda kullanılan 12 387 GWh'e eşit enerjinin PV ile karşılanması ve 6 540 222 tCO2.yıl-1 azaltımı uzun dönemde uygun olduğu tespit edilmiştir. Bu değerin diğer ülkeler ile farklı olmasındaki temel neden, çiftliklerdeki çevresel koşullar ve teknolojilerdeki farklılıklardan kaynaklanmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Tarımsal işletme, fotovoltaik, PV-çatı, Adana

Kaynakça

• Association, W. N. (2011). Comparison of lifecycle greenhouse gas emissions of various electricity generation sources. WNA Report, London. Aybek, A., Üçok, S. (2017). Determination and evaluation of biogas and methane productions of vegetable and fruit wastes with Hohenheim Batch Test method. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 10(4), 207-215. Bekiroğlu, O. (2014). Sürdürülebilir Kalkınmanın Yeni Kuralı: Karbon Ayak İzi, II. Elektrik Tesisat Ulusal Kongresi. Besli, N., Aktacir, M. A., Yesilata, B. (2010). Fotovoltaik Panellerin Gerçek Arazi Koşullarında Test ve Karakterizasyonu. Engineer & the Machinery Magazine(601). Duman, A. (2014). Süt sağım mekanizasyonunda enerji maliyetlerinin ve enerji verimliliğini etkileyen unsurların saptanması üzerine bir araştırma. Namık Kemal Üniversitesi. EİE. (2017a). Adana Global Radyasyon Değerleri. URL (erişim tarihi) 26.07.2017 http://www.eie.gov.tr/MyCalculator/pages/1.aspx EİE. (2017b). Verimlilik Arttırıcı Projeler (VAP). URL (erişim tarihi) 25.07.2017 Ekmekyapar, T. (2012). "Tarımsal İnşaat" (Vol. 232). Erzurum: Atatürk Üniversitesi Zir. Fak. Yayınları. Ekoanaliz. (2017). "Proje değerlendirme- analiz". URL (erişim tarihi) 01.10.2017 www.cem.gov.tr/erozyon/Files/erozyon/Fizibilite/Ekoanaliz.docx Gürsakal, N. (2002). Bilgisayar Uygulamalı İstatistik II, I. Baskı, Alfa Basım Yayım Dağıtım Ltd. Şti., İstanbul. Hikmet, E., Kapıcıoğlu, A. (2015). Farklı Yüksekliklere Yerleştirilen Güneş Pillerinin Verimlerinin İncelenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 4(2). Howley, M., Dennehy, E., Holland, M., Gallachóir, B. (2011). Energy in Ireland 1990–2010: 2011 report. Energy policy statistical support unit. Sustainable Energy Ireland, Dublin, Ireland. İbrahim, D. (2006). Güneş enerjisi uygulamaları: Bileşim Yayınları. Ironridge. (2017). Pitched roof design guide. URL (erişim tarihi) 01/08/2017, http://files.ironridge.com/pitched-roof-mounting/resources/brochures/Pitched_Roof_Design_Guide.pdf Işıker, Y., Yeşilata, B., Bulut, H. (2006). Fotovoltaik Panel Gücüne Etki Eden Çalışma Parametrelerinin Araştırılması. Ulusal Güneş Ve Hidrojen Enerjisi Kongresi, 150-155. Karafil, A., Özbay, H., Kesler, M. (2016). Sıcaklık ve Güneş Işınım Değişimlerinin Fotovoltaik Panel Gücü Üzerindeki Etkilerinin Simülasyon Analizi. Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Sempozyumu. Kasap, A. (1985). “Süt Sığırcılığı İşletmelerinde Elektrik Enerjisinin Optimum Kullanılma Sınırları”. Tarımsal Mekanizasyon 9. Ulusal Kongresi. Adana. Keçel, S., Yavuzcan, H. (2008). Türkiye’deki Bölgesel Sıcaklık Değişimlerinin Güneş Panellerinin Verimliliğine Etkisi. Gazi Üniversitesi Endüstriyel Sanatlar Eğitim Fakültesi Dergisi, 22, 12-20. Koç, E., Şenel, M. C. (2013). Dünyada ve Türkiye’de enerji durumu-genel değerlendirme. Mühendis ve Makina, 54(639), 32-44. Masters, G. M. (2013). Renewable and efficient electric power systems: John Wiley & Sons. MEB. (2017). "Yenilenebilir Enerji Teknolojileri Yapılarda Güneş Paneli Sisteminin Kurulması". U R L (erişim tarihi) 20.10.2017 http://megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/Yapılarda Panel Sisteminin Kurulması.pdf MGM. (2017a). "İklim Verileri". U R L (erişim tarihi) 02.08.2017 https://mgm.gov.tr/?il=Adana MGM. (2017b). Meteoroloji tanımlar, rüzgar. U R L (erişim tarihi) 01.10.2017 https://mgm.gov.tr/FILES/resmi-istatistikler/tanimlar.pdf Okuroğlu, M., Yağanoğlu, A. V. (2015). "Kültürteknik" (Vol. 886). Erzurum: Atatürk Üniversitesi Yayınları Olgun, B. (2009). Turizm bölgelerinde elektrik enerji tüketimi ve talep tarafı yönetiminin modellenmesi. YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü. Oregon.edu. (2017a). "Sun path chart program". URL (erişim tarihi) 01.09.2017, 2017 http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html Oregon.edu. (2017b). University of Oregon Solar radiation monitoring laboratory, Sun path chart program. U R L (erişim tarihi) 01.10.2017, http://solardat.uoregon.edu/SunChartProgram.html Özgün, H. (2015). Fotovoltaik enerji sistemleri. Ankara: Günder. Quaschning, V., Hanitsch, R. (1998). Increased energy yield of 50% at flat roof and field installations with optimized module structures. Paper presented at the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion. Shoshani, E., Hetzroni, A. (2013). Optimal barn characteristics for high-yielding Holstein cows as derived by a new heat-stress model. animal, 7(1), 176-182. Software, P. (2017). "How to calculate the annual solar energy output of a photovoltaic system?". URL (erişim tarihi) 28.10.2017, http://photovoltaic-software.com/PV-solar-energy-calculation.php UNFCCC. (2015). I. Definitions, Scope, Applicability And Parameters Definitions, Tool, Draft Methodological. URL (erişim tarihi) 01.10.2017 http://cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodologies/tools/am-tool-07-v2.pdf Üstün, A. (2007). "Deneme Tekniği SAS ve JMP Kullanımı Ders Kitabı". İstatistik. Tohum Tescil. Ankara. Vssolmo. (2016). Calculate sun. U R L (erişim tarihi) 10/02/2016 http://vitalsigns.ced.berkeley.edu/res/downloads/vssolmo.xls Yavuz, S. (2009). Regresyon Analizinde Doğrusala Dönüştürme Yöntemleri ve Bir Uygulama. Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 23(1). Yegm. (2017). "Güneş enerjisi potansiyeli atlası". URL (erişim tarihi) 25.07.2017 http://www.yegm.gov.tr/MyCalculator/pages/1.aspx Yüzer, A. F. (2009). İstatistik (Vol. 1448): Anadolu Universitesi.