Assessing the Feasibility of Photovoltaic Systems in Türkiye: Technical and Economic Analysis of On-Grid, Off-Grid, and Utility-Scale PV Installations
Abstract
Fossil fuels, whereas indispensable for energy production today, pose significant environmental challenges because of their greenhouse gas emissions. As a cleaner and sustainable alternative, renewable energy sources, particularly solar energy, have gained prominence worldwide. Photovoltaic (PV) systems offer an effective means of harnessing solar energy to generate electricity without harmful by-products. This technology holds great promise, especially for countries such as Türkiye, which heavily rely on fossil fuels and possess abundant solar energy potential. Thus, this study aims to assess the feasibility of PV systems in Türkiye and explore potential obstacles. To ensure a reliable and sustainable energy supply, both on-grid and off-grid PV systems are considered. The assessment was conducted by selecting 7 provinces that represent diverse geographical regions in Türkiye. The System Advisor Model (SAM), developed by the National Renewable Energy Laboratory (NREL), was employed for the technical and economic feasibility analyses of these PV systems. The SAM simulation provides crucial technical insights, including electricity production, efficiency, and losses, with a specific focus on off-grid PV systems designed to meet regional residential energy demands utilizing solar energy. Furthermore, this study investigates the economic viability of off-grid PV systems by considering factors such as the levelized cost of energy (LCOE), levelized cost of storage (LCOS), and the net present value (NPV) of money. In addition, the concept of grid parity, which indicates when PV electricity generation becomes cost-competitive with grid electricity, is explored for the selected cities, thereby promoting PV systems as an attractive alternative to fossil fuel-based electricity generation.
Keywords
PV battery
,
PV systems
,
Renewable energy
,
Solar energy
,
Utility scale PV
Türkiye'de Fotovoltaik Sistemlerin Fizibilitesinin Değerlendirilmesi: On-Grid, Off-Grid ve Şebeke Ölçekli FV Kurulumlarının Teknik ve Ekonomik Analizi
Öz
Günümüz enerji üretiminin vazgeçilmezi olan fosil yakıtlar, sera gazı emisyonlarını açığa çıkararak önemli çevresel sorunlara neden olmaktadır. Daha temiz ve sürdürülebilir bir alternatif olarak, yenilenebilir enerji kaynakları, özellikle güneş enerjisi, dünya çapında önem kazanmıştır. Özellikle fotovoltaik (FV) sistemler, herhangi bir zararlı yan ürün olmadan elektrik üretmek için güneş enerjisinden yararlanmanın etkili bir yoludur. Bu teknoloji, Türkiye gibi büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlı ve zengin güneş enerjisi potansiyeline sahip ülkeler için büyük umut vaat etmektedir. Bu nedenle, bu çalışma Türkiye'deki FV sistemlerinin fizibilitesini değerlendirmeyi ve potansiyel engelleri keşfetmeyi amaçlamaktadır. Güvenilir ve sürdürülebilir enerji tedariki sağlamak için hem şebekeye bağlı hem de şebekeden bağımsız FV sistemleri dikkate alınır. Bu çalışmada değerlendirme, Türkiye'de farklı coğrafi bölgeleri temsil eden 7 il seçilerek yapılmıştır. Fotovoltaik sistemlerin teknik ve ekonomik fizibilite analizleri için Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından geliştirilen Sistem Danışmanı Modeli (SAM) kullanılmıştır. SAM simülasyonu, güneş enerjisini kullanan bölgesel konut enerji taleplerini karşılamak üzere tasarlanmış şebeke dışı fotovoltaik sistemlere odaklanarak elektrik üretimi, verimlilik ve kayıplar dahil olmak üzere önemli teknik bilgiler sağlar. Bu çalışmada, İndirgenmiş Enerji Maliyeti (LCOE), İndirgenmiş Depolama Maliyeti (LCOS) ve paranın Net Bugünkü Değeri (NPV) gibi finansal parametreleri göz önünde bulundurarak şebekeden bağımsız FV sistemlerinin ekonomik uygulanabilirliği de araştırılmıştır. Bunlara ek olarak, seçilen şehirler için FV elektrik üretiminin şebeke elektriği ile maliyet açısından rekabet edebilir hale geldiğini gösteren şebeke paritesi kavramı da araştırılmıştır. Bu çalışma, fosil yakıt bazlı elektrik üretimine çekici bir alternatif olarak fotovoltaik sistemleri teşvik eden değerli bilgiler sunmaktadır.k teşvik eder.
Anahtar Kelimeler
FV sistemler
,
Güneş enerjisi
,
Off-Grid sistemler
,
On-Grid sistemler
,
Yenilenebilir enerji
